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The development of the aeronautical industry has led to significant changes in the concepts currently applied to aircraft, whether for civil or military purposes. The impact of these changes on aircraft design and construction is the relentless pursuit of concepts that increase aircraft efficiency over a wider flight spectrum without impacting the safety and reliability of these systems. In this context comes the concept of adaptive aircraft, capable of adapting to the flow by aerodynamic changes without compromising flight safety. One of the concepts used in adaptive aircraft is adaptive wing, with the possibility of varying the curvature of the aerodynamic profile, which is adopted in this work. These structures have some limitations that still need to be developed, such as the actuation system, control system and structural mechanics associated with the shape change. Based on these aspects, this thesis describes the development of a new morphing wing concept, driven by shape memory alloy (SMA) micro spring actuators aiming at an increase in aerodynamic efficiency evaluated from the lift / drag relationship. The developed prototype, called SMArt Morphing Wing, addresses the design of the reconfiguration mechanism, drive system, skin design and wing control system. The deflection limits of the prototype were evaluated showing a controlled deflection of up to 5° on the leading edge and 15° on the trailing edge, reducing drag by 26% compared to a NACA 0012 and increasing the lift / drag ratio by 33% resulting in a better aerodynamic performance from the geometric reconfiguration of the wing. Nenhuma O desenvolvimento da indústria aeronáutica tem provocado alterações significativas nos conceitos atualmente aplicados em aeronaves, sejam elas para fins civis ou militares. O impacto destas mudanças sobre o projeto e construção de aeronaves é a busca incessante por conceitos que aumentem a eficiência das aeronaves em um maior espectro de voo sem impactar na segurança e confiabilidade destes sistemas. Neste contexto surge o conceito de aeronaves adaptativas, capazes de se adaptar ao fluxo por mudanças aerodinâmicas sem comprometer a segurança do voo. Um dos conceitos usados em aeronaves adaptativas é o de asa adaptativa, com possibilidade de variação do arqueamento do perfil aerodinâmico, o qual é adotado neste trabalho. Estas estruturas apresentam algumas limitações que ainda precisam ser desenvolvidas, como o sistema de atuação, sistema de controle e mecânica estrutural associada à mudança de forma. Baseado nestes aspectos, este trabalho descreve o desenvolvimento de um novo conceito de asa adaptativa, acionada por atuadores do tipo micromolas de liga com memória de forma (LMF) visando um aumento na eficiência aerodinâmica avaliado a partir da relação sustentação/arrasto. O protótipo desenvolvido, denominado de SMArt Morphing Wing, aborda o projeto do mecanismo de reconfiguração, sistema de acionamento, projeto da pele e sistema de controle da asa. Foram avaliados os limites de deflexão do protótipo apresentando uma deflexão controlada de até 5° no bordo de ataque e 15° no bordo de fuga, reduzindo o arrasto em 26% comparado a um NACA 0012 e aumentando a relação sustentação/arrasto em 33% resultando em uma melhor performance aerodinâmica a partir da reconfiguração geométrica da asa.

As ligas com memória de forma são materiais com características singulares que lhes conferem interesse industrial. Assim, para que possam ser aplicadas devidamente, é crucial conhecer e caracterizar o seu comportamento quando submetidas a processos de soldadura, que permitem a produção de estru- turas complexas que apresentem as propriedades típicas destas ligas. Para atingir este objetivo recorre- se frequentemente a soldadura por fusão por ser uma tecnologia estabelecida, sobre a qual existe uma quantidade considerável de informação no que diz respeito ao ajuste dos parâmetros. Desta forma, a otimização dos mesmos será mais eficiente, por se conseguir prever a influência que cada um terá. Este facto é de extrema relevância para o presente trabalho, cujo principal objetivo consiste na análise da soldabilidade de uma liga com memória de forma, em duas composições diferentes, sobre a qual ainda não existem resultados experimentais: Ni49,9Ti49,2Fe1,5 e Ni50Ti35Fe15. Foi utilizado o processo de soldadura TIG para produzir cordões autogéneos em arames das duas composições de liga, com 1 mm de diâmetro. Realizou-se a caracterização microestrutural e mecânica dos cordões obtidos, de forma a verificar a influência do processo de soldadura na microestrutura e nas propriedades mecânicas do material. Foi desenvolvida uma máquina de tração uniaxial com capacidade para medir uma carga de até 1 kN, que produziu resultados satisfatórios comparativamente à máquina Shimadzu AG-50KNG. Esta máquina foi utilizada para obter a curva tensão-extensão das amostras. A liga em estudo apresentou boa soldabilidade. Foram obtidos cordões com penetração total e sem defeitos. Ocorreram fenómenos de crescimento de grão na zona de fusão dos dois materiais. Veri- ficaram-se valores de microdureza Vickers mais elevados na liga Ni50Ti35Fe15. No entanto, ambos os cordões apresentaram valores de microdureza inferiores aos dos respetivos materiais-base. Ocorreu uma redução na resistência mecânica e na ductilidade da liga em estudo quando soldada devido às alterações microestruturais provocadas pelo processo de soldadura. A fratura do material deu- se na zona de fusão. Realizaram-se ensaios com 100 ciclos de carga/descarga no material-base e na junta da liga Ni49,9Ti49,2Fe1,5 e verificou-se um comportamento superelástico bastante significativo, sendo a extensão irrecuperável inferior a 1,5% em ambos os casos. Shape memory alloys are materials with unique characteristics that increase their industrial in- terest. Therefore, for them to be properly applied, it is crucial to understand and characterize their beha- viour when submitted to welding processes, which allow the production of complex structures that exhi- bit the typical properties of these alloys. To achieve this goal, fusion welding is often used because it is an established technology, meaning there is a greater amount of information regarding the adjustment of its parameters. This way, their optimization will be more efficient, due to the fact that the influence that each one has can be predicted. This fact is of utmost importance for the present work, in which the main goal is to analyze the weldability of two compositions of a shape memory alloy that have not been studied yet: Ni49,9Ti49,2Fe1,5 and Ni50Ti35Fe15. TIG welding was selected to create autegenous welds on 1 mm diameter wires of both composi- tions of the alloy. Microstructural and mechanical characterization of the joints was carried out, in order to assess the influence of the welding process on the material’s microstructure and mechanical proper- ties. A miniature uniaxial tensile tester was developed, which produced satisfactory results in compari- son to the Shimadzu AG-50KNG machine. This equipment was used to create the stress-strain curves of the samples. The studied alloy presented good weldability. Joints with full penetration were achieved and no evidences of defects were observed. Grain growth phenomena occurred in both materials. Higher Vickers micro-hardness values were registered in the Ni50Ti35Fe15 alloy. However, both welded samples presented lower micro-hardness values than the respective base materials. Mechanical strength and ductility of the welded sample were lower than those of the base mate- rial, because of the microstructural changes caused by the welding process. Fracture occurred in the fusion zone. Tests with 100 load/unload cycles were performed on the base material and welded speci- men of the Ni49,9Ti49,2Fe1,5 alloy. A very significant superelastic behaviour was observed, with irrecove- rable strain being less than 1,5% in both cases.

As ligas de memória de forma de alta temperatura são atualmente de grande importância para o setor das indústrias civil, automóvel e, especialmente, para sector aeroespacial. Desta forma, a contí-nua pesquisa e estudo das características destas ligas, bem como dos métodos de processamento das mesmas, são de elevada importância, tendo como objetivo o máximo aproveitamento das suas carac-terísticas. A aplicação da liga NiTiHf na indústria aeroespacial tem sido alvo de estudo há alguns anos, nomeadamente em dispositivos de atuação, isto porque a adição do elemento ternário, neste caso o Hf na liga NiTi, permite o aumento da temperatura de transformação, tornando assim a liga bastante interessante para desenvolvimento deste sector. A extrusão da liga a 900ºC seguida de tratamento térmico a 550ºC durante 3 horas permite pro-mover a formação de um precipitado nanométrico, a chamada fase H. O objetivo do presente trabalho prende-se com o estudo do comportamento micromecânico da liga, quando esta é submetida a um esforço de compressão, sendo estudada a deformação do material tanto no sentido do eixo onde é aplicada o esforço de compressão, como no sentido perpendicular da aplicação do mesmo. Este estudo é possível através da utilização do método de difração de raio X com radiação de sincrotrão, realizado durante um ensaio de compressão até à fratura. Através da utilização dos softwares MAUD e Fit2D, foi possível analisar o comportamento da fase H e martensite em detalhe, de forma a obter informação, que ainda não foi estudada, sobre o comportamento desta liga na evolução da mesma para ângulos azimutais de 90º (direção da compressão) e 0º (direção perpendicular da compressão). High temperature shape memory alloys are currently of great importance for the civil, automotive, and especially aerospace industries. Therefore, continuous research on the study of the characteristics of these alloys, as well as their processing methods, are of great importance, aiming to take benefit of their unique characteristics. The application of the NiTiHf alloy in the aerospace industry has been sub-ject of study for the last years, namely in actuation devices, since the addition of the ternary element, in this case the Hf in the NiTi alloy, allows the increase of the transition temperature, thus making the alloy quite interesting for the development of this sector. The extrusion of the alloy at 900ºC followed by heat treatment at 550ºC for 3 hours, allows to promote the formation of a nanometric precipitate, called H phase. The aim of the present work is to study the micromechanical behaviour of the alloy, when it is exposed to a compression stress, and the deformations of the alloy are studied both in the direction of the axis, where the compression is applied, and in the perpendicular direction of the application of the tension. This study was possible using the synchrotron X ray diffraction, performed during a compression to fracture test. MAUD and Fit2D software were used to analyse the behaviour of H phase and martensite in more detail, in order to obtain infor-mation, which has not been studied yet, about the behaviour and evolution of this alloy in azimuth angles of 90º (compression direction) and 0º (perpendicular direction of compression).

