Effects of specimen geometry and loading mode on crack growth resistance curves of a high-strength pipeline girth weld

This work presents an investigation of the ductile tearing properties for a girth weld made of an API 5L X80 pipeline steel using experimentally measured crack growth resistance curves. Use of these materials is motivated by the increasing demand in the number of applications for manufacturing high strength pipes for the oil and gas industry including marine applications and steel catenary risers. Testing of the pipeline girth welds employed side-grooved, clamped SE(T) specimens and shallow crack bend SE(B) specimens with a weld centerline notch to determine the crack growth resistance curves based upon the unloading compliance (UC) method using the single specimen technique. Recently developed compliance functions and η-factors applicable for SE(T) and SE(B) fracture specimens with homogeneous material and overmatched welds are introduced to determine crack growth resistance data from laboratory measurements of load-displacement records.

Experimental and numerical analysis of dry contact in the pin on disc test

The reduction of friction and wear in systems presenting metal-to-metal contacts, as in several mechanical components, represents a traditional challenge in tribology. In this context, this work presents a computational study based on the linear Archard's wear law and finite element modeling (FEM), in order to analyze unlubricated sliding wear observed in typical pin on disc tests. Such modeling was developed using finite element software Abaqus® with 3-D deformable geometries and elastic–plastic material behavior for the contact surfaces. Archard's wear model was implemented into a FORTRAN user subroutine (UMESHMOTION) in order to describe sliding wear. Modeling of debris and oxide formation mechanisms was taken into account by the use of a global wear coefficient obtained from experimental measurements. Such implementation considers an incremental computation for surface wear based on the nodal displacements by means of adaptive mesh tools that rearrange local nodal positions. In this way, the worn track was obtained and new surface profile is integrated for mass loss assessments. This work also presents experimental pin on disc tests with AISI 4140 pins on rotating AISI H13 discs with normal loads of 10, 35, 70 and 140 N, which represent, respectively, mild, transition and severe wear regimes, at sliding speed of 0.1 m/s. Numerical and experimental results were compared in terms of wear rate and friction coefficient. Furthermore, in the numerical simulation the stress field distribution and changes in the surface profile across the worn track of the disc were analyzed. The applied numerical formulation has shown to be more appropriate to predict mild wear regime than severe regime, especially due to the shorter running-in period observed in lower loads that characterizes this kind of regime.

Intervenção no Prédio Militar N.º 50, em Lisboa, antiga Fundição de Canhões

O Exército Português tem à sua guarda um importante património construído, muitas vezes localizado no centro histórico de núcleos urbanos, o qual, ao longo dos anos teve várias ocupações, tendo por isso sofrido intervenções várias, mais ou menos intrusivas. Devido ao interesse manifestado pela instituição em reabilitar edifícios localizados no centro de Lisboa com vista a novas utilizações, nomeadamente para a instalação do Pólo Cultural do Exército, foi realizado um estudo no âmbito da presente dissertação de mestrado sobre um edifício integrante do Prédio Militar nº 50 (PM050/Lisboa), cuja origem remonta ao século XVIII. Face à proposta de utilização do objeto de estudo como arquivo histórico, neste trabalho é feita a caracterização da construção existente e a análise da sua adequação estrutural para acomodar este tipo de utilização. Inicialmente foi feita uma inspeção ao edifício para identificação das anomalias e problemas estruturais visíveis, em seguida foram consultados todos os documentos e projetos que pudessem conter informação sobre o mesmo. Face à falta de informação sobre os materiais utilizados nos elementos estruturais, foram realizados ensaios não-destrutivos para a caracterização das suas propriedades mecânicas, assim como uma pesquisa e análise dos regulamentos em vigor à data da sua construção. Posteriormente, foi construído um modelo numérico com recurso ao programa SAP2000 (Structural Analysis Program 2000) para avaliar a capacidade resistente da estrutura. Por fim foram elaboradas algumas propostas de intervenção. Concluiu-se haver necessidade de reforço nas alvenarias, as quais apresentam um mau comportamento às ações sísmicas. Relativamente aos elementos de betão armado, a baixa resistência dos materiais utilizados, o sistema estrutural adoptado e a degradação em alguns locais implicam igualmente a sua necessidade de reforço. A proposta de intervenção apresentada tem por objetivo servir de base à elaboração de um projeto de reforço, caso se avance com a reabilitação do edifício, sendo necessário realizar um estudo mais aprofundado.

Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca

A significant part of the life of a mechanical component occurs, the crack propagation stage in fatigue. Currently, it is had several mathematical models to describe the crack growth behavior. These models are classified into two categories in terms of stress range amplitude: constant and variable. In general, these propagation models are formulated as an initial value problem, and from this, the evolution curve of the crack is obtained by applying a numerical method. This dissertation presented the application of the methodology "Fast Bounds Crack" for the establishment of upper and lower bounds functions for model evolution of crack size. The performance of this methodology was evaluated by the relative deviation and computational times, in relation to approximate numerical solutions obtained by the Runge-Kutta method of 4th explicit order (RK4). Has been reached a maximum relative deviation of 5.92% and the computational time was, for examples solved, 130,000 times more higher than achieved by the method RK4. Was performed yet an Engineering application in order to obtain an approximate numerical solution, from the arithmetic mean of the upper and lower bounds obtained in the methodology applied in this work, when you don’t know the law of evolution. The maximum relative error found in this application was 2.08% which proves the efficiency of the methodology "Fast Bounds Crack".

Resistência de três materiais retrobturadores frente à infiltração microbiana por Enterococcus faecalis

O objetivo deste estudo foi comparar a capacidade de selamento apical de três materiais retrobturadores em dentes submetidos à infiltração microbiana por Enterococcus faecalis. Além de analisar a ocorrência da infiltração microbiana em relação à variável tempo. Para tal, foram utilizados 45 incisivos superiores permanentes humanos extraídos, instrumentados com o sistema rotatório ProTaper Universal (MAILLEFER) e obturados pela técnica Híbrida de Tagger, com cimento endodôntico: AH Plus (DENTSPLY). A apicetomia foi realizada com a remoção de 3mm do terço apical e o retropreparo confeccionado com pontas ultrasônicas. As amostras foram subdivididas, aleatoriamente, em três grupos com 15 dentes cada, e dois grupos controles. Os materiais utilizados para a retrobturação foram MTA branco (ANGELUS), Sealer 26 (Dentsply), Palacos-R (HERAEUS KULZER). Foram confeccionados dispositivos para fixação dos dentes aos tubos Eppendorfs. As amostras foram inoculadas com cepas de E. faecalis e incubadas a 37C, por um período de 60 dias, para análise da presença de turvação do meio Enterococosel. Para a realização da análise estatística foram utilizados os seguintes testes: Quiquadrado pela correção de Yates, Prova Exata de Fisher e pela curva de sobrevivência com os testes Mantel-Cox e o Gehan-Breslow-Wilcoxon. Os resultados mostraram que todos os grupos nos quais foi realizada a obturação e a posterior retrobturação apresentaram infiltração. Comparando todos os grupos, houve diferença significativa entre o Palacos-R e o Sealer 26. Mas não houve diferença significativa entre o Palacos-R e o MTA e nem do MTA com o Sealer 26. Em relação aos materiais retrobturadores, o Palacos-R obteve a menor infiltração, seguido do MTA branco e do Sealer 26.

Estudo da resistência e mecanismos de dano em juntas adesivas entre materiais compósitos com defeitos de adesão

A necessidade de utilizar métodos de ligação entre componentes de forma mais rápida, eficaz e com melhores resultados tem causado a crescente utilização das juntas adesivas, em detrimento dos métodos tradicionais de ligação. A utilização das juntas adesivas tem vindo a aumentar em diversas aplicações industriais por estas apresentarem vantagens, das quais se destacam a redução de peso, redução de concentrações de tensões e facilidade de fabrico. No entanto, uma das limitações das juntas adesivas é a dificuldade em prever a resistência da junta após fabrico e durante a sua vida útil devido à presença de defeitos no adesivo. Os defeitos são normalmente gerados pela preparação inadequada das juntas ou degradação do adesivo devido ao ambiente (por exemplo, humidade), reduzindo a qualidade da ligação e influenciando a resistência da junta. Neste trabalho é apresentado um estudo experimental e numérico de juntas de sobreposição simples (JSS) com a inclusão de defeitos centrados na camada de adesivo para comprimentos de sobreposição (LO) diferentes. Os adesivos utilizados foram o Araldite® AV138, apresentado como sendo frágil, e o adesivo Sikaforce® 7752, intitulado como adesivo dúctil. A parte experimental consistiu no ensaio à tração das diferentes JSS permitindo a obtenção das curvas força-deslocamento (P-δ). A análise numérica por modelos de dano coesivo (MDC) foi realizada para analisar as tensões de arrancamento ((σy) e as tensões de corte (τxy) na camada adesiva, para estudar a variável de dano do MDC durante o processo de rotura e para avaliar a capacidade dos MDC na previsão da resistência da junta. Constatou-se um efeito significativo dos defeitos de diferentes dimensões na resistência das juntas, que também depende do tipo de adesivo utilizado e do valor de LO. Os modelos numéricos permitiram a descrição detalhada do comportamento das juntas e previsão de resistência, embora para o adesivo dúctil a utilização de uma lei coesiva triangular tenha provocado alguma discrepância relativamente aos resultados experimentais.

