2204 research outputs found
Sort by
Physiological responses and dynamic hyperinflation induced by differents activities of daily living in COPD patients
No full textThe Glittre ADL-test (TGlittre) is used to functional limitations assessment in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients and involves multiple tasks with upper limbs (UL) and lower limbs (LL). Recent studies have hypothesized that the task of moving objects on a shelf (task involving the UL, LL and trunk) is responsible for the high physiological requirement and the dynamic hyperinflation (DH) during the TGlittre. However, no studies have compared the physiological responses and DH among TGlittre s different tasks. In addition, little is known about the contribution of the UL isolated use in the shelf task. The study aimed to compare the physiological responses and DH induced by TGlittre s different tasks in patients with COPD. Secondly, aimed to isolate the UL activity with a modified protocol of the shelf task and compare with the original protocol. The study included patients with COPD (64±8 years, FEV1 39.8±16.4%pred) who performed TGlittre, modified Glittre ADL-test (TGlittre-M) and its fragmented tasks: to stand up and sit down (TSS), to climb up and down stairs (TSTAIRS), to walk on a flat ground (TWALK) and to move objects on a shelf with two shelves (TSHELF) and other with three shelves (TSHELF-M). Before and after TGlittre and tasks, inspiratory capacity (IC) was measured and the physiological responses was evaluated breath-by-breath during the tests. All variables were different at the end of the TGlittre and tasks compared to baseline (p<0.05). For main physiological variables, there were no significant
differences between TSHELF and TWALK (p>0.05), which were the tasks with higher physiological requirement, while the TSS represented the lowest physiological demand among TGltitre s tasks. DH did not differ between the fragmented TGlittre s tasks (p>0.05). In TGlittre, patients showed oxygen consumption, ventilatory demand, DH and dyspnea sensation higher than TGlittre-M (p0.05). The study results suggest that walking on a flat ground and moving objects on a shelf are the tasks that most influence the physiological requirement in TGlittre. The isolated UL activity contributes less in physiological requirement of TGlittre s shelf task than when associated with activities involving the LL and trunk.O teste de AVD-Glittre (TGlittre) é utilizado para avaliação da limitação funcional de pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) e envolve múltiplas tarefas com uso de membros superiores (MMSS) e de membros inferiores (MMII). Estudos recentes hipotetizaram que a tarefa de movimentar objetos em uma estante (envolvendo MMII, MMSS e tronco) é responsável pelo elevado requerimento fisiológico e pela hiperinsuflação dinâmica (HD) durante o TGlittre. Entretanto, nenhum estudo comparou efetivamente as respostas fisiológicas e HD entre as diferentes tarefas do TGlittre. Além disso, pouco se sabe sobre a contribuição do uso isolado dos MMSS durante a tarefa da estante. O objetivo deste estudo foi comparar as respostas fisiológicas e a HD induzidas pelas diferentes tarefas do TGlittre em pacientes com DPOC. Secundariamente, objetivou-se isolar a atividade dos MMSS a partir da modificação do protocolo da tarefa da estante e comparar com o protocolo original. Participaram do estudo indivíduos com DPOC (64±8
anos, VEF1 39,8±16,4%prev), que realizaram TGlittre, teste de AVD-Glittre modificado (TGlittre-M) e suas tarefas fragmentadas: tarefa de levantar e sentar (TLS), tarefa de subir e descer degraus (TDEG), tarefa de caminhar no plano (TCAM), tarefa de movimentar objetos em uma estante com duas prateleiras (TEST) e tarefa de movimentar objetos em uma estante com três prateleiras (TEST-M). Antes e após o TGlittre e as tarefas, a capacidade inspiratória (CI) foi mensurada e as respostas fisiológicas foram avaliadas respiração a respiração durante os testes. Todas as variáveis foram diferentes no final do TGlittre e das tarefas em relação aos valores basais (p0,05), que foram as tarefas com maior sobrecarga fisiológica, enquanto a TLS representou a menor demanda fisiológica dentre as tarefas do TGltitre. A HD não diferiu entre as tarefas fragmentadas do TGlittre (p>0,05). No TGlittre os pacientes apresentaram consumo de oxigênio, demanda ventilatória, HD e sensação de dispneia maiores do que no TGlittre-M (p0,05). Os resultados deste estudo sugerem que caminhar no plano e movimentar objetos na estante são as tarefas que mais influenciam o requerimento fisiológico do TGlittre. O uso isolado dos MMSS contribui menos no requerimento fisiológico da tarefa da estante do TGlittre do que quando associado a atividades que envolvem os MMII e tronco.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio
Analysis of porosity formation in submerged submerge arc welding of SA 516 grade 70 steel used in pressure vessels.