Shape memory alloys (SMA) are now widely studied in academia and have increasing usage in industry, as they allow efficient performance with reduced dimensions and the possibility of sensing through the material itself. A subclass of the SMAs are the alloys with magnetic shape memory, still little explored as intelligent materials in Brazil. They combine the best properties of SMAs and common magnetostrictive materials. These alloys not only have a relevant memory effect, but can also be used in totally new applications, given their complex mechanical behavior. The magnetic shape memory alloys (MSMA) can be activated not only by the presence of a thermal stimulus, but also by the presence of a magnetic field. In this research, the polycrystalline magnetic shape memory alloys Ni51,3Mn24Ga24,7 and Ni54Mn21Ga25 were manufactured and characterized, a new characterization method was also developed through the measurement of the material’s magnetic permeability when the material is exposed to a magnetic field. Differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, X-ray spectroscopy and scanning electron microscopy analyzes were performed to thermoanalytically and crystallographically characterize the alloys. Magnetic characterizations were also performed through magnetic saturation analysis and atomic force microscopy. From the results obtained with the developed permeability device, it was possible to establish the alloy’s permeability and also to demonstrate that there was a decrease in magnetic permeability when exposing the alloys to a constant magnetic field. Additional characterizations evidenced that the Ni54Mn21Ga25 alloy exhibited larger magnetic force than the Ni51,3Mn24Ga24,7 alloy, as well as identified that there is a hysteresis in the force behavior of these alloys in relation to the distancing and approximation from a constant magnetic field source. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq As ligas de memória de forma (LMF) são, hoje, amplamente estudadas na academia e têm crescente utilização na indústria, pois permitem uma atuação eficiente com reduzidas dimensões e possibilidade de sensoriamento através do próprio material. Uma subclasse das LMFs são as ligas com memória de forma magnética (LMFM), ainda pouco exploradas en quanto materiais inteligentes no Brasil, que combinam as melhores propriedades dos LMFs e dos materiais magnetoestrictivos comuns. Estas ligas não só apresentam um efeito de memória de forma relevante como também podem ser utilizadas em aplicações totalmente novas, dado o seu comportamento mecânico complexo. Estas ligas podem ser ativadas não apenas na presença de um estímulo térmico, mas também pela presença de um campo magnético. Neste trabalho de pesquisa foram desenvolvidas e caracterizadas as ligas policristalinas Ni51,3Mn24Ga24,7 e Ni54Mn21Ga25, com efeito de memória de forma magnética, assim como foi desenvolvido um novo método de caracterização através da mensuração da permeabilidade magnética do material ao expor a ligas a um campo magnético. Foram realizadas análises de calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X, espectroscopia de raios X e microscopia eletrônica de varredura para caracterizar termoanalítica e cristalograficamente as ligas produzidas. Ca racterizações magnéticas também foram realizadas através de ensaios de saturação magnética e microscopia de força atômica. Com os resultados obtidos com o dispositivo desenvolvido foi pos sível determinar a permeabilidade das ligas e também demonstrar que houve uma diminuição da permeabilidade magnética ao expor as ligas a um campo magnético constante. Caracterizações adicionais demonstraram que a liga Ni54Mn21Ga25 apresentou força magnética maior que a liga Ni51,3Mn24Ga24,7 , assim como identificaram que há uma histerese no comportamento de força destas ligas com relação ao afastamento e aproximação de uma fonte de campo magnético constante.

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento e a caracterização de um dedo robótico acionado por um mecanismo de movimentação composto por micromolas M12 de liga com memória de forma de níquel-titânio. Tal mecanismo foi elaborado de modo a permitir a realização dos movimentos de flexão e extensão das falanges do protótipo, fazendo o uso de dois pares antagônicos de molas de LMF, fixadas a uma pequena polia de ABS, centrada em um eixo, e ancoradas em uma base fabricada no mesmo polímero. Esse dispositivo foi caracterizado quanto à força e o deslocamento gerados com a ativação dos atuadores. O dedo robótico, que fora desenvolvido baseado nos resultados obtidos com os experimentos realizados no mecanismo e nos atributos antropomórficos da sua contraparte humana, também fora caracterizado quanto as angulações descritas pelos movimentos de suas falanges. Todo esse processo foi possível devido ao hardware eletrônico produzido para o acionamento dos atuadores, além de um conjunto de softwares, responsáveis pela aquisição e processamento dos dados, os quais foram armazenados e organizados numa análise detalhada dos resultados obtidos. Além disso, comparativos com outros trabalhos da área foram realizados, com o intuito de validar o protótipo elaborado neste estudo como sendo uma aplicação minimamente bem-sucedida de materiais de LMF no âmbito da engenharia de reabilitação. Os resultados obtidos mostraram que o dedo concebido foi capaz de formar três posições antropomórficas, cujas falanges descreveram ângulos muito próximos aos atingidos pelo dedo humano, além de fazê-lo de maneira mais rápida do que quase todos aqueles comparados. Dessa forma, ao serem considerados os objetivos e as características da pesquisa, as conclusões deste trabalho evidenciaram o seu êxito, podendo servir como base para a desenvolução de outros estudos correlatos no campo da engenharia de reabilitação. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento e a caracterização de um dedo robótico acionado por um mecanismo de movimentação composto por micromolas M12 de liga com memória de forma de níquel-titânio. Tal mecanismo foi elaborado de modo a permitir a realização dos movimentos de flexão e extensão das falanges do protótipo, fazendo o uso de dois pares antagônicos de molas de LMF, fixadas a uma pequena polia de ABS, centrada em um eixo, e ancoradas em uma base fabricada no mesmo polímero. Esse dispositivo foi caracterizado quanto à força e o deslocamento gerados com a ativação dos atuadores. O dedo robótico, que fora desenvolvido baseado nos resultados obtidos com os experimentos realizados no mecanismo e nos atributos antropomórficos da sua contraparte humana, também fora caracterizado quanto as angulações descritas pelos movimentos de suas falanges. Todo esse processo foi possível devido ao hardware eletrônico produzido para o acionamento dos atuadores, além de um conjunto de softwares, responsáveis pela aquisição e processamento dos dados, os quais foram armazenados e organizados numa análise detalhada dos resultados obtidos. Além disso, comparativos com outros trabalhos da área foram realizados, com o intuito de validar o protótipo elaborado neste estudo como sendo uma aplicação minimamente bem-sucedida de materiais de LMF no âmbito da engenharia de reabilitação. Os resultados obtidos mostraram que o dedo concebido foi capaz de formar três posições antropomórficas, cujas falanges descreveram ângulos muito próximos aos atingidos pelo dedo humano, além de fazê-lo de maneira mais rápida do que quase todos aqueles comparados. Dessa forma, ao serem considerados os objetivos e as características da pesquisa, as conclusões deste trabalho evidenciaram o seu êxito, podendo servir como base para a desenvolução de outros estudos correlatos no campo da engenharia de reabilitação.

Na maioria das aplicações tecnológicas os atuadores de liga de memória de forma (LMF) estão submetidos aos mais diversos tipos de carregamentos mecânicos, o que torna imprescindível o estudo da vida em fadiga destes tipos de materiais. Diante disto, o presente trabalho tem como objetivo analisar o comportamento dinâmico e a fadiga termomecânica de fios de LMF Ni-Ti-Cu, submetidos a ensaios dinâmicos em modo de flexão simples (Single Cantilever) utilizando um equipamento de Análise Mecânico Dinâmico (DMA – Dynamic Mechanical Analysis). Assim, foram realizadas análises para determinar a capacidade de amortecimento dos fios, além da fadiga estrutural nos estados martensítico e austenítico. A vida em fadiga dos fios foi avaliada por meio do número de ciclos até a ruptura em função das amplitudes de deformação aplicadas durante o processo de ciclagem mecânica. Os resultados demonstraram uma considerável capacidade de amortecimento dos fios, principalmente durante a transformação de fase e uma influência direta da amplitude de deformação imposta, nos valores de força e no tempo de vida dos fios, revelando que a fadiga situa-se numa faixa entre 103 a 105 ciclos, caracterizando uma fadiga de baixo ciclo. In most technological applications, Shape Memory Alloy (SMA) actuators are subjected to the most diverse types of mechanical loads, which makes it essential to study the fatigue life of these types of materials. Therefore, the present work has the objective of analyzing the dynamic behavior and thermomechanical fatigue of SMA Ni-Ti-Cu wires, submitted to dynamic tests in single cantilever mode using a Dynamic Mechanical Analysis (DMA). Thus, analyzes were carried out to determine the damping capacity of the wires, besides the structural fatigue in the martensitic and austenitic states. The fatigue life of the wires was evaluated by means of the number of cycles until the rupture as a function of the strain amplitudes applied during the mechanical cycling process. The results demonstrated a considerable damping capacity of the wires, especially during phase transformation and a direct influence of the imposed strain amplitude, on the values of force and the life time of the wires, revealing that the fatigue is in the range of 103 To 105 cycles, characterizing a low cycle fatigue.

