Fadiga e corrosão de aço inoxidável Custom 465 de aplicação aeronaútica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo de falhas por fadiga em caldeiras

In recent years, increasing demand for energy has led to studies to increase the amount of electricity produced. Due to this fact, more and more boilers are becoming important sources of electricity generation. To raise the efficiency of energy generated in the boilers is necessary to raise the steam pressure and temperature to values previously unimaginable. The use of more resistant materials and maintenance practices and most appropriate operation made it possible. The objective of this study is to test the main types of failure in a chemical recovery boiler, in particular due to fatigue in the superheater, because it is a component subjected to high temperatures and thus more subject to different failures. In this manner this study aims to reduce the incidence of unscheduled maintenance shutdowns, increasing the operation time under appropriate conditions. Modeling performed in this study, the failure did not occur, because we considered only the mechanical stress. Under normal conditions, mechanical stress in combination with thermal stresses can cause cracks in the tubes due to cyclical stresses, leading to fatigue failure

Influência do tratamento superficial 3IP na vida em fadiga dos aços ABNT 4340 e 15-5PH para aplicação aeronáutica

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Estudo de tolerância ao dano no compósito processado via RTM de fibra de carbono NCF/resina epóxi CYCOM 890

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Reforço de pilares por confinamento com mantas de fibras de carbono: avaliação de modelos de comportamento

A presente dissertação incide sobre o estudo dos efeitos do confinamento com materiais compósitos de polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP) em pilares de estruturas de betão armado. A motivação para este estudo surge da necessidade de aprofundar conhecimentos acerca do comportamento dos pilares de betão reforçados por confinamento com CFRP, uma vez que a sua aplicação apresenta uma crescente importância, por exemplo, para aumento da resistência e da ductilidade de estruturas de betão armado. Fez-se, inicialmente, uma breve revisão das técnicas de reforço convencionais utilizadas em pilares de betão armado, com ênfase no reforço exterior com polímeros reforçados com fibras. A elevada resistência à tração, à corrosão e à fadiga, o baixo peso volúmico, a versatilidade e a diversidade dos sistemas comercializados com CFRP tornam este material muito competitivo para este tipo de aplicação. Na sequência desse estudo, realizou-se uma revisão bibliográfica acerca dos modelos de comportamento que permitem prever o desempenho de pilares de betão confinados com CFRP, sujeitos a esforços de compressão. Como forma de análise desses modelos, desenvolveu-se uma ferramenta numérica em ambiente Mathworks - Matlab R2015a, que permitiu a obtenção e posterior comparação dos diagramas de tensão-extensão descritos pelos modelos desenvolvidos por Manfredi e Realfonzo (2001), Ferreira (2007) e Wei e Wu (2011). Por fim, comparam-se os resultados experimentais de Paula (2003) e de Rocca (2007) com os dos modelos constitutivos referidos anteriormente, analisando-se também a influência de vários fatores na eficácia do confinamento, tais como o boleamento, o número de camadas de CFRP e a geometria da secção transversal. Foram ainda comparados e discutidos resultados relativos ao confinamento parcial de pilares. Os resultados obtidos indicam que os modelos analíticos representam relativamente bem o andamento das curvas do betão confinado para secções circulares, quadradas e retangulares, verificando-se as principais discrepâncias nestas duas últimas tipologias de secção transversal, dada a dificuldade associada à quantificação de parâmetros associados ao seu comportamento (por exemplo, boleamento de arestas). No entanto, verificou-se igualmente que com um adequado boleamento de arestas (e consequente aumento da relação entre o raio de canto e a largura da secção de betão), bem como com um aumento do número de camadas de material compósito, é possível aumentar a tensão resistente e a extensão axial na rotura do betão à compressão.

Reforço de pilares por confinamento com mantas de fibras de carbono: avaliação de modelos de comportamento

A presente dissertação incide sobre o estudo dos efeitos do confinamento com materiais compósitos de polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP) em pilares de estruturas de betão armado. A motivação para este estudo surge da necessidade de aprofundar conhecimentos acerca do comportamento dos pilares de betão reforçados por confinamento com CFRP, uma vez que a sua aplicação apresenta uma crescente importância, por exemplo, para aumento da resistência e da ductilidade de estruturas de betão armado. Fez-se, inicialmente, uma breve revisão das técnicas de reforço convencionais utilizadas em pilares de betão armado, com ênfase no reforço exterior com polímeros reforçados com fibras. A elevada resistência à tração, à corrosão e à fadiga, o baixo peso volúmico, a versatilidade e a diversidade dos sistemas comercializados com CFRP tornam este material muito competitivo para este tipo de aplicação. Na sequência desse estudo, realizou-se uma revisão bibliográfica acerca dos modelos de comportamento que permitem prever o desempenho de pilares de betão confinados com CFRP, sujeitos a esforços de compressão. Como forma de análise desses modelos, desenvolveu-se uma ferramenta numérica em ambiente Mathworks - Matlab R2015a, que permitiu a obtenção e posterior comparação dos diagramas de tensão-extensão descritos pelos modelos desenvolvidos por Manfredi e Realfonzo (2001), Ferreira (2007) e Wei e Wu (2011). Por fim, comparam-se os resultados experimentais de Paula (2003) e de Rocca (2007) com os dos modelos constitutivos referidos anteriormente, analisando-se também a influência de vários fatores na eficácia do confinamento, tais como o boleamento, o número de camadas de CFRP e a geometria da secção transversal. Foram ainda comparados e discutidos resultados relativos ao confinamento parcial de pilares. Os resultados obtidos indicam que os modelos analíticos representam relativamente bem o andamento das curvas do betão confinado para secções circulares, quadradas e retangulares, verificando-se as principais discrepâncias nestas duas últimas tipologias de secção transversal, dada a dificuldade associada à quantificação de parâmetros associados ao seu comportamento (por exemplo, boleamento de arestas). No entanto, verificou-se igualmente que com um adequado boleamento de arestas (e consequente aumento da relação entre o raio de canto e a largura da secção de betão), bem como com um aumento do número de camadas de material compósito, é possível aumentar a tensão resistente e a extensão axial na rotura do betão à compressão.