No full textNowadays, pressure vessel has been used in large industrial scale. Its manufacture requires a lot of special care and demand knowledge of standards and suitable materials for every type of application. Given this, it becomes mandatory an adequate welding process and inspection to ensure reliability of the welded joint. In this context, non-destructive testing of Xrays has been made in order to evaluate these welds and verify the presence of discontinuities. Thus, it was found that the porosity is a major discontinuities which generate rework welding, increasing costs. This thesis aims to contribute to the research of porosity in steel weld joints of SA 516 Grade 70 used pressure vessels, through the study of the correlation between the procedure of submerged arc welding and the formation of such discontinuities. In a second stage all the experimental welding procedure is done, varying the welding parameters: voltage, current, welding speed and flow, as the design of experiment. On the sequence, tests of X-ray and visual inspection are performed to determining the amount of porosity and other discontinuities in each sample. Finally, from these evidences is carried out a study of the porosities formation, using factorial design and determined the influence of each parameter in its porosities formation. Besides, an optimized welding procedure was determined, where the chosen samples were submitted to bend test, macrograph, metallography and Vickers hardness to qualify the procedure developed. The thesis concluded that the welding speed and the type of flow are the most important factors that determine the amount and type of porosity formed in welding of steel for pressure vessels.Nos dias atuais, vasos de pressão têm sido utilizados em grande escala industrial. Sua fabricação requer uma série de cuidados especiais e exigem o conhecimento de normas e materiais adequados para cada tipo de aplicação. Diante disto, torna-se mandatório um processo de soldagem e inspeção adequado para garantir a confiabilidade da junta soldada. Neste contexto, ensaios não destrutivos de raios X têm sido feitos com o intuito de avaliar estas soldas e verificar a presença de descontinuidades. Assim, verificou-se que a porosidade é uma das principais descontinuidades que geram retrabalhos de solda, aumentando os custos. Esta Dissertação de Mestrado pretende contribuir na pesquisa da porosidade em soldas de aço SA 516 Grau 70 utilizado vasos de pressão, através do estudo da correlação entre o procedimento de soldagem por arco submerso e a formação de tais descontinuidades. Num segundo momento é feito todo o procedimento experimental de soldagem, variando os seguintes parâmetros: tensão, corrente, velocidade de soldagem e fluxo, conforme o delineamento do experimento elaborado para então realizar ensaios de raios X e inspeção visual, determinando a quantidade de porosidade e outras descontinuidades em cada amostra. Finalmente, a partir destas evidências realiza-se um estudo da formação de porosidades, através do projeto fatorial e determina-se a influência de cada parâmetro na sua formação. Paralelamente foi elaborado um procedimento otimizado de soldagem, onde as amostras escolhidas passaram por ensaios de dobramento, macrografia, e dureza vickers para qualificar o procedimento. Pode-se concluir que a velocidade de soldagem e o tipo de fluxo são os fatores que mais influenciam na quantidade e tipo de porosidade formada na soldagem de aços para vasos de pressão.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio
Influence of addition of plasticizer in the clay dispersion matrix of poly (vinyl chloride)
No full textThe poly (vinyl chloride) (PVC) is one of thermoplastic polymers most consumed worldwide, because it has a broad scope and can be used from rigid pipes and profiles up toys and extremely flexible films obtained with the addition of plasticizers. The addition of nanofillers in polymer matrices has aroused the interest of many researchers seeking to improve properties of materiais and reduce the cost of producing them. In this work, the objective was to evaluate the effect of plasticizer in the nanoclays dispersion in the polymer matrix of poly (vinyl chloride) (PVC). Three different plasticizers ware used, one being the family of phthalate (dioctyl phthalate DOP), on the family of adipate (dioctyl adipate DOA) and the third, called by some green plasticizers poly (e-caprolactone) PCL. Furthermore, it was also evaluated the effect of clay pre-dispersion in the plasticizer in the properties of the nanocomposites. The samples were prepared in single screw extruder and characterized by means of scanning electron field effect (SEM FEG) and transmission electron microscopy (TEM), diffraction X-ray (XRD), differential scanning calorimetry (DSC) tensile and swelling test. The morphology shows a heterogeneous
distribution in the matrix, since phase separation, ocorred and clay agglomerates. However it was found that the use of the pre-dispersion can reduce the agglomerates and form small regions interleaving and further reduce the size of the phases, and found that even if different plasticizers would provide different results. By DRX it was found that the inclusion of clay pre-dispersed by sonication on the matrix promotes increased crytallinity of 75% compared with the sample without DOP clay, other samples had smaller increases. In differential scanning calorimetry it was observed over a Tg heterogeneity in the plasticization of PVC. In tensile teste it was found that inclusion of clay plasticized PVC promoted 5% and 10% in Young s modulus for PVC/DOP samples with sonification and PVC/PCL respectively with magnetic stirring. While the samples decreased with DOA Young s modulus within 19%, and the samples were also had smaller reduction in the migration of the plasticizer during the swelling test. According to the results found was that the clay pre-dispersion in theplasticizer may facilitate intercalation of the some but dosen t eliminate large amounts of agglomerates in the nanocomposity which can have great influence on the properties mechanical, thermal and migration, and the type of palsticizer has a remarkable effect on the nanocomposite.O poli (cloreto de vinila) (PVC) é um dos polímeros termoplásticos mais consumidos mundialmente, pois o mesmo tem um vasto campo de aplicação podendo ser utilizado desde tubos e perfis rígidos até brinquedos e filmes extremamente flexíveis obtidos com a adição de plastificantes. A adição de nanocargas em matrizes poliméricas tem despertado interesse de muitos pesquisadores, que buscam melhorar propriedades dos materiais e reduzir o custo de produção dos mesmos. Neste trabalho, o objetivo foi avaliar o efeito do plastificante na dispersão de nanoargilas em matriz polimérica de poli (cloreto de vinila) (PVC). Foram utilizados três diferentes plastificantes, sendo um deles da família dos ftalatos (dioctil ftalato - DOP), um da família dos adipatos (dioctil adipato - DOA) e o terceiro, chamado por alguns de plastificante verde poli (ε-caprolactona) PCL. Além disso, também foi avaliado o efeito da pré-dispersão da argila nos plastificantes nas propriedades dos nanocompósitos. As amostras foram preparadas em extrusora monorosca e caracterizadas por meio de microscopia eletrônica de varredura de efeito de campo (MEV-FEG) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios-X (DRX), calorimetria exploratória diferencial (DSC), ensaios de tração e ensaio de intumescimento. A morfologia apresentou uma distribuição heterogênea na matriz, pois ocorreu separação de fase e aglomerados de argila. No entanto, verificou-se que a utilização da pré dispersão pode reduzir os aglomerados e formar pequenas regiões de intercalação, e ainda reduzir o tamanho das fases, e ainda constatou-se que diferentes plastificantes promovem resultados diferentes. Por meio de DRX constatou-se que a inserção de argila pré-dispersa por sonicação na matriz promove aumento de 75% na cristalinidade em relação a amostra com DOP sem argila, as demais amostras tiveram aumento menores. Na calorimetria exploratória diferencial foi observado mais de uma Tg indicando heterogeneidade na plastificação do PVC. Nos ensaios de tração foi verificado que a inserção de argila no PVC plastificado promoveu aumentos de 5% e 10% no módulo de Young para as amostras PVC/DOP com sonicação e PVC/PCL com agitação magnética, respectivamente. Enquanto que as amostras com DOA apresentaram redução do módulo de Young em até 19%, e também foram as amostras que tiveram a menor redução na migração do plastificante durante os ensaios de intumescimento. De acordo com os resultados foi verificado que a pré-dispersão da argila no plastificante pode facilitar a intercalação da mesma, mas não elimina a grande quantidade de aglomerados nos nanocompósitos o que pode ter grande influência sobre as propriedades mecânicas, térmicas e de migração, bem como o tipo de plastificante influencia de forma considerável sobre os nanocompósitos.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio
Projeto de máquina de ensaios universais para materiais poliméricos
No full textA maneira tradicional de determinar as propriedades mecânicas de um material é a partir de ensaios normalizados. Entre eles, os ensaios de tração, compressão, flexão o torção são os mais utilizamos para ava- liar a resistência mecânica, o módulo do elasticidade o o módulo de cisalhamento. Os ensaios de tração, compressão e flexão podem ser realizados em um mesmo dispositivo chamado máquina de ensaios uni- versais. Uma máquina de ensaios universais apresenta quatro sistemas básicos, o sistema do acionamento, o sistema de medição de carga, o sistema do medição de deslocamento, e um sistema de fixações para rea- lizar os ensaios. A máquina do ensaios universais foi desenvolvida com o intuito de realizar a caracterização mecânica de materiais poliméricos. A máquina de ensaios universais utiliza um sistema de acionamento eletromecânico utilizando um motor do passo e um parafuso de potên- cia pai a aplicação da carga. A medição da carga ó realizada por meio do uso do células do carga. O sistema de medição do deslocamento foi desenvolvido utilizando extensomotria. Os sistemas de medição fo- ram calibrados apresentando resultados confiáveis. Sistemas de fixação toram desenvolvidos conforme as normas para os ensaios do tração, compressão e flexão para materiais poliméricos. A placa Arduíno Due foi utilizada para realizar o controlo do motor de passo e aquisição dc dos sinais do carga e medição. Um aplicativo numérico foi desenvolvido para a realizar a comunicação entre Arduíno e computador permitindo realizar diferentes ensaios. A máquina foi utilizada para caracterização do módulo de elasticidade da espuma rígida de poliuretano por tração o compressão, o do módulo do elasticidade do poliestireno de alto im- pacto presentes no refrigerador. Um ensaio de flexão foi realizado em uma viga sanduíche obtida da lateral do um refrigerador e simulado por elementos muitos. Os resultados do ensaio de flexão foram utilizados para validação das propriedades mecânicas resultante da caracterização pela máquina desenvolvidaCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio
"Moral da história" : dilemas, incerteza e a racionalidade de empreendedores econômicos e sociais