Nos dias que correm, as ligas NiTi, devido às suas incomparáveis propriedades – efeito de memória de forma, superelasticidade, alta resistência ao desgaste, excelente trabalhabilidade na fase martensítica, resistência à fadiga e à corrosão – que as tornam tão difíceis de substituir, têm inúmeras aplicações nas indústrias, como por exemplo, na aeroespacial, automóvel, civil e biomédica. A nível da indústria biomédica, começaram a surgir algumas questões quando foram identificados problemas cardíacos e células cancerígenas devido à toxicidade e ao efeito alergénico dos iões de níquel que são libertados no organismo humano pelas ligas NiTi, a longo prazo. Desta forma, foi necessário investigar uma alternativa para estas e, assim, surgiu a liga Ti18Zr11Nb3Sn (at.%). Neste trabalho foi estudado o efeito da soldadura laser na liga Ti18Zr11Nb3Sn (at.%), caracterizando microestrutural e mecanicamente a amostras soldadas. Esta caracterização foi feita através das técnicas de Microscopia Eletrónica de Varrimento complementada pela Difração de Eletrões Retroespalhados, Difração de Raio-X, Ensaio de tração à fratura, Ensaios de ciclagem e avaliação de microdurezas. Deste estudo, a nível microestrutural, conclui-se que a soldadura altera o tamanho do grão e a textura. A nível mecânico, a soldadura afeta a ductilidade, a recuperação superelásticas e as tensões de transformação, não tendo qualquer tipo de influência na capacidade do material absorver energia e na microdureza. No entanto, a amostra soldada apresenta excelentes propriedades mecânicas que possibilitam o seu uso em potenciais aplicações biomédicas. Palavras-chave: Ligas com memória de forma, Superelasticidade, Soldadura laser Nd:YAG, Nowadays NiTi alloys have countless applications on the industry sector, such as aerospace, automotive, civil and biomedical, due to their unparalleled properties – shape memory effect, pseudoelasticity, high-wear resistance, excellent workability in the martensitic phase and fatigue and corrosion resistance – make them so difficult to replace. In the biomedical industry sector, some questions began to arise when cardiac problems and cancerous cells were identified due to the toxic and allergenic effect of nickel ions that are released into the human body by the long-term presence of NiTi alloys. Thus, to find an alternative to these alloys, the Ti18Zr11Nb3Sn (at.%) alloy appeared. In this thesis work, was studied the effect of laser welding on the Ti18Zr11Nb3Sn (at.%) alloy, for further characterization of the microstructure and mechanical behavior of the welded samples. This characterization was done using Scanning Electron Microscopy complemented by Electron Backscatter Diffraction, by X-Ray Diffraction and by uniaxial tensile test, mechanical cycling tests and microhardness assessment. Trough these experimental trials it is concluded that the welding changes the grain size and the texture of it at a microstructural level. At a mechanical level, the welding processes affects the ductility, the pseudoelasticity recovery and the stress strain having no influence on the material’s microhardness or ability to absorb energy. Nevertheless, the welded sample has excellent mechanical properties that make it feasible to use in biomedical applications.

The rotation mechanism based on an eccentric, combined with large deformations of SMA spring type actuators, allowed the design of a compact device with continuous rotation. The proposed rotary motor is driven by NiTi shape memory alloy (SMA) springs. The springs are driven by an electric current using the Joule effect as a physical principle. In this case, the motor can rotate in both directions, by only inverting the drive sequence. When driven, SMA springs combine the superelastic effect (SE) and the shape memory effect (SME), and can suffer deformations of up to 600% of their initial length. To define the design parameters, an electro-thermomechanical characterization of the SMA springs was performed, in addition to antagonistic tests to evaluate the generation of work after thermal heating. An analytical model for the prior evaluation of the motor responses was implemented in function of the thermomechanical characteristics of the SMA springs. For the numerical simulations, three different models were tested in order to define which of them best represents the behavior of force and deflection of the actuators. The most appropriate model was selected for the analyses of numerical responses of the entire motor with coupled springs. An experimental setup measured the temperature, angular displacement, force and torque responses generated by the motor. The functioning of the prototype was demonstrated for different electric current drives in relation to the activation time. As main scientific contribution was obtained an energy density index of 0.001406851 Nmm/mm³, which relates the maximum experimental torque generated by the motor volume, higher than other important SMA motors in the literature. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O sistema de rotação baseado no mecanismo de um excêntrico, combinado com grandes deformações proporcionadas por atuadores do tipo molas de liga com memória de forma (LMF), permitiu o projeto de um dispositivo compacto com rotação contínua desenvolvido neste trabalho. O motor rotativo proposto é acionado por molas de ligas com memória de forma (LMF) de NiTi. As molas são acionadas por correntes elétricas utilizando como princípio físico o efeito Joule. Neste caso, o motor pode funcionar em dois sentidos de rotação dependendo apenas da inversão na sequência de acionamento. As molas de LMF quando acionadas combinam o efeito superelástico (SE) e o efeito memória de forma (EMF), podendo sofrer deformações de até 600% do seu comprimento inicial. Para a definição dos parâmetros de projeto, foi realizada uma caracterização eletro-termomecânica das molas de LMF, além de ensaios antagônicos para a avaliação da geração de trabalho após aquecimento térmico. Um modelo analítico para a avaliação prévia das respostas do motor foi implementado em função das características termomecânicas das molas de LMF. Para as simulações numéricas, foram utilizados três modelos distintos com a finalidade de definir qual deles representaria melhor o comportamento de força e deflexão dos atuadores. O modelo mais adequado foi selecionado para as análises das respostas numéricas de todo o motor com as molas acopladas. Uma bancada experimental foi montada para a obtenção das respostas de temperatura, deslocamento angular, força e torque gerados pelo motor. O funcionamento do protótipo foi demonstrado para diferentes acionamentos de corrente elétrica com relação ao tempo de ativação. Como principal contribuição científica foi obtido um índice de densidade de energia de 0,001406851 Nmm/mm³, que relaciona o máximo torque experimental gerado pelo volume do motor, superior ao de outros importantes motores de LMF na literatura.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-27T13:03:39Z No. of bitstreams: 1 ANGELO EMILIAVACA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 5881090 bytes, checksum: 6d09fd532b88ebec2b8684dfb0e6455f (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-27T13:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANGELO EMILIAVACA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 5881090 bytes, checksum: 6d09fd532b88ebec2b8684dfb0e6455f (MD5) Previous issue date: 2016-02-04 CNPq O desenvolvimento da indústria aeronáutica tem provocado alterações significativas nos conceitos atualmente aplicados em aeronaves, sejam elas para fins civis ou militares. Estas mudanças são, em parte, consequência da conscientização ambiental que tem pressionado as indústrias a produzirem aeronaves mais eficientes e menos poluidoras para continuarem competitivas. O impacto destas mudanças sobre o projeto e construção de aeronaves é a busca incessante por conceitos que aumentem a eficiência das aeronaves em um maior espectro de voo sem impactar a segurança e confiabilidade destes sistemas. Neste contexto surge o conceito de aeronaves adaptativas, capazes de se adaptar ao fluxo por mudanças aerodinâmicas sem comprometer a segurança do voo. Um dos conceitos usados em aeronaves adaptativas é o de asa adaptativa, com possibilidade de variação da curvatura do perfil aerodinâmico, o qual é adotado neste trabalho. Estas estruturas apresentam algumas limitações que ainda precisam ser desenvolvidas, como o sistema de atuação, sistema de controle e mecânica estrutural associada à mudança de forma. Baseado nestes aspectos, este trabalho descreve o desenvolvimento de um novo conceito de asa adaptativa, acionada por atuadores do tipo micromolas de liga com memória de forma (LMF). O protótipo desenvolvido, denominado de SMArt Morphing Wing, teve sua estrutura mecânica construída em polímero ABS por impressão 3D e um sistema de “pele” de recobrimento feito em chapa fina de acetato. O protótipo foi testado em vazio e sob carregamento aerodinâmico em túnel de vento, para avaliar a influência da pele e a resposta dos atuadores de LMF sob carga. Nos testes em vazio foram avaliadas as deflexões angulares máximas do protótipo com e sem pele, enquanto que nos testes sob carregamento aerodinâmico entre 6 m/s e 14 m/s, foram avaliadas as deflexões máximas e as forças de arrasto e de sustentação. Adicionalmente, usando a ferramenta computacional ANSYS® CFD, foram feitas análises teóricas do comportamento aerodinâmico do protótipo na condição mais crítica de deflexão e velocidade. A comparação entre os resultados numéricos e experimentais obtidos em túnel de vento revelaram uma boa concordância, confirmando a eficiência do protótipo desenvolvido. The development of the aeronautic industry has caused significant changes in concepts currently applied in aircraft either for civil or military purposes. These changes are partly due to environmental awareness that has pushed the industry to produce more efficient and less polluting aircraft to remain competitive. The result of these changes on design and construction of aircraft is the incessant search for concepts that increase the efficiency of aircraft in a broader flight range without impacting on the safety and reliability of these systems. In this context arises the concept of adaptive aircraft, which are able to adapt to the flow of aerodynamic changes without compromising flight safety. One of the concepts of morphing aircraft is the morphing wing, with the possibility of variation airfoil camber, which is used in this work. These structures have some limitations that need to be developed as the actuation system, control system and structural mechanics associated with the shape change. Based on these aspects, this work describes the development of a new concept of adaptive wing, driven by shape memory alloy (SMA) micro coil springs like actuator. The prototype, called SMArt Morphing Wing, had its mechanical structure built in ABS polymer for 3D printing and a system of "skin" made of thin sheet of acetate. The prototype was tested unloaded and under aerodynamic loading on the wind tunnel, to evaluate the influence of the skin and the response of SMA actuators under load. In the no load tests were evaluated the maximum angular deflection of the prototype with and without skin, whereas in tests under aerodynamic loading between 6m/s and 14m/s, the maximum deflection, drag and lift forces were evaluated. Additionally, using the computational tool ANSYS® CFD, theoretical analyses of the aerodynamic behavior of the prototype in the most critical condition deflection and speed they were made. The comparison between the numerical and experimental results obtained in wind tunnel showed good agreement, confirming the efficiency of the developed prototype.

