Departamento de Engenharia de Materiais - USP

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Grupo Nemaf (Núcleo de Ensaios de Materiais e Análise de Falha)

 

 Formulários do Grupo Nemaf     (←clique aqui)

 

 

 Histórico do grupo

O Núcleo de Ensaios de Materiais (NEMAF), cujo nome de origem foi o de Laboratório de Propriedades Mecânicas (LAPROMEC), teve o seu início no ano de 1969, com a criação do Departamento de Materiais da EESC-USP. Com o início formal dos Cursos de Pós-graduação em Metalurgia na EESC, em nível de Mestrado em 1972, o Departamento de Materiais aprovou um projeto de pesquisa com financiamento da Fapesp para a aquisição de um Sistema de Ensaios Mecânicos Universal Instron modelo TT-DM-L, de 100kN de capacidade. Foi o primeiro sistema de ensaios a ser instalado na Escola de Engenharia de São Carlos, com a finalidade de realizar pesquisa e ensino na área de comportamento mecânico dos metais. Este sistema, o primeiro instalado em uma Unidade da USP localizada no interior do Estado de São Paulo, era considerado, na época, um dos equipamentos de ensaios mecânicos eletromecânicos de última geração. Esta aquisição forneceu todas as condições necessárias ao LAPROMEC para a realização dos primeiros trabalhos de pesquisa no país sobre o estudo do comportamento superplástico de aços e ligas metálicas, produzindo assim, as primeiras teses e dissertações na área de comportamento mecânico dos metais e ligas metálicas.

Em 1978, com o retorno do Professor Dirceu Spinelli de um programa de pós-doutorado na Inglaterra, foi instalado no LAPROMEC, com o auxílio da Fapesp, o primeiro Sistema de Ensaios Mecânicos Servohidráulico MTS do interior do Estado de São Paulo, de 200 kN de capacidade e equipado com dispositivos e acessórios para realização de projetos, pesquisas e trabalhos para a comunidade relacionados com as áreas de Fadiga e Mecânica da Fratura dos metais.  Assim, durante os anos de 1980, o LAPROMEC implantou no País o desenvolvimento de pesquisas e trabalhos para empresas nacionais e internacionais nas Áreas de Fadiga dos Metais, Mecânica da Fratura Linear Elástica e Elasto-Plástica, sendo considerado um pioneiro no ensino, pesquisa e prestação serviço de assessoria e ensaios nestas duas importantes áreas no Brasil. Durante os anos de 1990, com o retorno do Professor Waldek W. Bose Filho de um programa de doutorado na Inglaterra, o LAPROMEC passou a ser denominado de Núcleo de Ensaio de Materiais e Análise de Falhas (NEMAF) e novas linhas de pesquisa nas Áreas de Mecânica de Fratura e Fadiga foram criadas, algumas delas inéditas no País e relacionadas com Fadiga de Amplitude Variável, Fadiga Termomecânica e Fadiga em Altas Temperaturas. No início dos anos de 2000 foi realizada, com o auxílio da Fapesp e da Embraer uma completa atualização e ampliação de máquinas e equipamentos, que transformou o NEMAF em um dos núcleos mais capacitados do País para o desenvolvimento de pesquisa e ensino nas  áreas de Mecânica da Fratura e Fadiga dos Materiais. Atualmente o NEMAF está sendo liderado pelos professores Waldek W. Bose Filho e Cassius O.F. Terra Ruchert.

Parque de equipamentos principais

§  Sistema universal de ensaios mecânicos (incluindo fadiga termomecânica) marca MTS® servohidráulica modelo 810, com 250 kN de capacidade máxima de carga para operação no intervalo de temperaturas de -196°C a 1300°C;

§  Sistema universal de ensaios mecânicos marca MTS® servohidráulica modelo 810, com 100 kN de capacidade máxima de carga para operação no intervalo de temperaturas de -196°C a 1300°C;

§  Diversas células de cargas com várias capacidades, 6 extensômetros para diversas geometrias de corpo de prova e 10 clipes on gauge opcionais da MTS, garras especiais para alta e baixa temperatura;

§  Pirômetros Raytec de -100 a 1200 oC.