No full textA realidade enfrentada por empreendedores econômicos e sociais é repleta de oportunidades e incertezas e muitas de suas decisões têm implicações éticas (HARRIS; SAPIENZA; BOWIE, 2009). Uma das situações peculiares que enfrentam se configura na forma de dilemas morais, isto é, questões que envolvem a escolha entre alternativas conflitantes, atreladas aos valores morais (HANNAFEY, 2003; MCCONNELL, 2014). Este trabalho pretendeu compreender como empreendedores sociais e econômicos lidam com seus dilemas morais, a fim de examinar o problema da incerteza moral como categoria elementar de sua ação. Com tal intuito, articulei as teorias do campo do empreendedorismo econômico e social com as teorias da racionalidade nas organizações de Ramos (1966; 1989) e Weber (1999). Os dilemas morais e os processos de raciocínio foram abordados com a Teoria do Desenvolvimento Moral do psicólogo Lawrence Kohlberg (1992), devido às possíveis contribuições para os estudos da racionalidade e pelo uso de seu arcabouço metodológico, no qual são utilizados dilemas hipotéticos para análise do desenvolvimento moral. Após o esboço de um arcabouço teórico, delimitei a pesquisa à empreendedores econômicos e sociais do município de Florianópolis do setor de tecnologia. Seis empreendedores participaram de entrevistas em profundidade e realizaram o teste DIT-2, instrumento validado pela teoria do desenvolvimento moral. Dos selecionados, dois são exclusivamente empreendedores econômicos, dois são empreendedores sociais e os últimos dois empreendem organizações de ambos os tipos. O conteúdo das entrevistas foi categorizado e interpretado com o auxílio da teoria interpretativa do discurso de Ricoeur (2009). Os dados apurados com o instrumento DIT-2 foram triangulados com os provenientes das entrevistas. Os resultados sugerem que os empreendedores econômicos e sociais, para algumas questões, suportam os seus dilemas até um limite extremo, quando precisam tomar uma decisão que atende ao princípio da sobrevivência da empresa. Quando os empreendedores enfrentam um dilema imposto por outros atores, optam por tomar uma decisão rápida, para corrigir a situação. E ainda, em outros tipos de dilemas, como o de equilíbrio entre a vida pessoal e profissional, a questão se perpetua e não implica uma decisão, mas, sim, ser suportada por um período de tempo. Os resultados do DIT-2 sugerem que a idade ou a experiência profissional não necessariamente definem o estágio de desenvolvimento moral dos empreendedores. Empreendedores que demonstraram mais convicção em seus princípios e que procuram exercê-los em suas organizações, apresentaram um desenvolvimento moral pós-convencional. Foram encontradas evidências da incerteza moral nos relatos de empreendedores econômicos e sociais que apresentaram um desenvolvimento moral pós-convencional. Os empreendedores econômicos e sociais exercem tanto a racionalidade instrumental quanto a substantiva para atuarem de acordo com seus princípios éticos e buscarem seus objetivos de criação de valor social ou econômico. No entanto, em alguns momentos os empreendedores sociais denotaram uma maior racionalidade instrumental, diante da preocupação em garantir a sustentabilidade da organização e uma gestão profissional. Os empreendedores econômicos, por sua vez, exercem em suas organizações os princípios éticos que acreditam e que foram consolidados ao longo de sua trajetória. Algumas vezes, suas convicções colidiam com suas responsabilidades. Em outras, suas responsabilidades eram também sua convicção. Pesquisas futuras poderiam investigar como as operações de justiça são exercidas no ambiente organizacional e como os dilemas morais se relacionam com os processos de aprendizagem.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio
Desenvolvimento de uma escala para mensurar a capacidade de absorção em pequenas empresas
No full textThe absorption capacity (ACAP) emerged in the studies of
Cohen and Levinthal (1989) as a process of fundamental
learning to the organization. Initially, its measurement occurred
through the use of proxies indicators such as spending and
investment in Research and Development (R & D) to measure
the intensity. The concept developed by Zaha and George
(2002), used in this study, presents the most elaborate and
broad concept by defining the ACAP as a set of organizational
processes and routines by which businesses acquire, assimilate,
transform and apply knowledge to produce a dynamic
capability. Despite the growing interest in the subject, few
studies capture the richness and multidimensionality of the
ACAP concept. The creation of a measuring scale of
absorption capacity emerges as a useful tool for managers to
evaluate the strengths and those who need of greater zeal about
the absorption capacity of their organization. Thus, like other
intangible assets, the ACAP requires the management attention
and constant investments to maintain the sustainable
competitive advantage. Therefore, the study s aim is to develop
a multi-dimensional measure to the absorption capacity of
small and medium enterprises and directed to the Brazilian
context. The research includes an exploratory and confirmatory
factor analysis on a sample of 309 Brazilian companies in the
trade and services sector.A capacidade de absorção (ACAP) surgiu nos estudos de
Cohen e Levinthal (1989) como um processo de aprendizagem
fundamental à organização, inicialmente sua mensuração
ocorria por meio da utilização de indicadores proxies como
gastos e investimentos em Pesquisa e Desenvolvimento (P&D)
para medir sua intensidade. O conceito desenvolvido por Zaha
e George (2002), utilizado neste estudo, apresenta o conceito
mais elaborado e difundido, definindo a ACAP como um
conjunto de rotinas e processos organizacionais, pelos quais as
empresas adquirem, assimilam, transformam e aplicam
conhecimentos, com o intuito de produzir capacidade
dinâmica. Apesar do interesse crescente no assunto, poucos
estudos conseguem capturar a riqueza e multidimensionalidade