As ligas com memória de forma (Shape Memory Alloy – SMA) consistem em um grupo de materiais metálicos que possuem a habilidade de retornar a um formato ou tamanho previamente definido quando submetidas a um ciclo térmico adequado. O efeito de memória de forma (EMF) é uma propriedade única, característica de algumas ligas que passam pela reação martensítica. As ligas com memória de forma exibem memória que pode ser acionada por tensão ou por mudança de temperatura. Este artigo irá apresentar conceitos sobre tais ligas no que se refere ao seu comportamento de memória de forma bem como algumas de suas aplicações nos mais variados setores da ciência.

As transformações martensíticas (MT) existentes nas ligas com memória de forma (SMA) são do tipo termoelástica e são as responsáveis por conferir a essa classe de materiais características únicas de memória de forma e pseudoelasticidade, que as tornam interessantes para aplicações em atuadores de movimento, sensores, amortecedores de impacto, absorção/liberação de energia, materiais elastocalóricos, entre outros. Dentre as principais ligas com memória de forma encontram-se as do sistema Ni-Ti. Em altas temperaturas, as ligas a base de Cu são uma alternativa de baixo custo para a substituição dessas, com desempenho satisfatório das propriedades funcionais. Entretanto, as ligas de Cu são susceptíveis à fratura intergranular frágil, devido à sua alta anisotropia elástica. Neste contexto, com o objetivo de modificar a microestrutura da liga e contornar as dificuldades supracitadas, a liga deste trabalho, do sistema Cu-Al-Ni, foi conformada por Spray e submetida a um processo de deformação plástica severa (Severe Plastic Deformation - SPD), denominado torção sob elevada torção (High-Pressure Torsion - HPT), com 0, 1/16 e 1/2 volta. Para a identificação das fases foi utilizada a Difração de raio-X (XRD). O comportamento mecânico foi avaliado pelos testes de Microdureza Vickers. A medição dos tamanhos de grãos gerados foi realizada com o auxílio da Microscopia Óptica (OM), enquanto as morfologias formadas foram analisadas pelo Microscópio Eletrônico de Transmissão (TEM). Para o entendimento da variação da propriedade funcional de memória de forma foram utilizadas as análises de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Microscopia de Força Atômica (AFM) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados comprovaram a efetividade do processamento por HPT, com o aumento da dureza da amostra e redução do tamanho de grão. A predominância da fase martensita β’ e a formação de ripas martensíticas auto-acomodadas sugeriram a manutenção da propriedade funcional de memória de forma, que, mais tarde, foi comprovada pela verificação da recuperação da forma em todas as rotas de processamento deste trabalho. The martensitic transformations (MT) existing in shape memory alloys (SMA) are thermoelastics and are responsible for providing unique features for this class of materials, such as shape memory and pseudoelasticity, which make them interesting for applications in motion actuators, sensors, damping devices, energy absorption/release, and elastocaloric materials. The Ni-Ti system is one of the most important SMA. At high temperatures, Cu-based alloys are a low-cost alternative to replace them, with satisfactory performance of functional properties. However, they are susceptible to fragile intergranular fracture, due to their high elastic anisotropy. In this context, an alloy from the Cu-Al-Ni system was formed by Spray and exposed to a severe plastic deformation process (SPD), called High Pressure Torsion (HPT), with 0, 1/16 and 1/2 turns, in order to modify the microstructure of the alloy overcoming the difficulties previously exhibited. X-ray diffraction (XRD) was used to identify the phases formation. The mechanical behavior was evaluated by Vickers Microhardness tests. The measurement of the produced grain sizes was performed by Optical Microscopy (OM), while the morphologies were analyzed using a Transmission Electron Microscope (TEM). Aiming at understanding the variation of functional memory shape, it was carried out Differential Scanning Calorimetry (DSC), Atomic Force Microscopy (AFM), and Scanning Electron Microscopy (SEM). The results proved the effectiveness of the HPT processing, due to the increase of the hardness and reduction of the grain size. The predominance of the β’ martensite phase and the formation of self-accommodating martensitic fine plates suggested the maintenance of the shape memory functional property, which was further corroborated by the shape recovery in all processing routes used in this work.

O trabalho desenvolvido no âmbito do Instituto Politécnico de Bragança engloba a caracterização do comportamento superelástico de uma liga com memória de forma (LMF) tendo maioritariamente em sua composição Níquel e Titânio. Através de estudos experimentais e calibração de modelos numéricos pretendemos simular o comportamento ímpar das ligas, com o intuito de possibilitar o desenvolvimento de dispositivos capazes de atenuar vibrações indesejadas de altas amplitudes, como em fenômenos de flutter ou sismos. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Diversos fenômenos, como abalos sísmicos, necessitam de elementos capazes de reduzir a amplitude de vibrações induzidas em estruturas. Uma classe de materiais que podem ser aplicados em soluções passivas de amortecimento são os materiais inteligentes, onde o presente estudo traz um estudo da viabilidade de aplicação de uma subclasse destes sendo denominada Ligas com Memória de Forma (LMF). Estes materiais tem duas características principais, sendo o Efeito Memória de Forma (EMF), onde o material quando deformado até 8% de seu comprimento inicial é capaz de retornar a forma original pela aplicação de energia na forma de calor, e a Superelasticidade, caracterizada pela presença de um loop de histerese no diagrama tensão-deformação responsável pela dissipação de energia. Para que a aplicação destes obtenha sucesso, é necessário o conhecimento do comportamento da LMF quando sujeita a carregamentos cíclicos. O software comercial ANSYS possui um modelo para a simulação estrutural estática deste tipo de material, fornecendo dados do diagrama tensão-deformação. A pesquisa busca utilizar estes dados em conjunto com a teoria de vibrações para sistemas histereticamente amortecidos aprimorada com a alteração nas temperaturas características de transição da liga através de um algoritmo implementado em MATLAB, onde a vibração livre de um sistema massa-liga é utilizada para as análises iniciais. Os resultados do comportamneto obtidos foram comparados qualitativamente com a literatura para a validação do modelo, sendo que o comportamento dinâmico apresentado era o esperado pelos autores e condiz com o proposto, fornecendo assim um método inicial para futuras aplicações na análise dinâmica. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

The scientific and technological advance provided a revolution in several areas, among them is the rehabilitation engineering, which has benefited among other forms with the manufacture of more functional and light prostheses. However, the number of prosthesis rejection by users to upper limbs is high. The main reasons for this low acceptance are directly related to the lack of anthropomorphism, high weight, existence of noise, low agility and high acquisition and maintenance costs. In this context, this work is presented the development of a robotic claw using shape memory alloy springs (LMF). The mechanical structure of the robotic claw consists of two fingers, the indicator with three degrees of freedom and a static thumb in opposable position to perform the clamping movement. The prototype was designed in a virtual CAD environment and made of ABS polymer with anthropomorphic characteristics. For actuation of the claw was designed an actuator with four shape memory alloy springs arranged in parallel physically. The actuator had to undergo a thermomechanical characterization process, to better understand the characteristics such as: current, temperature, displacement, force, deformation and time. To monitor the angles formed in the movement of the prototype a camera was used. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O avanço científico e tecnológico proporcionou uma revolução em diversas áreas, entre elas encontra-se a engenharia de reabilitação, que se beneficiou dentre outras formas com a fabricação de próteses mais funcionais e leves. Entretanto, o número de rejeição de próteses por parte dos usuários para membros superiores é elevado. Os principais motivos para essa baixa aceitação está ligado diretamente a falta de antropomorfismo, peso elevado, existência de ruídos, baixa agilidade e alto custo de aquisição e manutenção. Neste contexto, este trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma garra robótica utilizando molas de liga com memória de forma (LMF). A estrutura mecânica da garra robótica é constituída por dois dedos, o indicador com três graus de liberdade e um polegar estático em posição oponível para realização do movimento de pinçamento. O protótipo foi projetado em ambiente virtual CAD e fabricada em polímero ABS com características antropomórficas. Para acionamento da garra foi projetado um atuador com quatro molas de liga com memória de forma dispostas em paralelo fisicamente. O atuador precisou passar por um processo de caracterização termomecânica, para melhor compreensão de características como: corrente, temperatura, deslocamento, força, deformação e tempo. Para monitorar os ângulos formados no movimento do protótipo foi utilizada uma câmera.

Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná Os estudos da vibração mecânica e do comportamento de um sistema dinâmico se caracterizam como atividades essenciais em projetos de engenharia. Além da vibração mecânica, sistemas eletromecânicos podem apresentar outro tipo de comportamento, onde ocorre a troca de energia entre a estrutura mecânica e a(s) fonte(s) de excitação. Estes sistemas recebem a classificação de sistemas não ideias. Neste tipo de sistema, ao mesmo tempo em que a fonte de alimentação influencia diretamente a dinâmica da estrutura mecânica, a fonte de excitação sofre uma influência recíproca da estrutura, alterando seu comportamento e causando uma perda de energia que seria utilizada pelo(s) motor(es). Surge então o interesse da aplicação de materiais inteligentes para a atenuação e controle dos efeitos que surgem neste tipo de sistema. Os materiais inteligentes possuem a capacidade de alterar alguma propriedade específica na presença de determinado impulso, alterando características físicas quando necessário e assim, podendo servir como sensores e/ou atuadores. Esta dissertação de mestrado contribui para área do estudo dos materiais inteligentes, propondo uma abordagem de controle da vibração e do efeito Sommerfeld em um sistema não ideal através do uso de um atuador do tipo Liga com Memória de Forma (LMF) - material que possui a capacidade de alterar sua forma física em presença de uma alteração de temperatura. Inicialmente, é feita a caracterização de um atuador LMF através de um experimento prático, onde diversas tensões elétricas são aplicadas sobre o material. Estas tensões são posteriormente relacionadas com a recuperação da deformação, corrente elétrica consumida e com as temperaturas de superfície do atuador. Onde para a obtenção das temperaturas do material LMF foram utilizados sensores de fibra ótica, específicos para esta aplicação. Para demonstrar a funcionalidade do atuador com memória de forma, um protótipo equivalente do sistema do tipo não ideal foi construído e instrumentado. Após o sistema ter seu comportamento avaliado, foi proposto a instalação de um atuador LMF sendo o mesmo ativado através de um controlador ON/OFF projetado. The studies of mechanical vibration and the behavior of a dynamic system are characterized as essential activities in engineering projects. In addition to the mechanical vibration, electromechanical systems can present another type of behavior, where occur an energy exchange between the mechanical structure and the source(s) of excitation. These systems are classified as non-system systems. In this type of system, at the same time that the power supply directly influences the dynamics of the mechanical structure, the excitation source suffers a reciprocal influence, altering his behavior and causing a loss of energy that would be used by the motor(s). Nowadays, the interest in the use of the so-called smart materials for the attenuation and control of the effects that can appear in these complexes systems are increasing. The smart materials have the ability to change some specific property in the presence of a certain impulse, changing physical characteristics when necessary and thus, being able to serve as sensors and/or actuators. This master's thesis contributes to the study of the smart materials area proposing the control of the vibration and Sommerfeld effect in a non-ideal system through the use of a Shape Memory Alloy (SMA) actuator - material that has the ability to change the physical form when undergoing a change in his temperature. Initially, the characterization of the SMA actuator is done through a practical experiment, where several electric voltages are applied to the material. These voltages are subsequently related to the physical recovery, electric current consumed and to the surface temperatures of the actuator. To obtain the temperatures of the SMA material were used Fiber Bragg Grating (FBG) sensors, specific for this application. To demonstrate the functionality of the shape memory actuator, an equivalent prototype of the nonideal type system was constructed and instrumented. After analyzing the behavior of the system, it was proposed the installation of an SMA actuator that will be activated through a projected ON/OFF controller.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-09T13:19:28Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ JOELSON DE MELO SANTIAGO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2018.pdf: 5893476 bytes, checksum: 9fec0f8b27ff639270bebb4444b2285c (MD5) Made available in DSpace on 2018-10-09T13:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ JOELSON DE MELO SANTIAGO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2018.pdf: 5893476 bytes, checksum: 9fec0f8b27ff639270bebb4444b2285c (MD5) Previous issue date: 2018-08-30 Em muitas situações de projeto em sistemas mecânicos deseja-se rigidez e ao mesmo tempo uma certa flexibilidade. Nesses casos, as molas são elementos interessantes, por isso esses componentes foram bastante estudados. Em paralelo, visando ampliar as possibilidades, novos materiais têm se desenvolvido, a exemplo de materiais funcionais, como é o caso das ligas com memória de forma (LMF). As molas helicoidais fabricadas a partir de LMF são componentes promissores para aplicações como atuadores/sensores, pela capacidade de recuperar grandes deformações elásticas e pseudo-plásticas. Atualmente esses componentes são obtidos em sua maioria através da conformação de fios, a frio ou a quente, e tem aplicação consolidada no campo biomédico, porém no campo industrial as aplicações comerciais ainda são limitadas. Neste cenário, utilizar a fundição de precisão para este tipo de componente pode ampliar as possibilidades e aumentar as aplicações em diversos setores. Por outro lado, é de amplo interesse entender a relação entre as propriedades mecânicas e as configurações geométricas destes elementos. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho é a caracterização térmica e mecânica de molas helicoidais de LMF Ni-Ti (MLMFNiTi) com diferentes configurações, produzidas pelo processo de fundição de precisão, empregando a fusão por indução com injeção por centrifugação (FIC) em moldes cerâmicos. Os resultados obtidos mostraram que as molas produzidas apresentaram transformação de fase característica dos fenômenos de superelasticidade (SE). Por meio dos ensaios mecânicos constatou-se que as molas suportaram, no geral, deformações de até 70%. Os parâmetros dimensionais influenciaram o comportamento mecânico para o qual o aumento do passo e do diâmetro do fio fizeram aumentar a força aplicada para submeter as molas as mesmas deformações. Dessa forma, as molas produzidas apresentam características funcionais adequadas para potencializar aplicações industriais a partir de LMF Ni-Ti. In many situations of design in mechanical systems one wants rigidity and at the same time a certain flexibility. In these cases, the springs are interesting elements, so these components were well studied. In parallel, in order to expand possibilities, new materials have been developed, such as functional materials, such as shape memory alloys (LMF). Helical springs made from LMF are promising components for applications such as actuators / sensors, for the ability to recover large elastic and pseudo-plastic deformations. Currently, these components are mostly obtained through wire forming, either cold or hot, and have consolidated application in the biomedical field, but in the industrial field commercial applications are still limited. In this scenario, using precision casting for this type of component can expand the possibilities and increase the applications in several sectors. On the other hand, it is of broad interest to understand the relation between the mechanical properties and the geometric configurations of these elements. In this context, the main objective of this work is the thermal and mechanical characterization of LMF Ni-Ti helical springs (MLMFNiTi) with different configurations, produced by the invesment casting process, using induction fusion with centrifugal injection (FIC) in ceramic molds. The obtained results showed that the produced springs presented phase transformation characteristic of the phenomena of superelasticity (SE). Through the mechanical tests it was found that the springs generally supported deformations of up to 70%. The dimensional parameters influenced the mechanical behavior for which the step increase, and the wire diameter increased the applied force to subject the springs to the same deformations. Thus, the springs produced have functional characteristics suitable to enhance industrial applications from LMF Ni-Ti.

Atualmente tem sido estudado a possibilidade de utilizacao das ligas com memoria de forma (LMF) para o desenvolvimento de atuadores e motores termoeletricos. Geralmente, sao dispositivos que utilizam a caracteristica de elevada deformacao ou capacidade de forca que as LMF possuem para produzir o movimento, neste caso, produzido pela aplicacao de calor no elemento atuador. Suas aplicacoes ainda se limitam a baixas velocidades, mas, com a possibilidade de elevados torques. Um prototipo do motor foi construido utilizando mini molas de LMF como elemento ativo para o acionamento. A geometria do motor e a base de sustentacao das molas foram desenvolvidas em polimero ABS (acrylonitrile butadiene styrene). Para a geracao do calor e consequentemente producao do movimento do motor foi desenvolvido um circuito amplificador de corrente, chaveado por modulacao por largura de pulso (PWM), que produziu o calor por efeito Joule. No acionamento do prototipo havia uma forte evidencia dos patamares de acionamento entre cada mola. Pela necessidade de aumentar a velocidade de rotacao do motor e suavizar os patamares entre os acionamentos foi utilizado um micro ventilador, assim diminuindo o periodo de rotacao e aumentando sua velocidade angular. Para as medicoes de deslocamento angular foi utilizado o processamento de imagem com uma câmera posicionada perpendicular ao eixo do motor.