§  Sistema de névoa salina para ensaios de fadiga/corrosão;.

§  Sistema universal de ensaios mecânicos marca EMIC® eletromecânica de 100 kN de capacidade máxima de carga, dotada de células de carga de diversas capacidades e extensômeros de 25 e 50 mm de comprimento base;

§  02 sistemas universal de ensaios mecânicos marca TIME GROUP® eletromecânica de 30 kN  e opcionais como células de carga desde 50 Kgf a 30 KN e extensômetros de 25 a 50 mm de comprimento base, possui extensômetro de grande deformação para ensaios em polímeros;

§  Sistema instrumentado de ensaios de impacto Charpy da Instron-Wolpert com capacidade de energia de 300 J;

§  Forno resistivo MTS para ensaios de tenacidade à fratura a elevada temperatura (até 1300°C) em corpos de prova compactos;

§  Equipamento de ensaio de fluência e propagação de trinca fadiga/fluência com extensômetros e forno especial para 1200 graus Celsius.

§  2 equipamentos de ultima geração aquisitores de sinais marca HBM, extensômetros, LVDts, termopares de diversos tipos e funções.

§  Forno resistivo tipo poço ECIL para calibração de termopares, termômetros digitais e calibrador digital de controlador marca FLUKE

 

Lideres do grupo

 

Prof. Titular Waldek Wladimir Bose Filho

Prof. Dr. Cassius Olívio Figueiredo Terra Ruchert

Técnico auxilia o grupo

Douglas Bon

Resumo das experiências dos docentes 

Prof. Waldek Wladimir Bose Fillho

Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade de São Paulo (1983), mestrado em Engenharia Metalúrgica [São Carlos] pela Universidade de São Paulo (1989) e doutorado em Materiais pela The University of Birmingham (1995). Atualmente é Prof. Titular da Universidade de São Paulo. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em Propriedades Mecânicas dos Metais e Ligas, atuando principalmente nos seguintes temas: fadiga dos materiais, propriedades mecânicas, tenaciade à fratura e fadiga em altas temperaturas.

Prof. Cassius O. F. Terra Ruchert

Engenheiro Mecânico, graduado pela Universidade Estadual Paulista (UNESP) Campus de Ilha Solteira (1997), Mestre (2001), Doutor (2007) e Pós-Doutor (2008) em Ciência e Engenharia de Materiais pelo Departamento de Engenharia de Materiais, Aeronáutica e Automobilística da Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo (USP). Experiência de quatro anos em Indústria Metalúrgica como Engenheiro Mecânico no setor de qualidade como analista de falhas (1997-2001). Atualmente é Professor Doutor da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. Têm experiência na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em Metalurgia Física. Atuando principalmente nos seguintes temas: Mecânica da Fratura, Fadiga, Análise de Falhas, Fluência, Fluência/Fadiga.

 

Pesquisadores do grupo (IC, Mestrado, Doutorado) - Link

 

 Publicações Recentes

·    Maluf,O; Moreto,J.A;Angeloni, M.; Colósio, M.A. ; Santos, J. C.;Bose Filho,W.W. ; Spinell,D.; Thermomechanical and Isothermal Fatigue Behavior of Gray Cast Iron for Automotive Brake Disc. In: Editd by Macello Cheaberge. (Org.). New Trends and Developments in Automotive System Engineering. New Trends and Developments in Automotive System Engineering. 1a.ed.Rijeka: InTech, 2011, v.1, p. 1-664.

·    Malafaia, A.M.S.; Milan.M.T.; Oliveira,M.F.; Spinelli, D. . Fatigue behavior of friction stir spot welding and riveted joints in an Al alloy. Procedia Engineering, v. 2, p. 1815-1821, 2010

·      Malafaia, A.M.S.; Milan, M.T.; Oliveira,M.F. ; Spinelli, D. . Evaluation of dynamic defect detection in FSSW welded joints under fatigue tests. Procedia Engineering, v. 2, p. 1823-1828, 2010.