do conceito da ACAP. A criação de uma escala de medição da
capacidade de absorção surge como uma ferramenta útil para
os gestores avaliarem os pontos fortes e aqueles que precisam
de maior zelo em relação à capacidade de absorção de sua
organização, pois, assim como outros recursos intangíveis, a
ACAP necessita de atenção gerencial e investimentos
constantes para manutenção da vantagem competitiva
sustentável. Portanto, o objetivo deste estudo é o
desenvolvimento de uma medida multidimensional para a
capacidade de absorção, em pequenas e médias empresas,
direcionada ao contexto brasileiro. O estudo inclui a análise
fatorial exploratória e confirmatória em uma amostra
constituída por 309 empresas brasileiras do setor de comércio e
serviços.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio
Natural levels of Arsenic, Barium, Cadmium and Nickel for soils state of Santa Catarina
No full textThe Brazilian Legislation determined that all Brazilian states should establish its References Quality Values because of regional peculiarities and established a term for this to occur. These values reflect the natural levels of a given element in the soil without introduction anthropic and are important for identifying contaminated sites. The aim of this study was to determine the natural levels of arsenic in three regions of the state of Santa Catarina (Planalto Sul, Metropolitana and Litoral Sul) and establish the VRQ for metals barium, cadmium and nickel in 54 representative soil profiles in the state. The soil samples passed through the digestion process, using the USEPA method 3051 A and the determination of the levels were made by atomic absorption spectrometry with atomization in flame or electrothermal. For Arsenic, the statistical analysis used was the Scott-Knott test. In establishing VRQ analyzes used were: Pearson s correlation (r), factorial, cluster hierarchical analysis and discriminant. Arsenic levels were not different between regions Planalto Sul and Metropolitana, and in the region Litoral Sul were below the LDQM, which were related to the source material and the relief of the different regions soils. The VRQ for soils of Santa Catarina were generally higher than those determined in other states and worldwide, and the highest levels were found in Mollisols, and the lowest in Oxisols. Pearson s
Correlation and factor analyzes revealed that the attributes sum and base saturation and pH are crucial in Barium levels, Cadmium and Nickel and allowed the understanding of the relationship between the physical and chemical properties and the distribution of metals in soilA legislação brasileira determinou que todos os Estados brasileiros devem estabelecer seus Valores de Referência de Qualidade em razão das peculiaridades regionais e estabeleceu um prazo para que isso ocorra. Esses valores refletem o teor natural de determinado elemento no solo sem introdução via atividade antrópica e são importantes no sentido da identificação de locais suspeitos de contaminação. O objetivo deste trabalho foi determinar os teores naturais de Arsênio em três regiões do estado de Santa Catarina (Planalto Sul, Metropolitana e Litoral Sul) e estabelecer os VRQ para os metais Bário, Cádmio e Níquel em 54 perfis de solos representativos no Estado. As amostras dos solos passaram pelo processo de digestão, utilizando-se o método USEPA 3051 A e as determinações dos teores foram feitas por espectrometria de absorção atômica com atomização em chama ou eletrotérmica. Para Arsênio, a análise estatística utilizada foi o teste de Scott-Knott. No estabelecimento dos VRQ foram utilizadas as análises: correlação de Pearson (r), fatorial, análise de agrupamento hierárquico e discriminante. Os teores de Arsênio não diferiram entre as regiões Planalto Sul e Metropolitana, e na região Litoral Sul ficaram abaixo do LDQM, os quais foram relacionados ao material de origem e ao relevo dos solos das distintas regiões. Os VRQ para os solos de Santa Catarina foram em geral superiores aos determinados em outros Estados e a nível mundial, sendo que os maiores teores foram encontrados em
Chernossolos, e os menores em Latossolos. As análises de correlação e fatorial revelaram que os atributos soma e saturação de bases e pH são determinantes nos teores de Bário, Cádmio e Níquel e permitiram a compreensão da relação existente entre os atributos físicos e químicos e a distribuição dos metais nos sol
Study of the effect of plastic deformation on the kinetics of phase transformation of 22MnB5 steel hot stamped
No full textIn recent decades the automobile industry has made a great effort to deal with ecological and security challenges. To do so, it was necessary to develop vehicles which are lighter, more economical and have a greater intrusion resistance when subjected to a crash. This was made possible, among other actions, by the development of advanced high strength steels, associated with the use of new manufacturing processes. Inside this approach the use of the hot stamping and the emergence of 22MnB5 boron-alloyed steel, with high hardenability, stand up. The hot stamping operation has gained great importance for enabling the manufacture of strategic components of high complexity and high mechanical resistance, associated with reasonable toughness. In order to ensure its technological evolution this process has been widely studied by numerous authors, so that the phenomenon was better understood, allowing better control as well as the quality and reliability requirements involved in the stamped components. This focus led to the development of this work, whose main objective was to study the hot stamping process, evaluating the mechanical and thermal effects. To achieve this aim an experimental apparatus was developed which allowed simulating the main