Avaliação da vida em fadiga de uniões parafusadas : estudo de caso

Parafusos utilizados para fixação de partes submetidos a carregamentos cíclicos, inerentemente estão sujeitos à falhas por fadiga. O presente trabalho está apoiado no estudo do conjunto carcaça/corrediça de um compressor fixado por parafusos prisioneiros - ISO M24x3. Os prisioneiros que fixam o flange da corrediça falham prematuramente por fadiga. Assim, este trabalho tem como objetivos desenvolver uma metodologia para otimizar o desempenho em fadiga do conjunto parafusado. Numa primeira fase foram realizados ensaios em parafusos de mesmas dimensões, porém de classes e processos de fabricação diferentes, para poder-se avaliar o melhor processo de fabricação no desempenho em fadiga. Observou-se que o processo de laminação da rosca seguido de tratamento térmico é o mais adequado para o caso em estudo. Em uma etapa seguinte, instrumentaram-se os prisioneiros utilizando strain gauges com os componentes em condições de serviço, para avaliar a deformação dos parafusos desde a aplicação do torque de aperto durante a montagem e acionamento do compressor até a operação em sua carga máxima. Observou-se que, apesar dos parafusos estarem submetidos à cargas dentro do regime de segurança, apresentam dispersão da pré-carga e baixa protensão de aperto. Posteriormente, foram realizados outros ensaios em laboratório com dispositivos projetados especialmente para reconstruir o flange do compressor em estudo. O dispositivo procurou traçar as características dimensionais e materiais semelhantes do conjunto carcaça/corrediça. Tem-se como conclusão principal deste trabalho, que na configuração atual de união do flange com a carcaça, resulta num baixo índice de aperto que é verificado através das cargas máximas que são transferidas diretamente ao parafuso. Por fim, verificou-se que aumentando o comprimento do parafuso através da inserção de uma bucha extensora, aumenta a vida em fadiga dos componentes de união.

Desenvolvimento de ensaios de corrosão-fadiga para juntas soldadas de aço API 5L X60

Este trabalho tem por objetivo desenvolver um equipamento de ensaios para avaliar a vida de juntas soldadas, provenientes de tubulações para extração de petróleo, submetidas à corrosão-fadiga. Para atingir este objetivo foi estudado em que condições de corrosãofadiga uma tubulação esta exposta em alto mar sendo então definidos os parâmetros mais relevantes para serem reproduzidos em laboratório em corpos de prova menores. Nesta etapa foram definidos quais seriam os parâmetros de ensaio que o equipamento deveria atender. O equipamento foi construído para ensaiar uma junta soldada circunferencial por flexão a quatro pontos através de um sistema hidráulico com controle de carga com uma freqüência de 0,2 Hz e razão de carregamento, R=0,1. Para validar o equipamento foi usado um corpo de prova instrumentado com extensômetros resistivos para comparar o a carga calculada com a experimental e determinar se o nível de carregamento se mantêm constante ao longo dos ensaios. Foi levantada uma curva de fadiga com o equipamento desenvolvido e comparada com uma curva de fadiga feita ao ar do mesmo material em uma máquina servo hidráulica MTS.

Viabilidade celular da fração mononuclear da medula óssea e fração vascular estromal do tecido adiposo de equinos após o processo de congelamento e descongelamento

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

Implante de biomateriais e a consolidação óssea em cadelas submetidas à ovariossalpingo-histerectomia

Avaliou-se a hidroxiapatita com alandronato e hidroxiapatita com colágeno na aceleração da consolidação óssea do rádio de cadelas adultas submetidas à ovariossalpingo-histerectomia (OSH). Utilizaram-se 14 cadelas adultas, distribuídas aleatoriamente em dois grupos: grupo-controle e grupo OSH (submetidas à OSH). Quatro meses após a OSH, as cadelas dos dois grupos foram submetidas à cirurgia para produção de uma falha óssea de 4mm de diâmetro nos terços distal e proximal do rádio. No terço distal do membro direito, foi utilizada a hidroxiapatita com alandronato e, no membro esquerdo, a hidroxiapatita com colágeno; no terço proximal, não se utilizou nenhum biomaterial. Houve retardo na consolidação das falhas ósseas nas cadelas submetidas à OSH comparadas com as não submetidas. A hidroxiapatita com alandronato acelerou o processo de reparação e, em todos os animais dos dois grupos, a densidade óssea foi significativamente maior no terço distal onde foi implantada. Os dois biomateriais apresentaram biocompatibilidade, constatada pela ausência de reação inflamatória ou outra reação indesejável.

