Dissertações em Engenharia Industrial (Mestrado) - PPGEI/ITEC
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Navegando Dissertações em Engenharia Industrial (Mestrado) - PPGEI/ITEC por Orientadores "MACHADO, Paulo Cordeiro"
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Dissertação Acesso aberto (Open Access) Análise do estado plano de tensões em chapas de aço ASTM A131 por métodos ultrassônicos(Universidade Federal do Pará, 2023-08-17) ALBUQUERQUE, Lucas Gabriel de Sousa; MACHADO, Paulo Cordeiro; http://lattes.cnpq.br/0133330144786049; https://orcid.org/0000-0003-4375-6812As tensões residuais afetam o componente mecânico da mesma forma que tensões externas o fazem. Essas tensões surgem, geralmente, no processo de fabricação. Ao conhecer as tensões residuais, principalmente as trativas, presentes em um componente, ou as que podem ser geradas por algum processo de fabricação, é possível realizar ações que evitem ou minimizem seus efeitos, prolongando, assim, sua vida útil. Portanto, a tensão residual será sempre uma demanda a ser estudada, tanto pela academia, quanto pela indústria metal-mecânica. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi determinar o estado plano das tensões residuais em chapas de aço ASTM A131 por métodos de ondas ultrassônicas cisalhantes e compressivas combinadas. Foi usada uma tocha desoldagem TIG para induzir tensões residuais nas chapas pelo alto gradiente térmico. As amostras foram fixadas por suportes para evitar deformações, preservando, então, as tensões residuais. Três métodos diferentes foram aplicados, denominados, neste trabalho, de: Hirao I; Clark; e Hirao II. A maior diferença entre eles está relacionada à direção preferencial de propagação da onda. Tensões em direções diferentes do eixo de anisotropia podem alterar esta direção. Consequentemente, o ângulo entre a anisotropia e a direção preferencial de propagação da onda ultrassônica (φ) é alterado. Para a medição do tempo de propagação das ondas ultrassônicas, foi desenvolvido um software para a aquisição dos sinais de resposta ultrassônicos e outro para o tratamento dos dados. Para encontrar o ângulo preferencial de propagação da onda, um suporte foi feito por impressão 3D, o que permitiu o movimento do transdutor através de um motor de passo. Nos três métodos, foram observadas tensões trativas bem elevadas próximo à zona fundida, que diminuíram rapidamente conforme se aumenta a distância dessa região. Além disso, os valores de φ foram menores na linha central do que nas linhas laterais, indicando variação nos níveis de tensões residuais em função da distância das restrições.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Avaliação da resistência ao desgaste do aço hadfield e ferro fundido branco alto cromo em ensaio pino-disco com fragmentação de abrasivo para aplicações na mineração(Universidade Federal do Pará, 2024-11-12) SILVA, Rute Nara de Jesus Farias da; MACHADO, Paulo Cordeiro; http://lattes.cnpq.br/0133330144786049A mineração, sendo uma indústria com processos que incluem escavação, britagem e moagem, enfrenta elevados níveis de desgaste, resultando em falhas de componentes, aumento no consumo de energia e custos operacionais. Estudos indicam que o consumo global de energia nas atividades de mineração é significativo, com grande parte sendo usada para superar o atrito e substituir peças desgastadas. O presente trabalho investiga a eficiência de diferentes materiais, como os aços Hadfield com 15 % de Mn (Mn15) e o ferro fundido branco alto cromo (FFBC), em resistir ao desgaste abrasivo, além de parametrizar o equipamento de teste para os dois materiais. O teste de desgaste abrasivo a três corpos Pino Disco com Fragmentação de Abrasivo (PDFA) foi utilizado para simular e avaliar a resistência ao desgaste abrasivo desses materiais. A pesquisa compara os micromecanismos de desgastes obtidos no PDFA com os micromecanismos encontrados no teste britador de mandíbulas, com o intuito de encontrar formas de avaliar os materiais em estudo de forma menos complexa e menos dispendiosa economicamente, enfatizando a importância de testes que