thermomechanical aspects involved, such as the temperature, the conformation and the cooling. The purpose was to reproduce the conditions of the process and evaluate the influence of certain variables of the cooling speed on microstructure and on the final properties of the material, in order to study and understand some phenomena involved. This apparatus was composed of a heating furnace, an aluminum cooler, water cooled, operated at low pressure of closing and a control system, assembled on a mechanical testing 12 machine to promote the desired deformation. The experimental work was carried out in three stages. Initially, the hot plastic behavior of 22MnB5 steel was studied, evaluating the effect of temperature and strain rate on the mechanical characteristics, to determine the conditions for necking formation. In the second stage, the kinetics of phase transformation was studied, seeking to understand the effect of heating and cooling conditions on the cooling rate and on the final properties after quenching. In the last step, the plastic behavior on the kinetics of phase transformation, i.e., the effect of necking on cooling, was studied. The main objective was to show that the necking, depending on its intensity and geometry, generates the formation of a clearance between the cooler and the surface material, reducing the cooling rate to the point of affecting the mechanical properties in this region. Despite being localized, it can jeopardize the stamped component performance forming a fragile region of low mechanical strength and low toughness. It was concluded that hot plastic deformation undergone during the hot-stamping has a significant influence on the phase transformation, being necessary the proper control of process conditions so that the necking is also controlled, thus ensuring the structural homogeneity of the component and its performance.Nas últimas décadas a indústria automobilística tem realizado um grande esforço em atender os desafios ecológicos e de segurança e para isto foi necessário desenvolver veículos mais leves, econômicos e com maior resistência à intrusão quando submetidos a um acidente. Isto foi alcançado, entre outras ações, através do desenvolvimento de aços avançados de elevada resistência mecânica, associado à utilização de novos processos de fabricação. Dentro deste enfoque se destaca dois aspectos, a utilização do processo de estampagem a quente e o surgimento do aço 22MnB5 de elevada temperabilidade ligado ao boro. A operação de estampagem a quente tem ganhado uma forte importância por possibilitar a fabricação de componentes estratégicos de elevada complexidade e elevada resistência mecânica, associada à razoável resistência ao impacto. No sentido de garantir sua evolução tecnológica este processo tem sido amplamente estudado por inúmeros autores, para que os fenômenos envolvidos pudessem ser mais bem entendidos, permitindo um melhor controle bem como o atendimento dos requisitos de qualidade e a confiabilidade envolvida nos componentes estampados. Com este enfoque desenvolveu-se este trabalho, cujo principal objetivo foi estudar o processo de estampagem a quente, avaliando os efeitos mecânicos e térmicos. Para este fim foi desenvolvido um aparato experimental, que permitiu simular os principais aspectos termomecânicas envolvidos, como a temperatura, a conformação e o resfriamento. O propósito foi o de reproduzir as condições do processo e avaliar a influência de determinadas variáveis sobre a velocidade de resfriamento, sobre a microestrutura e sobre as propriedades finais do material, no sentido de estudar e entender 10 alguns fenômenos envolvidos. Este aparato foi dotado de um forno de aquecimento, de um resfriador de alumínio refrigerado a água, operado a baixa pressão de fechamento e de um sistema de controle, montados sobre uma máquina de ensaios mecânicos para promover a deformação desejada. O trabalho experimental foi realizado em três etapas. Inicialmente foi estudado o comportamento plástico a quente do aço 22MnB5, avaliando-se o efeito da temperatura e da velocidade de deformação sobre as características mecânicas, determinando-se as condições para formação da estricção. Na segunda etapa foi estudada a cinética de transformação de fase, procurando-se entender o efeito das condições de aquecimento e do resfriamento sobre a velocidade de resfriamento e sobre as propriedades finais deste aço após têmpera. Na última etapa se relacionou o comportamento plástico sobre a cinética de transformação de fase, ou seja, o efeito da estricção sobre o resfriamento. O objetivo principal foi mostrar que a estricção, dependendo de sua intensidade e geometria, gera a formação de uma folga localizada entre a superfície do resfriador e do material, reduzindo a velocidade de resfriamento a ponto de afetar as propriedades mecânicas nesta região. Apesar de localizada esta folga pode comprometer o desempenho do componente estampado formando uma região de pouca resistência mecânica. Concluiu-se que a deformação plástica a quente sofrida durante a estampagem a quente apresenta uma significativa influência sobre a transformação de fase, sendo necessário o controle adequado das condições do processo para que a estricção também seja controlada, garantindo assim a homogeneidade estrutural do componente e o seu desempenho.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio
Effect of pozzolanic characteristics of brick waste on mortar properties