Resumo O processo de micro soldagem pode ser eficiente para a união de Ligas com Memória de Forma (LMF) do sistema NiTi devido à alta precisão e localização do calor, diminuindo os tamanhos da zona fundida (ZF) e da zona termicamente afetada (ZTA), promovendo melhorias nas propriedades mecânicas destes tipos de juntas. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo determinar as variações das propriedades termomecânicas em juntas soldadas de fios de LMF NiTi. Para o trabalho, fios de uma LMF NiTi (ASTM F2063) com 0,9 mm de diâmetro, foram divididos em dois grupos: (a) fios sem tratamento térmico (NiTiA) e (b) fios com tratamento térmico a 400 °C durante 20 minutos (NiTi400). Em seguida estes fios foram soldados de topo e de forma autógena pelo processo micro TIG, por meio de pulsos controlados. A caracterização termomecânica dos fios sem solda e micro soldados foi realizada utilizando ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA), ensaios de tração uniaxial, microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microindentação Vickers. Os resultados mostraram a eficiência do processo TIG ao soldar os fios NiTi de ambos os grupos, mesmo com a redução das temperaturas de transformação de fase da junta com relação ao metal de base original. Os fios com as juntas soldadas apresentaram patamares de deformação superelástica máxima de aproximadamente 8%, com tensões de indução de martensita entre 400 e 500 MPa. Este desempenho das juntas soldadas permitiram a realização de ciclos superelásticos com 4% de deformação com segurança. A análise das superfícies de fratura das juntas soldadas permitiram constatar características dúcteis no processo de ruptura. Abstract Micro welding can be an efficient way for joining shape memory alloys (SMA) due to high accuracy and location of heat, reducing the size of the molten zone and heat affected zone (HAZ) promoting improvements in mechanical properties in these types of joints. This study aimed to determinate variations in thermomechanical properties of welded joints of NiTi SMA wires. For this, NiTi wires (ASTM F2063) with 0.9 mm diameter were divided into two groups: (a) as received wires (NiTiA) and (b) heat treated wires at 400 °C for 20 min (NiTi400). These wires were welded by TIG process, using controlled pulses (spots). The thermomechanical characterization of micro welded wires was performed using differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), uniaxial tensile tests, optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and Vickers microhardness. The results show the efficiency of TIG welding NiTi wires of both groups, even with the reduction of the phase transformation temperatures of the joint with respect to the original base metal. The wires with welded joints showed showed maximum superelastic strain levels of about 8% with martensite induction stresses between 400 and 500 MPa. This performance of welded joints allow the realization of superelastic cycles up to 4% deformation safely. The analysis of welded wire fracture surfaces allowed verifying ductile characteristics at the rupture process.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-30T18:33:58Z No. of bitstreams: 1 YURI JOHANN VILAR DE BRITO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 3327072 bytes, checksum: 64ff7fa9047331a680ddf175d1592b12 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-30T18:33:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 YURI JOHANN VILAR DE BRITO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 3327072 bytes, checksum: 64ff7fa9047331a680ddf175d1592b12 (MD5) Previous issue date: 2017-05-02 Capes A terapia endodôntica executada em canais radiculares curvos com limas de aço inoxidável pode provocar inúmeros acidentes iatrogênicos, resultando em problemas como perfurações do canal. Na tentativa de superar as limitações desses instrumentos menos flexíveis foi desenvolvida a utilização da liga com memória de forma (LMF) de NiTi (Níquel-Titânio) para fabricação de instrumentos endodônticos. A utilização desses instrumentos endodônticos de NiTi modificou os métodos de instrumentação do sistema de canais radiculares, tornando-os mais seguros e rápidos. No entanto, ainda existem poucas informações sobre o comportamento termomecânico destes instrumentos mais avançados. Nesse contexto, no presente trabalho foram realizadas as caracterizações térmica e mecânica de três limas endodônticas de LMF NiTi: Protaper Next X2, Reciproc R25 e WaveOne Primmary. Na caracterização térmica foram realizados ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e resistência elétrica em função da temperatura (RET) para a determinação das temperaturas de transformação de fase das limas, enquanto a caracterização mecânica consistiu de ensaios de flexão simples alternada em regime estático e dinâmico (frequência de 5 Hz) a diferentes temperaturas e deflexões máximas, usando um Analisador Dinâmico Mecânico (DMA) e finalizou com uma análise pós fagida com ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise das superfícies fraturadas com um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) Os resultados obtidos com as três limas revelaram que estes instrumentos endodônticos se encontram na fase conhecida como Fase R, os ensaios quase estáticos revelaram uma forte dependência da Força requerida e a Temperatura, os ensaios cíclicos em flexão alternada para impor deflexões na faixa de ±0,5 mm a ±2,0 mm as limas Reciproc R25 mostraram maior tempo de vida cíclica do que as demais, e com o aumento da temperatura de teste de 35 oC para 45 oC, verificou-se que a força para impor as deflexões foram maior e a vida em fadiga das limas reduziu consideravelmente. Endodontic therapy performed on curved root canals with stainless steel files can cause many iatrogenic accidents, resulting in problems such punctures the canal. In an attempt to overcome the limitations of the less flexible instruments, the alloy with shape memory and NiTi (Nickel-Titanium) for manufacturing endodontic instruments were developed. The use of the NiTi instruments modified methods of instrumentation of the root canal system, making them safer and faster. However, there is still little information on the thermomechanical behavior of more advanced instruments. In this context, the present work is done the thermal and mechanical characterization of three endodontic commercial LMF NiTi files: Protaper Next X2, Reciproc R25 and WaveOne Primmary were performed. For thermal characterization were performed differential scanning calorimetry (DSC) tests and electric resistance as a function of temperature (RET) for determining phase transformation temperatures of files, while the mechanical characterization consisted of static bending tests and dynamic regime (5 Hz frequency) at different temperatures and maximum deflections using a Dynamic Mechanical Analyzer (DMA) and finalizes with post fracture analysis with differential scanning calorimetry (DSC) and fractured surface analysis with an Electron Microscope. The results obtained with the three files showed that endodontic files are in phase known as Phase R, the quasi static tests revealed a strong dependence of the Required Force and the Temperature, the cyclic tests in alternating bending to impose deflections in the Range from ± 0.5 mm to ± 2.0 mm, the Reciproc R25 showed longer cycle life than the others, and with the test temperature rise from 35 °C to 45 °C, it was found that the force to impose the deflections were higher and the fatigue life of the limes reduced considerably.

Ni-Ti shape memory alloys (SMA) have been the target of several studies because of their excellent physical and mechanical properties. For this reason, the alloys are used in various applications such as sensor and/or actuator. The amount of recoverable deformation and the functional stability of the shape memory effect are two of the most important characteristics in the development of applications with SMA. The functional stability of a LMF actuator has been studied through thermal cycles between the temperature range at which deformation and shape recovery occur, having an indispensable purpose when it comes to the use of memory materials in practical applications. In this sense, the study of the thermomechanical characterization of a Ni-Ti SMA actuator wire subjected to a thermomechanical cycle (training and cycling) by Joule effect, applying an alternating electric current of the square type, which will result in an important scientific contribution and technological, because for practical use is expected the functional stabilization of the material, otherwise, probably in a few work cycles the application would fail due to residual deformation (elongation) of the material. In the study, a mechanical apparatus was used together with an electronic instrumentation and a graphical interface to obtain the experimental results and then a microstructural analysis by scanning electron microscopy in order to analyze the longitudinal section of the samples. Experimental results of the characterization showed that samples with better stability both in elongation and in reversible deformation (0.39% or 0.5%) are observed in the samples submitted to a thermomechanical training of 100 MPa and then to a cycling with a load of 100 or 150 MPa and with temperature below the final temperature of the austenite (Af), respectively, because they presented a lower nucleation of cracks in the surface and center regions. Nenhuma As ligas com memória de forma (LMF) de Ni-Ti têm sido o alvo de vários estudos devido às suas excelentes propriedades físicas e mecânicas. Por esse motivo, as ligas são utilizadas em várias aplicações tais como sensor e/ou atuador. A quantidade de deformação recuperável e a estabilidade funcional do efeito memória de forma são duas das mais importantes características no desenvolvimento de aplicações com as LMF. A estabilidade funcional de um atuador de LMF têm sido estudada através de ciclos térmicos entre o intervalo de temperatura em que a deformação e a recuperação de forma ocorrem, tendo um propósito indispensável quando se trata da utilização dos materiais com memória em aplicações práticas. Neste sentido, o estudo da caracterização termomecânica de um fio atuador de LMF de Ni-Ti submetido a uma ciclagem termomecânica (treinamento e ciclagem) por efeito Joule, aplicando-se uma corrente elétrica alternada, do tipo quadrada, que resultará numa importante contribuição científica e tecnológica, pois para uso prático é esperado a estabilização funcional do material, caso contrário, provavelmente em poucos ciclos de trabalho a aplicação apresentaria falha devida a deformação residual (alongamento) do material. No estudo, utilizou-se um aparato mecânico juntamente com uma instrumentação eletrônica e uma interface gráfica para a obtenção dos resultados experimentais e, em seguida, uma análise microestrutural por microscópio eletrônico de varredura no intuito de analisar a seção longitudinal das amostras. Resultados experimentais da caracterização mostraram que as amostras com melhor estabilidade tanto em alongamento quanto em deformação reversível (0,39% ou 0,5%), são observadas nas amostras submetidas a um treinamento termomecânico de 100 MPa e, em seguida, a uma ciclagem termomecânica com carga de 100 ou 150 MPa e com temperatura abaixo da temperatura final da austenita (Af), respectivamente, pois apresentaram uma menor nucleação de trincas nas regiões da superfície e centro.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-15T19:15:40Z No. of bitstreams: 1 MAGNA SILMARA DE OLIVEIRA ARAÚJO – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2016.pdf: 3448861 bytes, checksum: b9341836ea322c6702a8fe974682fc68 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-15T19:15:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MAGNA SILMARA DE OLIVEIRA ARAÚJO – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2016.pdf: 3448861 bytes, checksum: b9341836ea322c6702a8fe974682fc68 (MD5) Previous issue date: 2016-08-18 Capes As Ligas com Memória de Forma (LMF) pertencem a uma classe de ligas metálicas que possuem características funcionais únicas de Efeito Memória de Forma (EMF) e Superelasticidade (SE). As LMF do sistema Ni-Ti são as mais difundidas no mercado e podem ser encontradas em diversas aplicações que abrangem, principalmente, os campos de medicina e odontologia. No entanto, muitas destas aplicações acontece sob solicitações cíclicas ou variáveis, o que torna imprescindível o estudo da vida em fadiga destes tipos de materiais. Diante disto, o presente trabalho tem como objetivo analisar o comportamento em fadiga de fios superelásticos de LMF Ni-Ti com seção transversal circular e retangular, submetidos a ensaios dinâmicos em modo de flexão simples (Single Cantilever) utilizando um equipamento de Análise DinâmicoMecânica (DMA - Dynamic Mechanical Analysis). A vida em fadiga dos fios Ni-Ti foi avaliada por meio do número de ciclos até a ruptura em função das amplitudes de deformação aplicadas durante o processo de ciclagem mecânica. Adicionalmente, a fadiga funcional foi avaliada por meio do acompanhamento da evolução da força aplicada em função do número de ciclos para diferentes amplitudes de deformação (0,7; 1,0; 1,3 e 1,6%) e níveis diferentes de frequê ncia de carregamento (0,5 e 1,0Hz). A influência simultânea da amplitude de deformação e frequência de carregamento sob a vida em fadiga dos fios foi avaliada através de um Planejamento Fatorial. Observou-se, em geral, que a força sofre um leve aumento, de aproximadamente 5%, durante os primeiros ciclos, tendendo a se estabilizar e permanecendo praticamente constante até iniciar um decaimento devido ao processo de ruptura cíclica. Constatou-se também, através das curvas de Wöhler, que o fio de seção circular possui uma vida em fadiga superior àquela do fio de seção retangular. O Planejamento fatorial utilizado permitiu a obtenção de modelos estatísticos significativos e bem ajustados. Além disso, o número de ciclos até a fratura dos fios Ni-Ti depende de forma direta da amplitude de deformação cíclica e da frequência de ensaio, situando-se na faixa de 103 a 105 ciclos, caracterizando uma fadiga de baixo ciclo. Shape Memory Alloys (SMA) belong to a class of metallic alloys that have unique functional characteristics: Shape Memory Effect (SME) and Superelasticity (SE). The Ni-Ti SMA system are the most widespread in the market and can be found in diverse applications covering mainly medical and odontology. However, many of these applications takes place under cyclic or variables loads, which makes it necessary to study the fatigue life of these materials. Therefore, the present study aims to analyze the fatigue behavior of Ni-Ti SMA superelastic wires with circular and rectangular, cross sections subjected to dynamic tests in simple bending mode (Single Cantilever) using a Dynamic Mechanical Analysis (DMA) equipment. The fatigue life of the Ni-Ti wires was evaluated by the number of cycles until break as a function of applied strain amplitudes during the mechanical cycling process. In addition, functional fatigue was assessed by monitoring the evolution of the applied force on the number of cycles for different deformation amplitudes (0.7, 1.0, 1.3 and 1.6%) and different levels of frequency loading (0.5 and 1.0Hz). The simultaneous influence of strain amplitude and frequency on fatigue life of the wires was assessed through a factorial design. It was observed generally that the strength under goes a slight increase of approximately 5% during the first cycles, tending to stabilize and remained virtually constant until starting a cyclic decay due to rupture process. It was also observed by means of Wöhler curves, that circular section wires has a higher fatigue life to that of the rectangular wires. The factorial design used allowed to obtain significant statistical models, predictive and well adjusted. Furthermore, the number of cycles to failure of the Ni-Ti wires depends directly of the cyclic strain amplitude and frequency of testing, to stand in the range 103 -105 cycles, characterizing a low cycle fatigue.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-09T12:28:39Z No. of bitstreams: 1 MATHEUS JOSÉ CUNHA DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2016.pdf: 9296942 bytes, checksum: a273053730345dafcd282de1fc0bf6f1 (MD5) Made available in DSpace on 2018-07-09T12:28:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MATHEUS JOSÉ CUNHA DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2016.pdf: 9296942 bytes, checksum: a273053730345dafcd282de1fc0bf6f1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 CNPq As Ligas com Memória de Forma (LMF) foram descobertas nos anos 60 e o desenvolvimento de vários sistemas (NiTi, CuAlNi, CuAlBe, CuZnAl) vem sendo explorado desde então, sendo aquelas do sistema NiTi as mais utilizadas. Devido às suas excelentes propriedades mecânicas, ótima resistência a corrosão e biocompatibilidade, além de apresentarem as melhores propriedades funcionais de efeito de memória de forma e superelasticidade, as LMF NiTi e suas variações ternárias passaram a ser objeto de estudos para várias aplicações nas mais diferentes áreas. Um dos maiores problemas das LMF NiTi ainda está relacionado a dificuldades de conformação mecânica e usinagem. Por esse motivo, o processo de soldagem pode ser uma boa ferramenta alternativa para se conseguir obter peças de geometrias mais complexas, envolvendo a união das LMF NiTi com metais convencionais, como o aço inoxidável. O aço inoxidável é uma opção importante de união com LMF NiTi pois possui igualmente propriedades desejadas de resistência mecânica, biocompatibilidade e resistência a corrosão. A união por soldagem destas duas ligas encontra barreiras diversas, sendo a principal delas a formação de intermetálicos frágeis na junta soldada limitando sua resistência mecânica e consequente aplicação. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a soldabilidade de chapas finas (espessura de 1 mm) de uma LMF NiTi com aço inoxidável (INOX) AISI 304 utilizando o processo micro GTAW e compreender a metalurgia da soldagem na variação das propriedades mecânicas e metalúrgicas das juntas. O processo GTAW foi escolhido por ser mais econômico que os processos usuais de soldagem para estas ligas NiTi, como a soldagem a laser (LBW). As juntas dissimilares NiTi-SS obtidas foram caracterizadas pelas técnicas de MO, MEV, EDS, DSC, ensaios de tração à ruptura e de dureza Vickers. Estas juntas foram soldadas utilizando a própria LMF NiTi e também o Inconel 625 como metais de adição. No geral, constatou-se que as juntas apresentam comportamento frágil, porém ao se utilizar camada intermediária de Inconel 625 na união entre os metais dissimilares e após tratamento térmico para alívio de tensões, é possível aumentar a resistência mecânica da junta para valores da ordem de 150MPa. As juntas apresentaram uma poça de fusão heterogênea devido a formação de elementos fragilizantes ao longo do metal de solda. Observou-se a formação de uma zona parcialmente diluída (ZPD) correlacionada a um aumento excessivo da dureza nesta região e composição química distinta. Shape Memory Alloys (SMA) were discovered in the 60s and the development of various systems (NiTi, CuAlNi, CuAlBe, CuZnAl) has been explored since then, with those of the NiTi system the most commonly used. Due to its excellent mechanical properties, good corrosion resistance and biocompatibility, in addition to having the best functional properties of shape memory effect and superelasticity, the NiTi SMA and its ternary variations have become the subject of studies for various applications in different areas. One of the main problems of NiTi SMA is also related to difficulties in forming and machining. For this reason, the welding process can be a good alternative tool to achieve more complex geometry parts, involving the union of NiTi SMA with conventional metals, such as stainless steel. Stainless steel is an important option for union with NiTi SMA, since it also has desired properties of mechanical strength, biocompatibility and corrosion resistance. The union by welding between these two alloys find various barriers, the main one being the formation of brittle intermetallic compounds on the welded joint, limiting its mechanical strength and consistent application. In this context, this study aimed to assess the weldability of thin sheet metal (1 mm thick) of a NiTi SMA with AISI 304 stainless steel (SS) using the micro process GTAW, and study the influence of welding metallurgy in mechanical and metallurgical properties of the joints. The GTAW process was chosen because it is more economical than the usual welding processes for these NiTi alloys such as the laser beam welding (LBW). The NiTi-SS dissimilar joints obtained were characterized by optical microscopy techniques, SEM, EDS, DSC, tensile test to rupture and Vickers hardness. These joints were welded using NiTi SMA and also the Inconel 625 as filler metals. Overall, it was found that the joints have brittle behavior, but when using an intermediate layer of Inconel 625 at the junction between dissimilar metals and after heat treatment for stress relief, it is possible to increase the mechanical strength of the joint for values in the order of 150MPa. The joints exhibited a heterogeneous molten weld pool due to formation of elements along the embrittlement of the weld metal. It was observed the formation of a partially diluted zone (PDZ) correlated to an excessive increase of the hardness in that region and different chemical composition.

