Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T02:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:37:32Z : No. of bitstreams: 1 137912.pdf: 49855598 bytes, checksum: f14577b75de2adacdd128e166ce4ddc5 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330829.pdf: 8126181 bytes, checksum: 597e785782e50fa9b6d6f97153fcbe23 (MD5) Previous issue date: 2014 / A indústria do petróleo e seus derivados vêm alcançando crescimento e importância consideráveis nas últimas décadas. Deste modo, a avaliação do estado de tensões de estruturas e componentes mecânicos, como os dutos de gás ou óleo bruto, é importante para prever e monitorar de forma confiável seu desempenho, assim como programar manutenções preventivas, evitando desastres catastróficos. A medição de tensões residuais pelo Método do Furo Cego consiste, basicamente, na execução de um furo cego que alivia e redistribui as tensões no entorno deste promovendo, como consequência, a deformação da superfície ao adequar-se a esta nova condição. Esta deformação fornece, indiretamente, a informação do estado de tensão ao qual a peça ou componente está submetido. No entanto, o processo de furação pode, quando não controlado, introduzir tensões à parede deste furo cego e, deste modo, mascarar o verdadeiro valor de tensão residual medido. Sendo assim, neste trabalho é estudado o processo de furação do furo cego e, mais especificamente, é avaliada a influência da velocidade de avanço empregada na furação sobre algumas características dos furos cegos e dos cavacos. Adicionalmente, busca-se identificar os principais mecanismos de desgaste observados nas ferramentas de corte. Para tanto, foram produzidos furos cegos nas ligas de aço ABNT1020, aço inoxidável AISI304L e alumínio AA6061, materiais de uso comum na indústria mundial, utilizando-se fresas de topo de uso odontológico, recomendadas pela norma ASTM E 837-08E². Os resultados comprovam a existência de um nível compressivo de tensão, proveniente da usinagem, nos furos medidos principalmente nas duas ligas de aço e, em menor escala, na liga de alumínio. Observou-se também uma alteração na dureza da região adjacente ao furo, indicando que o processo atinge temperaturas consideravelmente altas. Foram observadas também algumas diferenças com relação à textura do fundo e parede dos furos e dos cavacos, bem como a presença de rebarbas relacionadas à variação da velocidade de avanço da furação. Os mecanismos de desgaste identificados nas ferramentas foram principal-mente adesão e abrasão.<br> / Abstract: The oil and its derivatives industry have been reaching a growth and considerable importance in recent decades. Thus, the assessment of the state of stress of structures and mechanical components, such as gas or crude oil pipelines, is important to anticipate and monitor reliably its performance, as well as to schedule preventive maintenance avoiding catastrophic disasters. The measurement of residual stress by the blind hole method consists basically in the execution of a blind hole which happens to relieve and redistribute the stress surrounding that promoting, as a consequence, the surface deformation adapting to this new condition. This deformation provides, indirectly, the information of the state of stress which the part or component is submitted. However, the drilling process can, when not controlled, introduce stress on the blind hole wall and thus masking the true value of residual stress measured. Thus, this work seeks to study the process of blind hole drilling and, more specifically, the influence of the feed rate on the drilling process as well as on some characteristics of blind holes and chips. Additionally, it identified the main wear mechanisms observed in cutting tools. To this end, blind holes were produced in alloy steel ABNT1020, stainless steel AISI304L and aluminum AA6061 with dental end mills. The results showed the existence of a level of compressive stress in holes measured mainly in the two steel alloys and, to a lesser extent, in the aluminum alloy. Changes in hardness in adjacent region of the hole were observed, indicating that the process reaches considerably higher temperatures. Also some differences were observed regarding the background and wall texture of the holes and chips, as well as the presence of burrs when varying the feed rate of drilling. The wear mechanisms identified in the tools were adhesion and abrasion.

PIMENTA, P. V. C. L. Simulação termomecânica do processo de lingotamento contínuo utilizando o método de volumes finitos baseado em elementos. 2014. 67 f. Dissertação (Mestrado em Ciências de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-24T12:16:03Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_pvclpimenta.pdf: 7933536 bytes, checksum: 59f63398e101f4083f7863690b47b92e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-24T15:25:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_pvclpimenta.pdf: 7933536 bytes, checksum: 59f63398e101f4083f7863690b47b92e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-24T15:25:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_pvclpimenta.pdf: 7933536 bytes, checksum: 59f63398e101f4083f7863690b47b92e (MD5) Previous issue date: 2014-11-24 / The continuous casting technique in the last four decades has been large used for to production of semi-finished steel. The heat transfer is major mechanism and it occurs in various steps during the continuous casting. The quality of steel is directly related to the way the heat transfer occur because the thermal variations produce mechanical loads as well as contact forces which are generated through the rollers and shake of the mold. Such factors may cause defects such as fractures or cracks in the final product if the resulting stresses and strains exceed critical values. The technique must be improved in order to reduce the appearance of defects and the production time. For this a good understanding of physical phenomena involved during the solidification process is critical. The focus of this work is to apply the EbFVM (Element based Finite-Volume Method) approach to study the effects of linear tensions unidirectionally coupled with the temperature applied to continuous casting of the steel 1013D (0,3% of carbon) In the simulations we adopted some simplifications such as the Plane Strain and isotropic material. We also neglected the body forces contact with the rollers the liquid pressure on the walls of the steel ingot (ferrostatic pressure) and the convective effect. However despite of the simplifications adopted this work provides quantitative informations on the linear tensions accumulation that point out to areas of possible of cracks formations / A técnica de lingotamento contínuo nas últimas quatro décadas é cada vez mais utilizada na produção de aço semiacabado. A transferência de calor é o principal mecanismo dominante e ocorre em todas as etapas do processo. A qualidade do aço no lingotamento está diretamente relacionada à forma que ocorrem as trocas de calor pois as variações térmicas produzem carregamentos mecânicos assim como as forças de contato as quais são geradas por intermédio dos rolos e da oscilação do molde. Tais fatores podem causar defeitos como fraturas ou trincas no produto final caso as tensões e deformações resultantes excedam valores críticos. O aprimoramento da técnica tem a finalidade de evitar o surgimento de defeitos e reduzir o tempo de produção. Para isso é fundamental uma boa compreensão dos fenômenos físicos envolvidos ao longo do processo de solidificação. O foco deste trabalho é aplicar a abordagem do EbFVM (Element based Finite-Volume Method) no estudo dos efeitos das tensões lineares acopladas unidirecionalmente com a temperatura aplicado ao lingotamento contínuo do aço 1013D (0,3% de carbono) Nas simulações adotou-se algumas simplificações com o estado plano de tensões e isotropia do material. Descartando-se as forças de corpo o contato com os rolos a pressão do aço líquido nas paredes do lingote (pressão ferrostática) e o efeito convectivo. Contudo apesar das simplificações adotadas este trabalho traz informações quantitativas quanto a formação do acúmulo das tensões lineares que apontam para regiões de possíveis formações de trincas

Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2014-07-17T19:25:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_AnáliseTensõesInsitu.pdf: 12075595 bytes, checksum: 7596922656f08d51aa790d0c14f6857d (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-07-18T17:54:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_AnáliseTensõesInsitu.pdf: 12075595 bytes, checksum: 7596922656f08d51aa790d0c14f6857d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-18T17:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_AnáliseTensõesInsitu.pdf: 12075595 bytes, checksum: 7596922656f08d51aa790d0c14f6857d (MD5) Previous issue date: 2013 / O estudo das tensões in situ realizado na presente dissertação foi conduzido a partir da norma publicada pela International Society of Rock Mechanics (ISRM) no ano de 2012 em que sua metodologia se baseia em diversas etapas a serem seguidas para consolidação de um modelo de tensões in situ para uma dada região. A mina Cuiabá localizada na região norte do Quadrilátero Ferrífero tem suas atividades de lavra subterrâneas datadas desde o ano 1985 e serviu de modelo para aplicação da norma uma vez que várias informações sobre tensão estavam disponíveis. Foram utilizados neste estudo dados geológicos, topográficos, testemunhos de sondagem, furos de ventilação, parâmetros de laboratório e resultados de ensaios de tensão in situ. Diversos métodos para estimativa das tensões in situ foram considerados sendo ensaio de sobrefuração como método direto e as ocorrências de discing