No full textThe search for sustainable, economic, social and technological development has intensified the study of the use of recycled materials or wastes in order to minimize environmental impacts and also to reduce production costs. In this sense this work aims to develop a methodology for the production of mortars optimized from the point of view of properties and cost, from particulate clay bricks waste (CBW) of red ceramic, as partial replacement of Portland cement. The first part of the study deals with the characterization of the as-prepared ceramic clay masses (CCM) and CBWs from four industries of the northern region of Santa Catarina: Ceramic A and B (Joinville/SC), Ceramic C (Garuva/SC) and Ceramic D (São Bento do Sul/SC). The characterization of ceramic clay masses included XRD, XRF, FTIR, DSC and SEM analyses. The characterization of CBW also included techniques to determine the pozzolanic activity, particle size, surface area (B.E.T.) and density. The consumption of calcium hydroxide (CH) of the cement paste formed with CBW was also measured. After analyzing the characteristics of the CCMs and CBWs it was possible to determine which of the researched sources has the greatest potential for use as a substitute for Portland cement. The results indicated that the CBW from industry B (CBW-B) has greater potential to react with CH, followed by CBWs from industries A, C, and D. Fractional factorial design techniques for the design and analysis of experiments were used to evaluate the performance of each CBW in properties such as consistency and compressive strength (CS) of mortars and determine the influence of these three factors on properties: CBW content in replacement of cement (10, 25 and 40% by weight), water-cement ratios (W/C of 2.50, 2.85 and 3.2) and fineness of the CBW (125, 75 and 45 μm). It could be concluded that the CBW-B had the best performance to compressive strength (4.28 MPa) starting from a consistency index of about 260 mm. This result was obtained for a 14 replacement of 15% of cement by CBW-B, and a W/C of 2.5 (75 μm fineness). It was also possible to identify mixtures with minimized financial costs through numerical optimization. To
give sequence to work, the CBW-A was chosen (since it presents results comparable to those of the CBW-B, because the industry A generates the largest amount of waste, and because it leads to a larger usage of waste, which is also interesting from the environmental point of view) to a series of other tests, to evaluate the effect of CBW-A on properties such as: consistency; setting time; water retention; porosity and water absorption; water absorption by capillarity; compressive strength at 28 and 90 days (CS28 and CS90); resistance to sodium chloride and sulfate; natural carbonation and tensile bonding strength. Unlike the factorial design, in the mixtures in this next research stage only the CBW-A content was varied (0, 10, 25 and 40% by weight).The W/C and CBW fineness factors were kept constant. The use of the CBW-A revealed positive effects on several physical properties such as increased water retention, increased CS28 and CS90, and decreased porosity and water absorption. However, it had a negative effect on the durability of the mortars (attack by
sulfates), tensile bonding strength and setting time, but not so far as to make it impossible to use. The microstructures of mortars and pastes were also analyzed by SEM images and EDX. The mortars containing CBW-A showed a denser cement matrix due to CH consumption and additional formation of calcium silicate hydrate (C-S-H), evidencing the pozzolanic effect of the waste. Thus, the methodology followed in this work, aimed at identifying optimized mortars containing brick waste, in terms of cost and properties, provided the criteria for the selection of waste and its effects on the properties studied, from the origin to the final product.A busca pelo desenvolvimento sustentável, econômico, social e tecnológico tem intensificado o estudo da utilização de
materiais reciclados ou rejeitos na tentativa de minimizar impactos ambientais e também de reduzir custos de produção. Neste sentido este trabalho tem o objetivo de desenvolver uma metodologia para a produção de argamassas otimizadas, do ponto de vista das propriedades e custo, a partir de rejeitos particulados de tijolos (RPT) de cerâmica vermelha, em substituição parcial ao cimento Portland. A primeira parte do estudo trata da caracterização das massas cerâmicas argilosas in natura (MCA) e dos RPTs de quatro empresas da região norte de Santa Catarina: Cerâmica A e B (Joinville/SC), Cerâmica C (Garuva/SC) e Cerâmica D (São Bento do Sul/SC). A caracterização das massas cerâmicas argilosas in natura foi realizada através das técnicas de DRX, FRX, FTIR, DSC e MEV. Na caracterização dos RPTs utilizaram-se ainda técnicas para determinação da atividade pozolânica, granulometria, área superficial (B.E.T.) e massa específica. O consumo de hidróxido de cálcio (CH) da pasta cimentícia formada com RPTs também foi medido. Após a
análise das características das massas cerâmicas argilosas in natura e dos RPTs foi possível determinar qual das fontes pesquisadas de rejeito possui o maior potencial para uso como substituto ao cimento Portland. Os resultados indicaram que o RPT da empresa B (RPT-B) possui maior potencial para reatividade com o CH, seguido pelos RPTs das empresas A, C, e D. Foram utilizadas técnicas de planejamento fatorial fracionado para o projeto e análise dos experimentos para medir o desempenho de cada RPT em propriedades como resistência à compressão (RC) e consistência de argamassas, visando avaliar a influência de três fatores nessas propriedades: teor de RPT em substituição ao cimento (10, 25 e 40 %, em massa), relações água-cimento (W/C, de 2,50, 2,85 e 3,2), e finura do RPT (125, 75 e 45 μm). Pôde-se concluir que o RPT-B obteve o melhor desempenho para resistência à compressão (4,28 MPa) considerando um índice de consistência de cerca de 260 mm. Esse resultado foi encontrado para uma substituição de 15% de 12 cimento por RPT-B, e para um fator W/C de 2,5 (finura de 75 