Resistência a penetração da chuva em fachadas de alvenaria de materiais cerâmicos : uma análise de desempenho

Nesse trabalho abordam-se de maneira geral a diversas características e propriedades dos materiais que influem na penetração da água em fachadas de alvenaria. Analiza-se os principais mecanismos de infiltraçao da água bem como o comportamento da água sobre a superfície das fachadas. Uma análise também é feita com respeito a determinação do grau de exposição da fachada. Com o fim de avaliar o desempenho de fachadas de alvenaria, com relação a sua resistência a penetração da chuva, utiliza-se a metodologia de desempenho. Faz-se uma aplicação prática para as condições de Porto Alegre, apresentando-se os resultados obtidos.

Efeito de tratamentos da superfície de união e materiais reembasadores na resistência ao impacto de resina para base de prótese

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência de diferentes resinas acrílicas e técnicas de polimerização na resistência de união e dureza shore A de materiais reembasadores macios

Pós-graduação em Reabilitação Oral - FOAR

Resistência e tipo de falha de união de materiais retrobturadores

Pós-graduação em Odontologia - FOAR

Avaliação da resistência à remoção por tração de coroas metálicas fixadas com cimentos resinosos e da dureza desses materiais em função do método de ativação

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

Efeito da ciclagem mecânica em pré-molares restaurados com inlays confeccionados com diferentes materiais cerâmicos na resistência de união dentina-restauração

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação in vitro da resistência adesiva ao cisalhamento entre a dentina bovina, cimentos resinosos e materiais restauradores indiretos, tratados ou não com jato de óxido de alumínio, ácido fluorídrico e silano

The purpose of this study was to evaluate in vitro the shear bond strenght to bovine dentin, during 24h and 30 days with the following variables: resin cements Enforce and Panavia F; aesthetics restorative materials Art Glass, IPS Empress 2 and Targis, with surface treatment with microetching with aluminium oxide, fluoridric acid and silane. Two hundred eighty eight sound bovine teeth from 3 years old animals constituted the samples after inclusion on polyester resin box. lnstron model 430 Universal Testing Machine, a crosshead speed 0,5 mm/min and load cells of 500 Kg, was used for shear bond strenght testing (MPa). The results were statistically analysed by ANOVA The best result was obtained with /PS Empress 2, microetched with aluminium oxide, fluoridric acid and silane, cemented with Panavia F and stored in distilled water, 3f'C during 30 days

Estudo do conteúdo de partículas inorgânicas, da contração de polimerização e da resistência à flexão de materiais restauradores estéticos diretos indicados para dentes posteriores

Recentemente, foram lançados no mercado odontológico novos materiais estéticos para restaurações diretas em dentes posteriores, aos quais são atribuídas propriedades mais adequadas para essa indicação. Entretanto, as informações disponíveis são ainda muito escassas, gerando dúvidas quanto à sua real eficácia, sobre quais as diferenças de suas composições e propriedades físicas e mecânicas em relação aos materiais até então disponíveis e se, de fato, apresentam melhor performance clínica. Em vista do exposto, nos propusemos a estudar contração de polimerização, resistência à flexão e concentração de partículas inorgânicas, por massa e volume, de sete resinas compostas (Alert, Ariston, Solitaire, Definite, Filtek P60, Z-100 e Tetric Ceram). A contração de polimerização foi medida nos materiais inseridos em um anel plástico, e o registro das alterações, durante a polimerização, foi feito por meio de instrumento eletrônico de medida linear, que registra as alterações dimensionais, com sensibilidade de 1 mm. A resistência à flexão foi medida na máquina de ensaios mecânicos MTS 810 e a confecção dos corpos-de-prova e dos dispositivos para o ensaio foi orientada pela norma ISO no 4049:1988. A determinação do conteúdo de partículas inorgânicas por massa foi feita através da pesagem de uma porção de resina composta polimerizada antes e após a eliminação da fase orgânica em forno, à temperatura de 700oC. O porcentual volumétrico de partículas inorgânicas foi calculado com base no Princípio de Arquimedes. Foi determinado o volume da resina composta polimerizada, antes e após a eliminação da fase orgânica, pela diferença da massa do material pesado ao ar e imerso em água. Os dados de conteúdo de partículas inorgânicas por massa e por volume, de contração de polimerização e resistência à flexão foram submetidos...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Avaliação da influência de materiais obturadores endodônticos sobre a resistência de união adesiva de pinos de fibra de vidro cimentados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)