e as quebras em escavações circulares como indiretos. A primeira etapa da dissertação seguiu com a análise dos dados regionais que contribuíram para entendimento e classificação preliminar do campo de tensões em que a mina está inserida. Os litotipos e a estrutural da área foram analisados, além do resultado de ensaios de compressão uniaxial e condições dos maciços rochosos. Foram levantados 35 furos de ventilação da mina entre os níveis 7 e 15 sendo que parte destes apresentam quebras diametralmente opostas ao longo de suas paredes. Foi verificada a possibilidade de estas quebras serem indicadores da orientação das tensões como breakouts clássicos. Ensaios de sobrefuração foram realizados no ano de 2004 nos níveis 12 e 14 da mina nas profundidades 800m e 933m, respectivamente. O resultado dos ensaios foi considerado na interpretação dos dados de campo dos furos de ventilação em modelagem numérica 3D. Os furos de sondagem na mina Cuiabá tem registrado diversos intervalos com a ocorrências de discings em suas rochas de caráter rúptil desde 2008. Detalharam-se diversas características dos discings que incluem forma, espessura, distribuição espacial e outras com intuito de que estes fossem empregáveis no conhecimento das tensões in situ. Todos os dados foram interpretados e validados para consolidar o conhecimento do campo de tensões da mina. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The In Situ stress study carried out in this thesis was based on the fifth suggested method published by the International Society of Rock Mechanics (ISRM) in 2012 whoser methodology is based on many stages to be followed in order to build the In Situ stress model of a site. The Cuiaba mine, located in the north part of the Quadrilátero Ferrífero area, has its underground mining activities since 1985 and was considered to employ the suggested method since many stress data was available. Geological data, information about topography, drilling cores, ventilation boreholes, laboratory tests and In Situ stress measurements were considered in this study. Different methods were used to estimate In Situ stress, overcoring was the direct method, discing and damage in circular boreholes, were the indirect ones. On the first part of thesis, regional data was analyzed in order to understand the geology of the site and to give a preliminary idea of the field stress where the Cuiabá mine is located in. Lithology and structural data were analyzed, besides uniaxial compression test results and the rockmass conditions. It was collected data from 35 ventilation boreholes located between the 7th and 15th level. In some of them diametral failures ocurred in the excavation walls what led the study to carry out in this thesis. It was suggested the possibility of considering this failures as stress indicators like breakouts. In 2004, overcoring measurements were conducted in the 12th and 14th levels, at 800 and 933m deep. The stress measurements results were considered in the 3D numerical modeling of the ventilation borehole failures. The Cuiaba drilling cores have indicated discing cases in brittle rocks since 2008. Discing parameters were detailed which included shape, thickness, location and others in order to employ them for the In Situ Stress knowledge of the site. All data was interpreted and validated to build the mine field stress.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 99100.pdf: 16356155 bytes, checksum: d7f40994b54183428428e0c52a8fe54b (MD5) Previous issue date: 1994 / A holografia eletrônica tem sido usada na medição de campos de deslocamentos, deformações e tensões em superfícies planas. Neste trabalho, é proposta uma metodologia para extender a utilização da holografia eletrônica à medição de superfícies não planas. Para realizar esta tarefa é necessário conhecer a forma geométrica do corpo. É proposta uma técnica holográfica integrada às medições de deslocamentos para determinar a forma geométrica quando esta informação não está disponível. Duas superfícies previamente conhecidas foram medidas com o objetivo de aplicar e testar a técnica de medição da forma geométrica. Os resultados foram considerados satisfatórios. Uma metodologia integrando a medição de forma geométrica à medição dos deslocamentos e à determinação das deformações e tensões associadas ao sistema de coordenadas local, adequado à geometria do corpo, é apresentada e discutida. Uma análise qualitativa das fontes de erros é apresentada com o objetivo de apontar os principais problemas a serem quantitativamente estudados. Finalmente, dois casos experimentais são apresentados como exemplos de aplicação da metodologia. Os resultados obtidos confirmaram a viabilidade do método, ainda que alguns aspectos importantes devam ser melhorados.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-03-04T19:47:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304798.pdf: 4323792 bytes, checksum: a0ff243fa3e9e8065dd3e1efaad0e9b6 (MD5) / Este trabalho envolve o aprimoramento e a avaliação de alguns aspectos de uma técnica de medição de tensões residuais uniaxiais, combinando a holografia eletrônica (ESPI- Electronic Speckle Pattern Interferometry) e a indentação instrumentada. Ao invés de se produzir o alívio de tensões, como na maioria dos métodos de medição de tensões residuais destrutivos e semi-destrutivos, a indentação é usada para introduzir deformações plásticas localizadas no material. O campo de deslocamentos radial resultante ao redor da marca de indentação é medido e, através de um modelo matemático apropriado, o estado de tensões residuais presente na região de interesse é quantificado. São usados os mesmos modelos matemáticos desenvolvidos por Sutério (2005) e um novo dispositivo capaz de aplicar indentação de forma mais controlada, fazendo o controle da carga aplicada ou da penetração obtida. São apresentados o aparato experimental para simulação de tensões residuais, o equipamento de indentação de forma controlada, as formulações analítico-empíricas obtidas através de experimentos controlados, e o programa de computador desenvolvido e usado para quantificar tensões residuais na superfície do material. Uma ampla série de experimentos é realizada para calibrar o sistema usando carregamentos de referência uniaxiais. O material estudado é o aço SAE 1020. Após a calibração, são realizadas verificações a partir de medições independentes. Uma análise das incertezas envolvidas nos sistemas de medição e de simulação de tensões residuais uniaxiais é retomada e avaliada. Finalmente, o trabalho traz ainda comparações com os resultados de Sutério (2005) e aponta os progressos que devem ser realizados para melhorar o desempenho do sistema. / This work develops a partial evaluation a technique for uniaxial residual stress measurement, combining electronic holography (ESPI- "Electronic Speckle Pattern Interferometry"), and instrumented indentation. Instead of releasing the stress field, as do most of the destructive and semi-destructive methods of measurement of residual stresses, indentation is used to produce new local plastic deformations in the material. The resultant radial displacement field around the indentation print is measured and fitted to an appropriate mathematical model. As the result, the state of residual stresses in the region of interest is quantified. The same mathematical models developed by Suterio (2005) are used here in combination with a new indentation device able to better control indentation parameters as indentation force and indentation penetration. This dissertation presents the experimental apparatus for residual stresses simulation, the controlled indentation equipment, the analytical-empirical formulas obtained from controlled experiments, and the computer program developed and used to quantify residual surface stresses in the material. A long series of experiments are executed and analyzed to calibrate the system using reference uniaxial stresses values. The material studied is the SAE 1020 steel. After calibration, the system performance was independently verified. An uncertainty budget for uniaxial stresses simulation and measurement was resumed and evaluated. Finally, this work presents some comparisons in relation to Suterio's work (2005) and points to further improvements to increase measurement performance of the system.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-31T03:11:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343680.pdf: 8136223 bytes, checksum: e2c517be94b01114439cffd37cec40fe (MD5) Previous issue date: 2016 / A construção de malhas dutoviárias, instrumentos vitais para a economia de muitos países, surgiu da necessidade de transportar, com eficiência, agilidade e segurança, grandes volumes de óleo, gás e derivados. No Brasil, dutos estão normalmente enterrados. A cobertura de terra sobre eles oferece proteção física e mecânica. Todavia, a combinação entre fatores climáticos e geológicos poderia causar instabilidades do solo e, consequentemente, adicionar carregamentos significativos ao duto. Tais esforços imprevisíveis poderiam aumentar o risco de falhas em serviço ou mesmo acidentes no trecho enterrado, quando somados às cargas já existentes. Neste estudo, entende-se por tensões combinadas aquelas resultantes da ação simultânea de diferentes carregamentos que atuam no duto, incluindo as tensões residuais geradas na fabricação de tubos. Estas tensões são normalmente ignoradas do conjunto de tensões combinadas devido ao pouco conhecimento disponível sobre elas, bem como por sua difícil medição. No entanto, desprezá-las acaba por comprometer a determinação de alguns parâmetros de interesse, especialmente o carregamento axial atuante no duto em operação. Por isso, o presente estudo visa compreender os mecanismos de formação das tensões residuais na fabricação de tubos e, mais especificamente, mapear a distribuição destas em alguns exemplares selecionados, tipicamente utilizados na indústria de óleo e gás. Para tanto, um dispositivo óptico que combina a técnica do furo cego incremental (especificada na norma ASTM E837-13a) e a técnica de interferometria DSPI foi utilizado como ferramenta de medição dessas tensões. Os resultados experimentais apontam um comportamento equibiaxial entre as tensões residuais longitudinais e circunferenciais, além de perfis de tensões variáveis (na comparação entre as amostras de diferentes processos de fabricação) com predomínio de tensões compressivas na superfície externa dessas amostras. Posteriormente, define-se um conjunto de procedimentos para avaliar o carregamento induzido pelo solo através da medição das tensões combinadas, considerado a presença de tensões residuais.<br> / Abstract : Pipelines are vital instruments for economic activities as well as for the energy matrix of most countries. Their constructions are related to the need to transport large volumes of oil, gas and derivatives with efficiency, flexibility and security. Pipelines are usually buried in Brazil. The ground around the pipeline provides physical and mechanical protection. However, the combination between geological and climatic factors could cause ground instabilities and consequently could apply significate loads to the pipeline. These unpredictable loads could increase the risk of service failures or accidents in the pipeline when combined with existing loads. In this study, combined stresses are understood as those resulting from the action of various loading source simultaneously acting on the pipeline, including the residual stresses generated in the manufacturing of the pipe. Such stresses are usually ignored from the set of the combined stresses due to the little knowledge available as well as the difficulty for measuring them. However, disregarding residual stresses compromises the determination of some parameters of interest, especially the axial load acting on the pipeline under operation. Therefore, this study aims to understand the generation of residual stresses in the manufacturing of pipes and, more specifically, to map their distribution in some selected pipe samples that are typically used in the oil and gas industry. To this end, an optical portable device combining the hole-drilling technique (specified in ASTM E837-13a) and the interferometry DSPI technique was used as a measurement tool of these stresses. The experimental results have revealed an equibiaxial behavior between the longitudinal and circumferential residual stresses as well as non-uniform stress profiles (in the comparison among the pipes of the different manufacturing processes) with the predominance of compressive residual stresses on external surface of these pipes. Subsequently, this study defines a set of procedures to evaluate the external load induced by the ground throughout the measurement of the combined stresses and the consideration of the presence of residual stresses.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T10:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 206352.pdf: 2745640 bytes, checksum: abd67d3cce885f1ecd1465bfa969440c (MD5) / Na obtenção de certas propriedades mecânicas em chapas metálicas espessas, usualmente são utilizados corpos de prova com seção transversal circular, pois a determinação da curva de tensão-deformação verdadeira ou curva de escoamento é feita registrando a variação da carga e a redução do diâmetro do corpo de prova dúctil, seguida por uma correção da tensão na estricção pela equação de Bridgman. Contudo, para chapas mais finas, onde a confecção de corpos de prova cilíndricos torna-se inviável, a alternativa mais acessível é a utilização de corpos de prova com seção transversal retangular. A obtenção experimental da curva tensão-deformação verdadeira é complexa pois, logo após o início da estricção difusa, ocorrem duas formas distintas de deformação na seção transversal dificultando a medição direta das dimensões em tempo real de ensaio. Na primeira forma de deformação, a redução da área da seção transversal ocorre de forma proporcional e é calculada diretamente a partir da sua redução de espessura efetiva. Já na segunda, a redução da área ocorre de forma não-linear, e em decorrência disso, a seção transversal começa a se diferenciar do seu formato retangular inicial, tornando praticamente inviável o monitoramento da área real. Neste trabalho foi implementado um modelo de elementos finitos, para simular as condições do ensaio de tração em corpo de prova de chapa e obter a curva de escoamento de materiais metálicos com diferentes propriedades de encruamento. Os resultados numéricos permitiram

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T18:01:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 184889.pdf: 2164353 bytes, checksum: 7d5e6f6638a68ac6fde49d356123b969 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-19T08:09:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As tensões residuais que ocorrem nas estruturas e elementos mecânicos críticos, quando apresentam níveis significativos, podem ser extremamente preocupantes por se superporem ás tensões de serviço, podendo aproximar perigosamente o elemento da condição de falha. No atual estágio do desenvolvimento tecnológico não se chegou ainda a um método de medição de tensões residuais que seja considerado ótimo. A plena avaliação metrológica de um método de medição de tensões residuais não é uma tarefa simples, pela dificuldade em se obter um elemento mecânico com valores de tensões residuais de referência suficientemente bem conhecidos. No presente trabalho é dada uma contribuição nesta direção: Foi desenvolvidos e avaliado um dispositivo capaz de gerar campos de tensões bem conhecidos, simulando campos de tensões residuais que ocorrem nas estruturas, com o objetivo de viabilizar a avaliação metrologica de técnicas de medição de tensões residuais. Acredita-se que, com o trabalho apresentado, passos importantes foram dados na direção de encontrar uma forma prática e confiável de avaliar metrologicamente as técnicas de medição de tensões residuais baseadas no método do furo.