μm). Foi possível também identificar misturas com custo financeiro minimizado a partir de otimização numérica. Para dar sequência ao trabalho, foi escolhido o RPT-A (por apresentar resultados comparáveis com os do RPT-B, porque a empresa A gera a maior quantidade de rejeitos, e porque a sua utilização requer um maior consumo de rejeito, o que também é interessante do ponto de vista ambiental) para uma série de outros ensaios, visando avaliar o efeito do RPT-A em várias propriedades, tais como: consistência; tempo de pega; retenção de água; porosidade aparente e absorção de água; absorção de água por capilaridade; resistência à compressão aos 28 e 90 dias (RC28 e RC90); resistência ao cloreto e ao sulfato de sódio; carbonatação natural e resistência de aderência à tração. Diferentemente das misturas do projeto fatorial, as misturas desta outra fase da pesquisa tiveram apenas o teor de RPT-A variado (0, 10, 25 e 40 %, em massa). Os fatores W/C e finura do RPT permaneceram fixos. O uso do RPT-A revelou efeitos positivos sobre várias propriedades físicas como o aumento da retenção de água, aumento da RC28 e RC90, diminuição da porosidade e da absorção de água. Entretanto, causou um efeito negativo na durabilidade das argamassas (ataque por sulfatos), na aderência e no tempo de pega, mas não ao ponto de inviabilizar o seu uso. As microestruturas das argamassas e pastas também foram analisadas através de imagens MEV e EDS. As argamassas contendo RPT-A apresentaram uma matriz cimentícia mais densa devido ao consumo de CH e a evidenciando o efeito pozolânico do rejeito. Assim, a metodologia desenvolvida neste trabalho, visando a obtenção de argamassas contento rejeitos de tijolos, otimizadas em termos de propriedades e custo, forneceu os critérios para a seleção dos rejeitos e seus efeitos nas propriedades estudadas, desde a origem até o produto final.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio
Optical and electrical properties of titanium oxide films doped with niobium
No full textTitanium oxide films doped with niobium were deposited by sputtering, using triode magnetron sputtering technique. The Nb:TixOy films, as deposited, displays an interesting combination of properties: transparency and electrical conductivity. The sputtering of titanium and niobium was carried out from a titanium target with niobium inserts arranged in the erosion area. Films containing different ratios of [Nb/Ti], and deposited under different substrate bias, were characterized by the following techniques: atomic force microscopy; transmittance and reflectance measurements, Hall resistivity, x-ray diffraction (XRD), energy dispersive fluorescence of x-ray (EDX) and contact angle. It was not observed any peak of niobium oxide in the XRD pattern of Nb:TixOy, indicating that the Nb atoms are substitutional atoms in sites of Ti. Transmittance and reflectance measurements and simulations using the Tauc-Lorentz model allow us to obtain intrinsic optical properties such as refractive index and extinction coefficient. The transmittance depends on the percentage of niobium and type of substrate bias ( pulsed bias or DC bias ). Results of transmittance measurements of Nb:TixOy films (as deposited, without annealing) reached values up to 60%. Electrical resistivity measurements using the method of four points probe (ASTM F43-99) through van der Pauw technique indicate values around 10-2 Ωcm. The electrical properties were also calculated by using optical properties. It indicates a reduction in the resistivity due to the Nb incorporation and pulsed bias. The contact angle indicates that films deposited on glass substrates using pulsed bias and high content of Nb has smaller contact angles (high surface free energy). Another effect due to the Nb is the reduction of grain size (nano grains) and the production of smoother surface of the Nb:TixOy films.Filmes de óxido de titânio dopados com nióbio foram obtidos através de pulverização catódica, utilizando o sistema Triodo Magnetron Sputtering. A pulverização catódica de titânio e nióbio foi feita a partir de um alvo de titânio com insertos de nióbio dispostos na zona de erosão. Filmes contendo diferentes proporções de [Nb/Ti], e depositados sob diferentes polarizações do substrato. Foram caracterizados pelas seguintes técnicas: microscopia de força atômica, medidas de transmitância e refletância, resistividade através de efeito Hall difração de raios X (DRX), espectroscopia de energia dispersiva por fluorescência de raios X (EDX) e ângulo de contato. Os resultados mostram que não há formação de óxido de nióbio, indicando que os átomos de Nb se alojam na estrutura do TixOy como átomos substitucionais nos sítios do Ti. Medidas de transmitância e refletância e simulações usando o modelo de Tauc-Lorentz permitiram a obtenção de propriedades óticas intrínsecas, como índice de refração e coeficiente de extinção. A transmitância depende do percentual de nióbio e do tipo de polarização do substrato (pulsado ou DC). A transmitância de filmes sem recozimento (na condição como depositado ) alcançam 60% na região do visível. A resistividade elétrica, medida pelo método de quatro pontas (norma ASTM F43-99) com a técnica de Van der Pauw, indicam valores da ordem de 10-2 Ωcm. As propriedades elétricas também foram calculadas por meio das propriedades óticas e indicam uma redução na resistividade com a presença de Nb e com a polarização pulsada. O ângulo de contato indica que filmes depositados com polarização pulsada e com maior concentração de Nb tem os menores ângulos de contato (maior energia livre de superfície). Outro efeito causado pela incorporação de Nb é a redução do tamanho de grão dos filmes e da nanorugosidade superficial dos filmes.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio