Dissertação

{pt_PT=Evolution of the structure-property relationship in multi-scale architected materials under monotonic loading} {} APPROVED

{pt=O presente trabalho experimental tem como objetivo a investigação da evolução das propriedades mecânicas obtidas aquando da realização de testes à tração a três amostras de nickel distintas, amostra de referência, amostra bimodal aleatória e bimodal aleatória. Este estudo sujeitou estruturas bimodais a cargas monotónicas visando a comparação do seu desempenho entre estruturas bimodais aleatórias e bimodais harmónicas. O trabalho experimental tomou lugar no LTH, Universidade de Lund na Divisão de Engenharia de Materiais, em colaboração com o Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa. Os testes foram todos realizados tendo em conta, sempre que aplicável, o cumprimento das normas ASTM para testes à tração. O comportamento de todas as amostras foi estudado com recurso ao cálculo de parâmetros chave relacionados com as características de resistência mecânica e ductilidade. A reprodutibilidade de resultados foi estimada considerando a variação dos parâmetros de teste calculados para três provetes de cada uma das amostras. A estrutura Bimodal Harmónica apresentou os piores resultados de reprodutibilidade de todas as amostras. Em geral, amostras Bimodais provaram ter uma maior resistência mecânica, à tração, do que a amostras de grão grosso, sem comprometer de forma significativa as suas características de ductilidade. Nas amostras bimodais foi identificado um comportamento oscilatório no início da fase de encruamento, comportamento que sugere a presença de micro fraturas nos grãos ultra-finos. A estrutura bimodal harmónica demonstrou uma primeira fase de encruamento quase linear. A superfície de fratura das amostrais bimodais mostrou um comportamento de fratura misto dúctil-frágil. , en= This project aimed to investigate the evolution of the mechanical properties brought to light while testing specific microstructures. This study tested three different samples made of pure nickel. A reference sample composed of a coarse grained structure, a bimodal random sample and a bimodal harmonic one. The experimental work intended to make a comparison of mechanical properties between all samples. The research work took place in LTH Lund University in the Materials Engineering Division in collaboration with Instituto Superior Técnico, University of Lisbon. All experiments were made in compliance with the respective ASTM standards for the tensile testing. The behaviour of all samples was studied by the computation of properties of strength and ductility. The reproducibility of results was estimated considering the variations of the tensile tests parameters computed for three specimens per sample. Harmonic bimodal structures showed the lowest reproducibility results. In general, bimodal structures have proven to be considerably stronger than the coarse grained sample, under tension, without significantly compromising their ductility significantly. An oscillating behaviour in the beginning of plasticity was identified in both bimodal samples suggesting micro fractures in ultra-fine grains. Harmonic bimodal structures have shown their strain hardening stage to be composed of a first, almost linearly behaved phase. Bimodal structures fracture surfaces have shown the existence of a mixed ductile-brittle behaviour. }
{pt=Nickel, Bimodal, Harmónica, Microestrutura, Fratura, Tração, en=Nickel, Bimodal, Harmonic, Microstructure, Fracture, Tension}

Orientação

ORIENTADOR

Luís Filipe Galrão dos Reis

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

Dmytro Orlov

LTH, Universidade de Lund

Especialista