·   Silva,R.V.; Ueki,M.M.; Bose Filho,W.W.; Tarpani,J.R. Spinelli, D. . Thermal, Mechanical and Hygroscopic Behavior of Sisal Fiber/Polyurethane Resin-based Composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites (Print), v. 29, p. 1399-1417, 2010.

·    Ruckert, C.O.F.T.;Messias Filho, A. A.;Bose Filho,W.W.; Spinelli, D. ; Tarpani,J.R.. Load Ratio Estimation Through Striation Height and Spacing Analysis of an Aerospace Al Alloy 7475-T7351. Journal of Materials Engineering and Performance, p. 1-8, 2010. DOI 10.1007/s11665-010-9687-0

·   Castro,D.B.; Ventura. J.M. ; Ruckert,C.O.F.T.; Spinelli, D. ;Bose Filho.W.W.;  Influence of Phosphorus Contents and Quenching/Tempering Temperatures on Fracture Toughness and fatigue alife of SAE 5160 steel. Materials Research (São Carlos. Impresso), v. 13, p. 445-455, 2010.  DOI 10.1590/S1516-14392010000400005

·   Ventura, J.M., Castro, D.B.V., RUCHERT, C. O. F. T., Maluf, O., Bose Filho, W.W.B., Spinelli, D. Modified Steels for Cold-Forming U-Bolts Used In Leaf Springs Systems. Journal of Materials Engineering and Performance , v.18, p.903 - 911, 2009. DOI 10.1007/s11665-008-9314-5.

·      Maluf, O., Angeloni, M., Castro, D.B.V., Bose Filho, W.W., Spinelli, D., Ruchert, C. O. F. T.; Effect of Alloying Elements on Thermal Diffusivity of Gray Cast Iron Used in Automotive Brake Disks. Journal of Materials Engineering and Performance (Print). , v.x, p.on line - , 2008. DOI 10.1007/s11665-008-9326-1.

·         Bose Filho,W.W. ;Freitas, E.R.; Da Silva, V.F. ; Milan,T.M.; Spinelli,D. . Al-Si cast alloys under isothermal and thermomechanical fatigue conditions. International Journal of Fatigue, v. 29, p. 1846-1854, 2007.

·         Ruckert, C.O.F.T ;Tarpani, J.R.; Bose Filho, Spinelli, D. . On the relation between micro-and macroscopic fatigue crack growth rates in aluminum alloy AMS 7475-T7351. International Journal of Fracture, v. 142, p. 233-240, 2007. DOI: 10.1007/s10704-006-9029-2

·          Moreto, J.A., Gambonf, O., Romagnoli, F., Moreira, M.F., Beneduce, F., Filho, W.W. Bose, RUCHERT, C. O. F. T. Corrosion and fatigue behavior of new Al alloys. Procedia Engineering. , v.10, p.1521 - 1526, 2011. DOI 10.1016/j.proeng.2011.04.254

·         Siqueira, A.F., Baptista, C.A.R.P., Guimarães, O.L.C., RUCHERT, C. O. F. T., Ruckert, C.O.F.T. Describing the total fatigue crack growth curves for aluminum alloys with an exponential equation. Procedia Engineering. , v.2, p.1905 – 1914. DOI  2010.10.1016/j.proeng.2010.03.205

·         MILAN, M. T., BOSE FILHO, W. W., RUCHERT, C. O. F. T., TARPANI, J. R. Fatigue behavior of friction stir welded AA2024-T3 alloy: longitudinal and transverse crack growth. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. , v.31, p.526 - 538, 2008. DOI 10.1111/j.1460-2695.2008.01234.x

·         FREITAS, E. R., RUCHERT, C. O. F. T., FERRANTE, M., Filho, W.W.B Thixocasting of an A356 alloy: fluidity, porosity distribution and thermomechanical fatigue behaviour. Materials Science & Engineering. A, Structural Materials: properties, microstructure and processing. , v.479, p.171 - 180, 2007. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2007.06.037.

·         RUCHERT, C. O. F. T., Tarpani, R, Spinelli, D., Filho, W.W.B, Milan, M.T. Evaluating the Berkovitz Method to Predict Fatigue Loads in Mechanical Failure Investigations. Journal of Materials Engineering and Performance. , v.15, p.661 - 667, 2006. DOI 10.1361/105994906x150759

·         Rossino, L.S. ; Castro, F.C. ; W.W. Bose Filho ; Araújo, J.A. . Issues on the mean stress effect in fretting fatigue of a 7050-T7451 Al alloy posed by new experimental data. International Journal of Fatigue, v. 31, p. 2041-2048, 2009. 

 

·         BOSEFILHO, W ; CARVALHO, A ; STRANGWOOD, M . Effects of alloying elements on the microstructure and inclusion formation in HSLA multipass welds. Materials Characterization, v. 58, p. 29-39, 2007

 

·          BOSEFILHO, W ; CARVALHO, A ; BOWEN, P ; BOSE FILHO, W. W. . Micromechanisms of cleavage fracture initiation from inclusions in ferritic weldsPart I. Quantification of local fracture behaviour observed in fatigue pre-cracked testpieces. Materials Science & Engineering. A, Structural Materials: properties, microstructure and processing, v. 452-453, p. 401-410, 2007. (citações: 7)

 

·         MILAN, Marcelo Tadeu ; BOSE FILHO, W. W. ; TARPANI, José Ricardo . Residual stress evaluation of AA2024-T3 friction stir welded joints. Journal of Materials Engineering and Performance, v. 16, p. 86-92, 2007. 

 

·         SILVA, R ; SPINELLI, D ; Bose Filho, W.W.. ; CLARONETO, S ; CHIERICE, G ; TARPANI, J .Fracture toughness of natural fibers/castor oil polyurethane composites. Composites Science and Technology, Elsevier, Oxford, v. 66, n. 10, p. 1328-1335, 2006 

 

·         BOSE FILHO, W. W. ; MILAN, Marcelo Tadeu ; SPINELLI, Dirceu . Fatigue and monotonic properties of an interstitial free steel sheet. International Journal of Fatigue, Inglaterra, v. 23, n.2, p. 129-133, 2001. 

 

 PROJETOS DE PESQUISA EM ANDAMENTO

 

 ·         Projeto CAPES PNPD-2020/2008,  Intitulado: Propagação de trinca por fadiga e fluência do aço 25Cr35NiNb.

       FLUÊNCIA NO AÇO 25Cr35Ni Nb.

       Coordenador: Dirceu Spinelli

·         Projeto CNPq-PQ 301967/2010-5, Intitulado: Propriedades de tenacidade à fratura, crescimento de trinca,por fadiga e fluência de um aço resistente a altas temperatura                

Coordenador: Dirceu Spinelli

·         Projeto Universal Faixa A

Titulo: Correlação de Estrias de Fadiga com Espectro de Cargas de Amplitude Variável em Liga De Al Aeronáutico SAE-AMS 7475 T7351

Agencia CNPq, processo numero 473101/2009-2, Coordenador: Cassius Olivio Figueiredo Terra Ruchert

·         Título: Novas Ligas

Coordenador: Waldek Wladimir Bose Filho (EESC/USP)

Agência Financiadora: FIPAI/EMBRAER

·         Título: Rede Interdisciplinar de Pesquisas em Superligas (RIPS) (PRÓ-ENGENHARIAS)

Coordenador: Carlos Angelo Nunes (EEL/USP)

Agência Financiadora: CAPES

·         Título: Previsão da microestrutura e das propriedades mecânicas de componentes em PTFE a partir da simulação dos processos de fabricação: compactação e sinterização

Coordenador: Waldek Wladimir Bose Filho (EESC/USP)

Agência Financiadora: CAPES/COFECUB

Fotos Laboratório

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