A reabilitação robótica vem recebendo destaque nos últimos anos por suas pesquisas relevantes na busca de dirimir problemas relacionados a pessoas que sofreram alguma amputação ou que necessitam melhorar suas capacidades motoras. Este trabalho apresenta o projeto de um dedo artificial, baseado parcialmente na fisiologia humana, na busca de contribuir para a solução de problemas citados por pesquisadores envolvidos com a reabilitação robótica, assim como por pacientes que necessitam de próteses convencionais. O protótipo desenvolvido foi fabricado em plástico ABS, usando uma impressora tridimensional de prototipagem rápida. O movimento de flexão do dedo foi realizado por molas de uma Liga com Memória de Forma (LMF) de Ni-Ti, ativados por aquecimento resistivo. Os testes realizados mostraram resultados relevantes aos encontrados na literatura internacional para dedos biométricos desenvolvidos com tecnologia semelhante, baseada em LMF.

Ligas com memoria de forma (LMF) de NiTi sao materiais inteligentes que possibilitam o desenvolvimento de diversas aplicacoes de engenharia devido suas propriedades funcionais chamadas de efeito de memoria de forma e superelasticidade. No entanto, fabricar componentes com geometria complexa nestes materiais e um desafio tecnologico que podera ser superado com o desenvolvimento de tecnicas efetivas de uniao destas ligas por soldagem. Objetivou-se neste trabalho avaliar os efeitos dos diferentes parâmetros de soldagem nas propriedades termomecânicas das juntas soldadas de LMF de NiTi. As soldagens foram realizadas pelo processo de soldagem a laser (LBW – Laser Beam Welding) variando a potencia e velocidade de soldagem e a realizacao ou nao do tratamento termico pos-soldagem (TTPS). Como ferramenta de otimizacao foi utilizado um planejamento experimental 23 e a metodologia da superficie de resposta. Foi observado que o TTPS promoveu a estabilizacao de um estado misto entre a fase R e a austenita a temperatura ambiente e que apos a soldagem foi possivel observar uma reducao dos valores aferidos de dureza no metal de solda (MS). Alem disso, as juntas soldadas com velocidade de soldagem de 900mm/min e que foram submetidas ao TTPS apresentaram resistencia mecânica a tracao satisfatoria independentemente da potencia empregada.

O objectivo deste trabalho foi determinar a constante elástica de uma liga com memória de forma CuAlBe através de ensaio por ultra-som. Foi utilizado um transdutor longitudinal com frequência central de 54kHz, e um osciloscópio para medir o intervalo de tempo envolvido. Como a espessura do material ensaiado era conhecida, foi possível determinar a velocidade sónica. A partir dos dados desta velocidade e da densidade do material determinou-se a constante elástica da liga em estudo. O valor encontrado foi de 58GPa, próximo dos valores indicados na literatura associada. Portanto, o método proposto revelou-se confiável, rápido, com a vantagem adicional de ser não destrutivo.

Este artigo sucintamente descreve a evolução da liga metálica “inteligente”, com memória de forma na área de Saúde. A confecção de grampos de Judet em nitinol ocorreu no Laboratório de Transformação Mecânica da UFRGS (LdTM) e a simples verificação das qualidades superelásticas e de memória de forma foram contempladas no LdTM e no HCPA pela equipe envolvida no projeto. A título de ilustração, demonstramos com um caso clínico a aplicabilidade do grampo de Judet no cenário de instabilidade da parede torácica, a qual, além de prejudicar a mecânica respiratória, apresenta uma alta taxa de mortalidade. Os resultados preliminares evidenciaram a transformação provocada pelo calor, ocasionando o fechamento das garras dos grampos de Judet, que se manteve firme e sem alteração da consistência com o tempo, permitindo antever sua aplicabilidade num modelo experimental. Grampos de Judet em Nitinol são apresentados teoricamente como vantajosos em relação aos já existentes em aço inoxidável 316L, especialmente pela facilidade de manuseio e possível simplificação do procedimento cirúrgico. Detalhes no acabamento permitem a biocompatibilidade e o engenheiro projetista de materiais deve compatibilizar as ligas de níquel e titânio (NiTi) utilizadas nos grampos. O nitinol possui amplo emprego no cenário médico-odontológico e há normas técnicas bem definidas. A epidemiologia do trauma e a gravidade das lesões associadas à instabilidade da parede torácica evidenciam a oportunidade de estudos nessa direção. Concluímos sobre a necessidade de prosseguir para uma avaliação experimental, agregando a mensuração de parâmetros viscosos e viscoelásticos da mecânica respiratória, especialmente em seu componente de parede torácica (cw). The aim of this article is to briefly describe the incorporation of nitinol (NiTi) – an intelligent nickel-titanium alloy presenting shape memory – for use in medical applications. Nitinol Judet staples were developed at the Mechanical Processing Laboratory (LdTM) at Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Simple confirmation assays of superelasticity and shape memory were performed at the LdTM and Hospital de Clínicas de Porto Alegre by the project team. A clinical case was used to demonstrate the applicability of nitinol Judet staples in the treatment of flail chest, a condition characterized by respiratory mechanics associated with fairly high mortality. The initial observation revealed a transformation resulting from heat exposure causing the closure of staple prongs. With time, the consistency of the Judet staples remained unchanged, indicating the feasibility of an experimental model employing these staples. The advantages of NiTi-made Judet staples in relation to 316L stainless steel staples are outlined, with emphasis on the ease of use and possible simplification of the surgical procedure. Finishing details ensure biocompatibility, with a focus on specific adaptations in the NiTi alloy employed to manufacture the staples; nevertheless, nitinol is widely employed in medicine and dentistry, with well-defined standards. The epidemiology of trauma and the severity of lesions associated with flail chest provide an opportunity for the proposed studies. The experimental assessment of nitinol Judet staples must now address viscosity and viscoelastic parameters of respiratory mechanics, especially concerning the chest wall.

Submitted by Eduardo Preto (eduardo.preto@unesp.br) on 2022-08-30T17:42:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Eduardo_Preto.pdf: 60450357 bytes, checksum: 6991fddf7679f394bb885ed99f56992a (MD5) Approved for entry into archive by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2022-08-30T20:43:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 preto_e_me_ilha.pdf: 60128792 bytes, checksum: e5c7b8efb7456c059682944e3f0dfcff (MD5) Made available in DSpace on 2022-08-30T20:43:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 preto_e_me_ilha.pdf: 60128792 bytes, checksum: e5c7b8efb7456c059682944e3f0dfcff (MD5) Previous issue date: 2022-08-16 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Os sistemas rotativos estão sujeitos a excitações externas e internas que provocam vibrações indesejáveis, colocando em risco a própria integridade estrutural do sistema e a segurança dos operadores. No âmbito industrial, por exemplo, a atenuação das vibrações pode permitir aos sistemas rotativos, uma operação mais eficiente e segura, proporcionando manutenções periódicas menos frequentes evitando gastos dispendiosos. Neste contexto, o controle de vibrações tem sido objeto de preocupação de inúmeros centros de pesquisa e a literatura especializada é rica em propostas de soluções para esta questão. Este trabalho apresenta uma proposta teórica e experimental de um rotor flexível contendo elementos de liga com memória de forma, cuja finalidade é o aumento da rigidez e geração de amortecimento das vibrações decorrentes de frequências naturais e forças externas, notadamente das forças de desbalanceamento. Este trabalho busca a construção de um conhecimento teórico e particularmente experimental, numa área de pesquisa de domínio restrito e relevância indiscutível. Rotating systems are subject to external and internal excitations that cause undesirable vibrations, jeopardizing the structural integrity of the system and the safety of operators. In the industrial scope, for example, the attenuation of vibrations can allow rotating systems to operate more efficiently and safely, providing less frequent periodic maintenance, and avoiding costly expenses. In this context, vibration control has been the object of concern of numerous research centers, and the specialized literature is rich in proposed solutions to this issue. This work presents a theoretical and experimental proposal for a flexible rotor containing shape memory alloy elements, whose purposes will be to increase stiffness and generate damping of vibrations resulting from external forces, notably unbalanced forces. This work seeks the construction of theoretical and particularly experimental knowledge in a research area of the restricted domain and indisputable relevance. CAPES: 001 CAPES: 88887.498695/2020-00