Estudo das propriedades mecânicas de juntas soldadas em alta velocidade pelo processo de fricção e mistura mecânica

Na tentativa de produzir componentes cada vez mais leves e seguros a industria automotiva vem continuamente atualizando seus produtos no que diz respeito à associação de materiais, uso de uniões por solda, utilização de ligas leves em substituição de ligas de aço e etc. Três são os motivos básicos para estas mudanças: aumento da segurança dos passageiros, diminuição do consumo de combustível e redução os custos de produção. As ligas de alumínio, em sua maioria desenvolvidas para uso em tecnologia aeronáutica, vêm ganhando espaço também na produção de automóveis de passeio. Um dos maiores problemas apresentados pelas ligas de alumínio é a baixa soldabilidade dificultando a produção de componentes como os conhecidos Tailor Welded Blanks (TWB). TWB consiste em unir através de solda materiais de espessura e ou propriedades mecânicas diferentes formando uma geratriz para posterior estampagem de um componente Este trabalho inova confeccionando juntas a partir de chapas de espessuras diferentes (TWB) através de soldagem por fricção e mistura mecânica (SFMM) a partir de ligas de alumínio com velocidades de soldagem convencionais (1m/min) e em altas velocidades atingindo 5 e 10m/min dependendo da liga. Duas ligas de alumínio foram utilizadas, AA5754 (não tratável termicamente) e AA6181 (tratável termicamente). Foram realizados ensaios metalográficos, perfis de microdureza, ensaios de tração. Foram realizados também ensaios para levantamento de curvas limite de conformação através de ensaios de tração em corpos de prova etalhados e ensaios de estampabilidade. Os resultados mostram que o processo SFMM é adequado para soldas de espessuras diferentes em altas velocidades. Os ensaios de microdureza não apresentam as típicas variações observadas em processos de soldagem convencional, os testes mecânicos apresentam bons resultados, especialmente paras as juntas da liga AA6181 que em ambas as condições de soldagem apresentaram valores de tensão próximos aos valores do material de base. Os testes de estampagem mostram que as juntas da liga AA5754 apresentam desempenho superior ao material de base quando conformadas, desta forma provando que essa técnica pode ser utilizada para fabricação de geratrizes para estampagem de componentes.

Determinação indireta das propriedades mecânicas de aço ASTM A36 laminado com o uso de ultra-som

Este trabalho tem por objetivo analisar a possibilidade do uso da técnica de análise por ultra-som como uma alternativa aos ensaios de tração para a avaliação das propriedades mecânicas de barras laminadas de aço baixo carbono. O método prevê a aplicação da técnica como uma opção econômica e ágil em programas de qualidade das características dos aços produzidos. Para o desenvolvimento deste estudo foi escolhido como material de análise o aço ASTM A36 na forma de barras redondas laminadas de 1 polegada de diâmetro. Foram adquiridas amostras de 15 corridas de produção deste aço sendo que as amostras de uma destas corridas foram submetidas a diferentes tratamentos térmicos. Foram realizadas medidas de velocidade sônica e avaliação da atenuação sônica por medidas de ganho com a aplicação de ondas longitudinais e com o uso de dois equipamentos diferentes e transdutores de 4, 5 e 15MHz. Esses resultados foram correlacionados com os dados de limite de escoamento, limite de resistência e alongamento na ruptura. Foi realizado um estudo metalográfico de tamanho de grão e do teor de inclusões, além de análise de composição química das amostras e a relação destes fatores com as propriedades acústicas. Foram comparados também os dados de velocidade e atenuação sônica das amostras apenas laminadas com os resultados obtidos com as amostras tratadas termicamente Como resultado, foi demonstrada a possibilidade do uso da técnica apresentada para estimar as propriedades mecânicas do aço estudado, em especial o limite de resistência, determinando a capacidade do uso do ultra-som para o controle das características mecânicas no processo produtivo deste e também de outros tipos de materiais metálicos.

Estudos e propriedades mecânicas de um novo tipo de bloco cerâmico híbrido para edificações em alvenarias estruturais

This dissertation presents a hybrid ceramic block the use of which reside in the buildings executed with walls. Initially, we conducted a survey on the requirements and / or norms prevailing in Brazil about structural ceramic blocks, making use of the experiences in other countries. This work seeks new materials and / or products in order to maintain or increase the compressive strength of the ceramic blocks, without neglecting the other properties. Then was collected materials (clay and crushed powder) and an approach on the characterization, through fluorescence, Mineralogy, vitrification curve and characterization of these materials used in the manufacture of the blocks by Ray Diffraction "X" and SEM. Subsequently it was made, numbered and measured dimensions of about 150 bodies of the test piece (hybrid ceramic blocks in small sizes) with varying percentages of 0%, 5%, 10% and 15% substitution of crushed clay powder. After sintering of the bodies of the test piece at temperatures of 900oC, 1000oC 1100oC and with a heating rate of 5oC/minuto and level of 1 hour, the samples were submitted to the tests (compressive strength and water absorption) and calculated their retractions, which were subsequently carried out the analysis of the results according to the criteria and parameters required by Brazilian legislation and standards in force

Influência da sequência de empilhamento nas propriedades mecânicas de laminados compósitos submetidos à tração

Composite laminates with plies in different directions finely dispersed are classified as homogenized. The expected benefits of homogenization include increased mechanical strength, toughness and resistance to delamination. The objective of this study was to evaluate the effect of stacking sequence on the tensile strength of laminates. Composite plates were fabricated using unidirectional layers of carbon/epoxy prepreg with configurations [903/303/-303]S and [90/30/-30]3S. Specimens were subjected to tensile and open hole tension (OHT) tests. According to the experimental results, the mean values of strength for the homogenized laminates [90/30/-30]3S were 140% and 120% greater for tensile and OHT tests, respectively, as compared to laminates with configuration [903/303/-303]S. The increase in tensile strength for more homogenized laminates was associated with the increment in interlaminar interfaces, which requires more energy to produce delamination, and the more complicated crack propagation through plies with different orientations. OHT strength was not affected by the presence of the hole due to the predominance of the interlaminar shear stress in relation to the stress concentration produced by the hole

Fabricação de malha de trama utilizada como pré-formas na indústria de compósitos e avaliação das propriedades mecânicas

In the manufacture of composite, textile materials are being used as reinforcement. Generally, the combination of the matrix with the textile material in the form of fibres or yarns is used depending on their distribution in the web. In the present work, in place of fibres or yarns, a knitted structure in the form of the final product which is defined as preform. The preform is weft knit manufactured with polyester filaments. In the manufacture of composite, polyester resin was used as matrix. The physical and mechanical properties as well as the formability of the weft knit were analysed. The physical and mechanical properties as well as the formability of the knitted structure were analysed. The results obtained on the analysis show that the courses and wales of the weft knit structure and the tensile properties help the formability of the structure and the impregnation of the resin. It could be clearly observed that composite structure in the direction of the courses support more tension than in the direction of the wales. In relation to the three points flexural tests it was possible to note that there was more flexion in the direction of wales, what was expected. It was also possible to note that there are other advantages such as reduction in the loss of materials used, homogeneity in the distribution of the knitted structure in the mould, reduction in the preparation time and also in the reduction in the cost of manufacture

Análise comparativa entre propriedades mecânicas, termofísicas e geométricas de tijolos produzidos pelos fornos caieira e abóbada

In the State of Rio Grande do Norte potteries are distributed in several counties in the four meso, which are: West Potiguar, Center Potiguar, Agreste Potiguar and East Portiguar. The ceramics, mostly, are responsible for products used in construction as bricks, tiles and white brick and wood used as fuel. This paper had a primary focus in the region of Seridó. The furnaces in this region, used to manufacture bricks are configured Caieira and Valt, in most of them using principles rustic, usually operated in an empirical way, using principles of control rather primitive, predominantly visual control. The focus of this study was to analyze the differences in the thermophysical, mechanical and geometric characteristics of bricks produced by Caieira and vault furnaces, using the NBR 15720 and the evaluation of energy efficiency in both furnaces. Thermophysical characteristics were analyzed through tests to determine the water absorption obtained from the difference between dry mass and wet mass of the sample and analysis of the thermal gradient, the mechanical characteristics from determination of the compressive strength of ceramic brick popularly known as bricks and also analyzed the geometrical characteristics of the bricks in order to verify the homogeneity of manufacturing. The tests showed that the energy difference of the two furnaces is not considered responsible for a significant difference in the properties of the products

Estudo das propriedades mecânicas de biocompósitos de polipropileno reforçados com fibras naturais

This research presents an approach to the addition of curauá fibers and licuri fibers in a polypropylene resin matrix, such as an alternative proposal to reinforce the polymeric composites. Fiber content of 0 %, 5 %, 10 %, and 20% were analyzed for verification of their mechanical properties comparing them, inclusive with the properties of polypropylene. The grainulated biocomposites had been prepared in an extrusora. The test bodies had been molded by injection and submitted to the mechanical essays uniaxial traction, flexion on three points, impact, in addition to thermal tests (HDT). These biocomposites had been also subjected the essay physicist-chemistry index of fluidity (IF). It was observed that the biocomposites of PP with 20% curauá, obtained bigger increase in the modulus of elasticity and a bigger reduction in the resistance to the impact. In the mechanical behavior, for all the biocomposites, these were increases in values of the limit of drainage and tension of rupture, when tested by uniaxial traction, as they added the fibers. Another important point was the increase of the resistance the flexion. It was also noted that the addition of fibers reduced the thermal degradation of the mixture natural fibers / polypropylene.

Estudo comparativo das propriedades mecânicas em compósitos da fibra modal e poliester

In the present work, three composites with distinct reinforcements (polyester, modal e polyester + modal), all if a unsaturated orthophthalic polyester resin as matrix were used, in order to conduct a comparative study by mechanical tests and water absorption. The fibre mats were prepared in a mat preparatory by immersion developed in the Textile Engineering Laboratory. The composites were manufactured using a closed mould process by compression using an unsaturated orthophthalic polyester resin as matrix and 1% MEK (methyl ethyl ketone peroxide) as an initiator. In each composite twelve samples with the dimensions of 150x25x3 mm were cut randomly for the mechanical analysis (tension x extension, three points bending and water absorption and Scanning Electron Micsroscopy). The mechanical tests were carried out in the Laboratório de Metais e Ensaios Mecânicos UFRN . All the analyses were carried out according to the ASTM norms. The resultant samples from the mechanical analysis were subjected for the Scanning Electron Microscopy analysis. Based on the results obtained, it was observed that the reinforced composite with two fibres (modal + polyester) presented better results in comparison to the other two composites both in the tension/extension as well on the three point bending tests. In the water absorption test, it was possible to observe an equilibrium in the water absorption by the modal and polyester composite, due to the union of the two fibres. In the SEM images, the regions of rupture in the composites as well as the adsorption between the fiber and the matrix could be observed

Influência da umidade nas propriedades mecânicas dos compósitos poliméricos híbridos (sisal/ vidro)

This study aims to evaluate the mechanical properties of polymer matrix composites reinforced with sisal fabric bidirectional tissue (Agave sisalana,) and E-glass fibers, containing the following configuration: a polymer matrix hybrid composite (Polyester Resin orthophalic) reinforced with three (3) layers of glass fibers and alternating-2 (two) layers of bidirectional sisal fabric, and finally a composite of polymer matrix reinforced with five (5) layers of glass fiber mat-type E. For this purpose as first step, the preparation of by sisal, since they are not on the market. The composites were made by manual lamination (Hand lay-up) and evaluated for tensile properties and three point bending both in the dry, and wet conditions aswele as immersed in oil. Macroscopic and microscopic characteristics of the materialsweve awalysed, after the completion of the mechanical tests. After the studies, it was proven that the sisal fiber decreases the tensile stiffness of the material above 50% for both situations studied the tensile strength of the material decreases by approximately 40% for the cases mentioned, and when compared to the specific strength stiffness values drop to 14.6% and 29.02% respectively for the dry state only. Constants for bending the values were are to approximately 50% to 25% for strength and stiffness of the material for the cases dry, wet and immersed in oil. Under the influence of tension fluids do not interfere in the stiffness of the material for the bending tests, the same does not occur with the resistance, and these values are modified only in the cases stiffness and flexural strength

Morfologia e propriedades mecânicas da fibra de sisal unidirecional e em sobreposição de compósito com resina epóxi

The composites manufactured with long fibres aligned in a single direction, and overlay has been shown to have better performance than the short fibers randomly distributed. In particular, the lignocellulosic fibers extracted from the sisal leaves, used in conjunction with the epoxy resin has attracted the attention of many researchers because the final properties of the system formed. In this work composites based on epoxy resin reinforced with sisal fibers were manufactured. The sisal fibres were treated with an alkaline solution of 0.06 mol/l NaOH. The treated, and untreated fibres were subjected to tension x extension tests. The composites were manufactured in the "Lossy" mold with the specifications of the samples to be produced (300x20x4 mm). The tension tests were carried out in accordance with the ASTM standards 3039 (for the composite aligned in a single direction) and ASTM D5573 (for composites in overlay), three point bending tests were performed according to ASTM D790. Analyzing the results of the tests of tension and three point bending tests, it was observed that the composites with the configuration of overlapping had the better elastic module in both tests. As to the maximum resistance to tension, the best result was the composites aligned in a single direction. Tests of absorption of water and micrographs are in progress

Influência de defeitos e diferentes processos de fabricação nas propriedades mecânicas finais de cerâmicas

Os materiais cerâmicos são atualmente cada vez utilizados como opção na engenharia mundial. Por se tratar de materiais com alta resistência mecânica, possuem muitas aplicações em diversas áreas, como por exemplo a de mancais, a automotiva (sensores, isoladores, catalisadores, pistões, válvulas, revestimentos), a de implantes biocompatíveis (dentário, substituição óssea, válvulas cardíacas), a de produtos sujeitos ao desgaste (guias), a de refratários (revestimento de equipamento bélico, componentes de fornos), a eletrônica, e outras. Nos processos de fabricação da cerâmica há uma gama de fatores que contribuem para as características do produto final. Devido a isso, muitos pesquisadores têm trabalhado no estudo da influência de determinados defeitos e técnicas de produção de cerâmicas nas características do produto final. Este trabalho tem como objetivo fazer uma revisão bibliográfica de recentes artigos que analisam a influência de fatores como velocidade de queima, surgimento de trincas, porosidade, fases cristalinas, e tamanho de partículas, nas propriedades mecânicas finais das cerâmicas. Pode-se concluir que é possível aperfeiçoar o processo de fabricação da cerâmica a fim de promover as melhores propriedades mecânicas possíveis, conhecendo-se fatores prejudiciais e métodos adequados para se obter o melhor produto final.

Análise comparativa das propriedades mecânicas do ligamento da patela e do tendão calcâneo

Com a finalidade de se comparar as propriedades mecânicas do ligamento da patela e do tendão calcâneo foram realizados ensaios de tração em material obtido de 25 cadáveres humanos. A idade dos doadores foi 58 ± 14 anos (33-85), sendo 19 (76%) masculinos e 6 (24%) femininos, 23 brancos (92%) e dois negros (8%). Os materiais foram testados em seus 10 mm centrais, com velocidade de aplicação de carga de 30 mm/min. Foi obtida a área de secção dos corpos de prova para que fossem estudadas as propriedades estruturais e materiais. Foram estudadas as seguintes variáveis: carga máxima (N), tensão(MPa), módulo de elasticidade (MPa), energia (Nm), alongamento absoluto (mm) e específico (%), limite de proporcionalidade (N), além da tensão (MPa) e alongamentos neste ponto. A análise estatística revelou que ambos possuem carga máxima, limite de proporcionalidade e tensão semelhantes (p>0,05). Nas outras variáveis ocorreu diferença significativa (p<0,05) com o tendão calcâneo apresentando valores maiores para energia e alongamento. O módulo de elasticidade, significativamente maior no ligamento da patela (p<0,05), foi a variável que melhor caracterizou a diferença do comportamento mecânico dos dois materiais.

Propriedades mecânicas de três fios de sutura no reparo do tendão do músculo flexor profundo do dedo de cães

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Otimização das propriedades mecânicas por meio de modificações microestruturais em aços de baixo carbono

This paper discusses the formation of microstructures with different volume fractions, as an outcome of a specific heat treatment, with the following phases: ferrite, martensite, bainite and retained austenite. For the microstructure characterization it is developed a chemical etching that allows to distinguish the phases by optical microscopy. The evaluation of the mechanical properties is done based on the results of tensile and fatigue tests. The experimental results show that appropriate heat treatments can contribute to a significant improvement in the mechanical properties of the steel. In this process it is essential to control the fraction volume, morphology of the phases, and grain size.

Avaliação das propriedades mecânicas e químicas em função de diferentes cimentos resinosos e pinos não-metálicos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)