Efeitos da laserterapia de baixa potência sobre a fadiga do músculo quadríceps de indivíduos jovens

The objective of this study was to evaluate the effect of low laser power on the performance of anaerobic endurance of the quadriceps muscle in young subjects. Low-level laser therapy (LLLT) appears to decrease some indices of muscle fatigue. Most of these effects may be due to the influence of the laser on the muscles predominantly aerobic. Animal studies and clinical trials have already shown that the laser can improve the efficiency of mitochondrial metabolism for the resynthesis of adenosine triphosphate and thus slow down - or minimize, the deleterious effects of muscle fatigue. This research was characterized as an experimental study of the controlled clinical trial, randomized, blinded, attended by 93 volunteers, military, with ages between 18 and 19 years. The subjects were randomly allocated into three groups: Control (G1), Placebo (G2) and Laser (G3). All volunteers underwent an anthropometric assessment and a protocol Fatigue. This protocol was applied to an initial assessment (AV-1) for the collection of baseline data, and a final evaluation (AV-2). As the study variables, we used the blood lactate concentrations and indices of muscle power, as average power and peak velocity. The fatigue protocol consisted of a test of speed with twenty repetitions, performed on an exercise machine leg press 45º . In conclusion, it was found that, in this study, LLLT caused a significant increase in the Average of the Averages Powers, phase eccentric exercise in leg press 45º performed by young individuals

Uso de Fosfato Bicálcico Granulado Sobre o Desempenho e Mineralização Óssea de Frangos de Corte

O objetivo do experimento foi avaliar os efeitos do tamanho da partícula do fosfato bicálcico (fina ou granulada) e dos níveis de fósforo total sobre o desempenho de frangos de corte e sobre os teores de cálcio, fósforo e magnésio dos ossos. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial 3x2 com 3 níveis de fósforo total (0,5%; 0,6% e 0,7%) e duas granulometrias de fosfato bicálcico (fina e granulada). Foram utilizados 300 pintos de corte com um dia de idade, machos, da linhagem Cobb, alojados em baterias metálicas em 6 tratamentos com 5 repetições de 10 aves, totalizando 30 gaiolas dispostas em 6 baterias de 5 andares cada. Os resultados demonstraram que o uso do fosfato granulado resultou em melhor desempenho dos animais. Aves alimentadas com o nível de 0,5% de fósforo total apresentaram o pior desempenho, sendo que o nível de 0,6% proporcionou melhor desempenho das aves. As diferentes granulometrias do fosfato, não diferiram estatisticamente quanto a percentagem de matéria mineral, cálcio, fósforo e magnésio nos ossos.

Medição da densidade óssea através de ondas eletromagnéticas e classificação por MVS

This work holds the purpose of presenting an auxiliary way of bone density measurement through the attenuation of electromagnetic waves. In order to do so, an arrangement of two microstrip antennas with rectangular configuration has been used, operating in a frequency of 2,49 GHz, and fed by a microstrip line on a substrate of fiberglass with permissiveness of 4.4 and height of 0,9 cm. Simulations were done with silica, bone meal, silica and gypsum blocks samples to prove the variation on the attenuation level of different combinations. Because of their good reproduction of the human beings anomaly aspects, samples of bovine bone were used. They were subjected to weighing, measurement and microwave radiation. The samples had their masses altered after mischaracterization and the process was repeated. The obtained data were inserted in a neural network and its training was proceeded with the best results gathered by correct classification on 100% of the samples. It comes to the conclusion that through only one non-ionizing wave in the 2,49 GHz zone it is possible to evaluate the attenuation level in the bone tissue, and that with the appliance of neural network fed with obtained characteristics in the experiment it is possible to classify a sample as having low or high bone density

Biomecânica e otimização topológica com H-adaptatividade em implantes dentários nitretados a plasma em cátodo oco