Estudo da susceptibilidade à corrosão sob tensão e à corrosão : fadiga do aço API X65 aspergido termicamente utilizado em componentes offshore

Aços de alta resistência mecânica, aspergidos termicamente, são os materiais mais adequados para garantir o bom desempenho de certos componentes de plataformas offshore, expostos a situações severas de carregamento em água do mar. A literatura apresenta vários estudos relativos ao efeito combinado entre esforços mecânicos e o meio agressivo, em aços de alta resistência, entretanto, poucos avaliam o desempenho desses aços aspergidos metalicamente. A susceptibilidade à corrosão sob tensão e à corrosão-fadiga, de um aço de alta resistência mecânica aspergido termicamente, empregado em componentes de plataformas offshore, foi avaliada mediante as técnicas de ensaio de tração com baixa taxa de deformação, ensaio de fadiga por flexão em três pontos e metalografia da fratura. Os ensaios foram realizados em água do mar sintética ao potencial de corrosão e à um potencial catódico, utilizando-se amostras de aço revestidas termicamente com zinco e alumínio pelo processo de aspersão com plasma spray. O comportamento de amostras ensaiadas ao ar foi usado como parâmetro para avaliação do desempenho do aço em água do mar. Os resultados obtidos indicam que o aço revestido é susceptível à corrosão sob tensão e à corrosão fadiga em água do mar, sendo que o mecanismo de fragilização envolve a ruptura prematura dos revestimentos e a participação do hidrogênio.

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.

Análise de corrosão e fratura de implantes/componentes protéticos de titânio comercialmente puro, após serem submetidos a ciclos de fadiga em um meio fluoretado com diferentes Ph

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise de corrosão, dureza e fratura de conjuntos implantes / componentes protético de Titânio c.p., após serem submetidos a ciclos de fadiga em um meio fluoretado com diferentes PH

Atualmente o titânio é empregado como biomaterial devido à sua biocompatibilidade e resistência à corrosão. Entretanto, íons fluoretos, freqüentemente empregados em dentifrícios bucais, podem interferir no processo de corrosão. O objetivo deste estudo foi analisar a influência de um meio fluoretado com diferentes pH nas propriedades mecânicas e na resistência à corrosão dos conjuntos implantes/componentes protéticos à base de Ti c.p., a partir dos testes de fadiga, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e dureza. Foram simulados cinco anos de uso regular de meios de higiene oral com conteúdo de 1500 ppm de NaF, com dois diferentes pH, 7,4 e 5,3, mediante imersão das amostras nesses meios durante 184 horas e também em água destilada, grupo controle. As amostras foram testadas num durômetro Micromet 2001 (500gf/30s). Os dados dos testes de dureza foram analisados pelo teste de Wilcoxon, demonstrando que as amostras sofreram influência negativa na dureza após a ação dos íons fluoreto. Entretanto, essa influência não ocorreu nos testes de fadiga realizados em uma máquina de ensaios mecânicos MTS-810, fixada a 100.000 ciclos, 15Hz e programada com força de fadiga a 150 N. Pela análise de MEV foram constatadas evidências de corrosão na superfície das amostras após ação de íons fluoretos, entretanto pelo EDS não se verificou incorporação de íons fluoretos sobre a superfície dos conjuntos. Concluiu-se que a concentração de flúor e o pH das soluções não exerceram influência nas propriedades mecânicas.

Análise do efeito higrotérmico no comportamento em fadiga de compósitos de PPS/fibras de carbono

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

Fadiga no aço inox 15-5PH revestido por HVOF: aplicação em trem de pouso

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fadiga em titânio aeronaútico revestido por PVD

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A influência do shot peening e das anodizações crômica, sulfúrica e dura sobre a resistência à fadiga da liga AL7050-T7451 de uso aeronaútico

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Estudo do comportamento em fadiga de uma chapa de aço microligado, grau API 5L X70

In engineering, for correct designing the structural components required for cyclical stresses, it is necessary to determine a limit of resistance to fatigue, which is the maximum amplitude of the applied tension under which the fatigue failure does not occurs after a certain number cycles. The marine environment is hostile, not only by the high pressure, corrosion, but also by low temperatures. Petrol Production units, composed of the risers (pipelines connecting the oil well to the ship), are dimensioned to remain installed for periods of 20 up to 30 years, and must therefore be prepared to support various efforts, such as tidal, wind currents and everything that is related. This paper focuses on a study on the fatigue behavior of microalloyed steel, API 5L Grade X70, used to transport oil and gas by pipelines. For analysis, we obtained the curves S-N (stress vs. number of cycles) using laboratory data collected from cylindrical longitudinal and transverse specimens used in axial fatigue test in accordance with ASTM E466. The tensile tests and microhardness were performed to characterize the mechanical properties of the samples, and it was found that the values meet the specifications of the standard API 5L. To characterize microstructurally the material, it was also made a metallographic analysis of the steel under study, and the origin of the fatigue crack was investigated with the support of a scanning electron microscope (SEM).