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Previous issue date: 2012-03-02 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this thesis the Non-linear Resonant Acoustic Spectroscopy Technique used to evaluate the mesoscopic non-linearity was incorporated into the Impulse Excitation Technique, which is extensively applied to the evaluation of thermal shock damage of refractory castables by the characterization of dynamic elastic moduli. The motivation for this thesis was the mesoscopic non-linearity detection in refractory castables and the interest for more sensitive techniques for thermal shock damage assessment, as well as detecting cracks and microcracks. An experimental apparatus able to evaluate the non-linearity was developed, which allowed the simultaneous characterization of the dynamic elastic moduli and damping with different amplitudes of excitation. The apparatus error was evaluated using the characterization of synthesized signals and it is lower than 0.05 % for frequency, 3.3 % for damping and 2 % for amplitude. The technique association was applied to the evaluation of thermal shock damage resistance of refractory castables made with white fused alumina aggregates of 2.4 mm maximum size (A2) and of 8.0 mm maximum size (A8), and of a refractory castable made with tabular alumina aggregates of 3 mm maximum size (AT). The A2 castable showed similar thermal shock resistance to the AT one due to the configuration of cracks and microcracks, which occurred in the matrix. The technique association was also used to evaluate different thermal shock types and the moisture influence. The results showed that the primary source of damage is the thermal shock of cooling and that the moisture has a significant influence in the elastic property characterization (up to -9.4 % for the Young's modulus and +35 % for damping). The information provided using the non-linearity characterization was similar to the retained Young's modulus, however regardless of previous characterizations. This allowed a more accurate assessment of the damage than using the Impulse Excitation Technique alone. / Nesta tese, a técnica de Espectroscopia Acústica Ressonante Não-linear (EARN) para a avaliação da não-linearidade mesoscópica foi incorporada à Técnica de Excitação por Impulso (TEI), que é largamente empregada na avaliação do dano por choque térmico de materiais refratários pela caracterização dos módulos elásticos dinâmicos. A motivação foi a constatação de não-linearidade mesoscópica em concretos refratários e o interesse por técnicas mais sensíveis para a detecção e avaliação do dano. Foi desenvolvido um aparato experimental capaz de avaliar a não-linearidade pela caracterização simultânea dos módulos elásticos dinâmicos e do amortecimento com diferentes amplitudes de excitação. O erro de medição do aparato, avaliado com a caracterização de sinais sintetizados, foi inferior a 0,05 % para a frequência, 3,3 % para o amortecimento e 2 % para a amplitude. A associação EARN-TEI foi empregada na avaliação da resistência ao dano por choque térmico de concretos refratários com agregados de alumina eletrofundida branca de tamanho máximo de 2,4 mm (A2) e 8,0 mm (A8) e de um concreto refratário com agregados de alumina tabular de tamanho máximo de 3 mm (AT). Mesmo com agregados diferentes, os concretos A2 e AT apresentaram resistência semelhante devido à configuração de trincas e microtrincas, que ocorreram na matriz. A associação EARN-TEI também foi empregada na avaliação de diferentes tipos de choque térmico e da influência da umidade. Os resultados indicaram que a causa primária do dano está no choque térmico por resfriamento e que a umidade tem influência significativa na caracterização das propriedades elásticas (até -9,4 % para o módulo de Young e +35 % para o amortecimento). As informações fornecidas pela medição da não-linearidade foram similares as da medição do módulo de Young, porém independentes de valores de referência. Isso permitiu a avaliação mais precisa da ocorrência do dano do que empregando apenas a TEI.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/690 |
| Date | 02 March 2012 |
| Creators | Pereira, Antônio Henrique Alves |
| Contributors | Rodrigues, José de Anchieta |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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