reproduzam ao máximo condições reais de operação, otimizando a escolha de materiais e reduzindo custos, consumo de energia e emissões de CO2 na mineração. A caracterização das amostras desgastadas foi realizada via microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura nos modos SE, BSE e EDS. As taxas de desgaste foram de 0,0006 g/min para o FFBC e de 0,0021 g/min para o aço Mn15. Além disso, foram observados nas superfícies dos dois materiais micromecanismos semelhantes aos identificados em amostras de mandíbulas fixas ensaiadas em testes de britador de mandíbulas, como microsulcamento, microcorte e microtrincamento.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Efeito da temperatura, tempo e taxa de resfriamento na formação do eutetóide divorciado em soldas de trilhos de aço perlítico(Universidade Federal do Pará, 2021-06-01) BARBOSA, Matheus dos Santos; MACHADO, Paulo Cordeiro; http://lattes.cnpq.br/0133330144786049A redução de dureza que ocorre ao final da Zona Afetada pelo Calor (ZAC) de juntas soldadas de trilhos ferroviários é gerada através da formação do Eutetóide Divorciado (ED). Essa transformação ocorre na solda durante o resfriamento da austenita quando há a presença de carbonetos não dissolvidos, que, por sua vez, atuam como núcleos preexistentes para a formação dessa microestrutura, formando uma combinação de cementita esferoidizada + ferrita. Com o intuito de compreender esta transformação microestrutural, amostras de trilhos premium e superpremium foram ensaiadas via dilatometria, com um planejamento experimental (design of experiments - DOE) fatorial completo que avaliou os efeitos das variáveis temperatura, tempo de permanência em temperatura isotérmica e taxa de resfriamento; e suas interações. As amostras pós ciclo térmico foram caracterizadas via ensaio de microdureza e análise de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que as maiores frações de ED foram obtidas em temperaturas mais elevadas (750 °C) e com maior carbono equivalente. Entretanto, o aumento da taxa de resfriamento, de 1,5 para 9 °C/s, ocasionou redução da fração de ED de 49% para o trilho premium em 750 °C e de 75% para o trilho superpremium em 740 °C. Em relação à dureza, o comportamento foi inversamente proporcional, pois o aumento da taxa de resfriamento proporcionou aumento na dureza dos trilhos (cerca de 21%), além disso, as amostras simuladas em 740 e 750 °C e resfriadas a 1,5 °C/s apresentaram dureza semelhante a encontrada na região de menor dureza de soldas por caldeamento de trilho. Os fatores que tiveram maior efeito na formação do ED, em ordem de crescente, foram a temperatura, o carbono equivalente e a taxa de resfriamento.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Influência da taxa de resfriamento nas tensões residuais de solda por centelhamento de trilho ferroviário(Universidade Federal do Pará, 2021-12-22) BARILE, Iury Klay Peres; COSTA, Ednelson da Silva; http://lattes.cnpq.br/0045584096510351; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-7290-3810; MACHADO, Paulo Cordeiro; http://lattes.cnpq.br/0133330144786049; https://orcid.org/0000-0003-4375-6812O processo de fabricação e soldagem de trilhos ferroviários induzem tensões residuais que podem atuar de forma deletéria à integridade estrutural destes componentes, principalmente nos casos em que as tensões são trativas, as quais podem favorecer a nucleação e propagação de trincas que, poderão causar a falha prematura dos trilhos. Este trabalho tem como objetivo avaliar as tensões residuais de trilhos soldados por centelhamento com e sem ciclo de resfriamento por ar forçado no boleto pós soldagem. As técnicas de medição de tensões residuais utilizadas foram as de ultrassom com ondas cisalhantes para análise do metal de base e furo cego para o centro da solda e zona afetada pelo calor (ZAC). As técnicas apresentaram resultados similares aos encontrados na literatura, para o boleto foram encontradas tensões trativas na região do metal de base, e tensões compressivas na ZAC e centro da solda do boleto. Na alma foram encontradas tensões trativas na ZAC e centro da solda.