In recent years there has been a significant growth in technologies that modify implant surfaces, reducing healing time and allowing their successful use in areas with low bone density. One of the most widely used techniques is plasma nitration, applied with excellent results in titanium and its alloys, with greater frequency in the manufacture of hip, ankle and shoulder implants. However, its use in dental implants is very limited due to high process temperatures (between 700 C o and 800 C o ), resulting in distortions in these geometrically complex and highly precise components. The aim of the present study is to assess osseointegration and mechanical strength of grade II nitrided titanium samples, through configuration of hollow cathode discharge. Moreover, new formulations are proposed to determine the optimum structural topology of the dental implant under study, in order to perfect its shape, make it efficient, competitive and with high definition. In the nitriding process, the samples were treated at a temperature of 450 C o and pressure of 150 Pa , during 1 hour of treatment. This condition was selected because it obtains the best wettability results in previous studies, where different pressure, temperature and time conditions were systematized. The samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope, roughness, microhardness and wettability. Biomechanical fatigue tests were then conducted. Finally, a formulation using the three dimensional structural topology optimization method was proposed, in conjunction with an hadaptive refinement process. The results showed that plasma nitriding, using the hollow cathode discharge technique, caused changes in the surface texture of test specimens, increases surface roughness, wettability and microhardness when compared to the untreated sample. In the biomechanical fatigue test, the treated implant showed no flaws, after five million cycles, at a maximum fatigue load of 84.46 N. The results of the topological optimization process showed well-defined optimized layouts of the dental implant, with a clear distribution of material and a defined edge

Análise da fadiga muscular localizada em atletas e sedentários através de parâmetros de freqüência do sinal eletromiográfico

Embora a análise no domínio da freqüência do sinal eletromiográfico (EMG) seja empregada na caracterização do processo de fadiga muscular localizada, sua aplicação, especificamente a da freqüência mediana (Fmed), é pouco explorada no âmbito esportivo. O objetivo do presente estudo foi verificar a viabilidade da aplicação do sinal EMG, através de sua análise no domínio da freqüência, como parâmetro para determinação e diferenciação no comportamento da fadiga muscular localizada. Dois grupos de sujeitos, um caracterizado como atletas (n =12) e outro como sedentários (n =12), foram submetidos a análises baseadas em procedimentos executados em três diferentes situações experimentais, todos envolvendo a modalidade de exercício isométrico: i) teste máximo para determinação da contração isométrica voluntária máxima (CIVM); ii) teste de fadiga, sustentado por 35 seg. a 80% da CIVM; iii) teste de recuperação, sustentado por 10 seg. a 80% da CIVM; neste ultimo foi monitorado o comportamento da Fmed nos três primeiros (Fmedi) e três últimos segundos (Fmedf) do sinal EMG no músculo tibial anterior durante o teste de fadiga. Durante os 10 segundos do teste de recuperação foi calculada a Fmed referente a todo o período (Fmedr). parâmetro utilizado no cálculo do índice de recuperação muscular (IRM). Os resultados apontam que a Fmedf apresentou valor menor em relação à Fmedi em ambos os grupos (p < 0,05). Quando comparado com o grupo de sedentários, o grupo de atletas apresentou valores maiores de Fmedi e Fmedf (p < 0,05). O valor médio e desvio-padrão do IRM para o grupo de atletas foram de 62,1% ± 28,7 e, para o grupo de sedentários, de 55,2% ± 27,8 (p > 0,05). Dessa forma, os resultados apresentados neste estudo permitem inferir a viabilidade na aplicação de parâmetros no domínio da freqüência do sinal EMG para a determinação e diferenciação do comportamento da fadiga muscular localizada.

Análise da reprodutibilidade de parâmetros no domínio da frequência do sinal EMG utilizados na caracterização da fadiga muscular localizada

The aim of this study was to analyze the reproducibility of the electromyography signal's parameters (EMG) in the frequency domain used in the characterization of localized muscle fatigue. Fifteen male subjects underwent a fatigue test based on isometric knee extension, being held at three different times at intervals of seven days. To assess the reproducibility of data between the tests we calculated the correlation coefficient (ICC) for the median frequency (MF) in total exercise time (MFT), MF obtained for every 10% of exercise time (MF10%) and the powers of the frequency bands obtained by dividing the power spectrum at windows of 20 Hz. The results showed: (1) excellent reproducibility for MFT, (2) good reproducibility for MF10%, and (3) greater variation in the signal EMG bands from 20 to 120 Hz, especially at the bands of 20-40 Hz and 40-60 Hz, which showed greater sensitivity to the process of muscle fatigue. We conclude that the MF is a variable that shows good reproducibility and that the fragmented analysis of the power spectrum, by means of frequency bands, showed that significant variations occur in the EMG signal during the installation of the fatigue process, having potential to become a new method for the characterization of localized muscle fatigue.

Ação local do alendronato sódico na reparação óssea de ratos espontaneamente hipertensos (SHR)

FUNDAMENTO: A hipertensão arterial é uma desordem caracterizada por alterações relevantes no tecido ósseo. O alendronato sódico tem indicação no tratamento de doenças ósseas, por causa de sua afinidade pela hidroxiapatita, inibindo as reabsorções ósseas. OBJETIVO: Analisar a ação local do alendronato sódico na reparação óssea de ratos espontaneamente hipertensos (SHR). MÉTODOS: Um defeito ósseo foi criado no fêmur esquerdo de 80 ratos. de acordo com o material utilizado no local, criaram-se quatro grupos: controle (C), amido (Am), alendronato 1 mol (A1) e alendronato 2 mol (A2). Após 7 e 21 dias, os animais foram sacrificados. Foram realizadas análises histológicas e histomorfométricas e os dados foram submetidos a análise de variância (ANOVA) e teste de Tukey (5%). RESULTADOS: Aos 7 dias, observou-se, na área do defeito, tecido conjuntivo com hemorragia e inflamação em todos os grupos. Alguns apresentavam matriz osteóide. Os grupos A1 e A2 apresentaram, ainda, uma rede de fibrina. Aos 21 dias, as trabéculas ósseas fechavam praticamente a extensão do defeito nos grupos C e Am. No grupo A1 de animais machos, observaram-se trabéculas que se irradiavam do canal medular até a área do defeito. Nos grupos A1 e A2, constatou-se apenas a presença de tecido conjuntivo com mínima deposição de osteóide. Um achado histológico marcante foi a formação de tecido ósseo extracortical subperiosteal nos animais dos grupos A1 e A2. CONCLUSÃO: Concluiu-se que a administração do alendronato sódico não contribuiu para o reparo ósseo nos ratos SHR, mas possivelmente tenha sido responsável pelas formações ósseas extracorticais observadas.

Avaliação do transplante de medula óssea alogênico por meio do estudo de regiões de repetições seqüenciais no genoma humano (VNTRs e STRs)

Os objetivos deste estudo foram estabelecer um protocolo para a análise de minissatélites ou VNTRs e microssatélites ou STRs em pacientes que se submeteram ao TMO alogênico; verificar a validade da metodologia e dos loci estudados e avaliar o tipo de recuperação do paciente. Foram analisados o DNA do paciente anterior e posterior ao transplante de 14 indivíduos e dos respectivos doadores. Amplificações por PCR de seis loci: D1S80, SE33, HumTH01, 33.6, HumARA e HumTPO foram realizadas. Os produtos amplificados foram separados por eletro­forese vertical em gel de poliacrilamida, e os fragmentos visualizados por coloração pela prata. Esse procedimento mostrou ser válido na verificação da recuperação alogênica, autóloga e provavelmente na quimérica. da somatória dos loci estudados, 63,1% apresentaram resultados possíveis de serem avaliados e, desses, 19,0% mostraram resultado informativo, 13,1% parcialmente informativo e 31,0% não informativo. Os 36,9% restantes não foram possíveis de avaliação. Dos loci avaliados, o que demostrou maior índice de resultado informativo foi o SE33, parcialmente informativo o HumTPO e não informativo o HumTH01, sendo o locus 33.6 o que mais apresentou resultados não possíveis de serem avaliados. Por outro lado, determinou-se a recuperação do paciente posterior ao transplante em 71,4% dos indivíduos, sendo que, desses, 90% apresentaram recuperação alogênica e 10% recuperação autóloga.