Estudo da zona de estiramento atraves de tecnica de reconstrução tridimensional

Orientadores: Ana Maria Martinez Nazar e Jean Jacques AmmannTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: O estudo das relações entre a zona de estiramento e a tenacidade à fratura dos materiais para uso em estruturas mecânicas tem encontrado grande interesse no meio científico e tecnológico. Entretanto, grandes restrições vêm sendo encontradas quanto à adoção de técnicas para sua avaliação, o que tem implicado em uma pequena quantidade de trabalhos sobre a geometria dessa região. Desta forma, este trabalho visa o desenvolvimento de um método para análise da superfície da zona de estiramento, baseado nos conceitos das medições de paralaxe e em técnicas de processamento digital de imagens, buscando estabelecer critérios mais precisos para a definição de seus limites naturais e estudar a evolução de sua geometria, através da análise de perfis. O algoritmo para reconstrução tridimensional foi inteiramente desenvolvido dentro do ambiente gráfico do programa KHOROS, criado por pesquisadores da New Mexico University. Empregando-se técnicas de observação em microscópio eletrônico de varredura especialmente adaptadas para este trabalho, foram fotografados pares estereoscópicos de zonas de estiramento formadas em superfícies de fratura de amostras da liga AI 7050, obtidas em ensaios mecânicos para determinação do CTOD crítico, seguindo orientações do método EGF PI-87-D. Assim, foram obtidos perfis de elevação que permitiram realizar medições de parâmetros como a largura e a altura da zona de estiramento, bem como estudar a evolução de sua geometria. A zona de estiramento apresenta relevo muito acidentado, o que provoca uma dispersão natural dos resultados, apesar do emprego de uma definição consistente para a identificação de seus limites. Conclui-se que os perfis da região, desde que sob estado de deformação plana, podem ter sua geometria média descrita pela forma de uma semi-parábola. Esses resultados levaram a concluir que a metodologia e o algoritmo desenvolvidos têm aplicação viável na fractografia quantitativaAbstract: The study about stretch zone and materiaIs fracture toughness behaviour has been found remarkable interest in the science and technology field. Moreover, there are many restrictions about the use of measurement techniques, noted by a low number of published works related to stretch zone geometry. The goal of this research is to develop a method for stretch zone surface analysis, based on parallax measurement theory using digital image processing techniques, to stablish accurated criteria for its natural boundaries detinition and to study its geometrical evolution, by profilometric analysis. The three-dimensional reconstruction algorithm has been fully developed using the graphic interface of KHOROS program, created by New Mexico University researchers. By means of particular scanning electron microscopy techniques, stretch zone stereo pairs of AI 7050 alloy fracture surfaces were photographed as indicated by EGF Pl-87-D method. These fracture surfaces were obtained from CTOD testing. The reconstructed surfaces were analysed by means of profiles, to measure width and heigth parameters of the stretch zone and to study its geometry. Because the complex stretch zone surface topographies, it was observed a large but natural dispersion of size data, despite the use of a reliable definition for region boundaries identification. So, it is concluded that stretch zone profiles mean geometry, under plane strain, can be described by the semi-parabolic shape. Finally, the results let to conclude that developed methodology and algorithm has viable use for quantitative fractographic analysisDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânic