Previsão das propriedades mecânicas de vergalhões de aço utilizados na construção civil
| Ano de defesa: | 2022 |
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| Palavras-chave em Português: | |
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Resumo: | The mechanical properties of steel depend strongly on its chemical composition and the parameters used during submitted thermomechanical processing. Understanding how each variable affects such properties is indispensable for obtaining high-quality steel products at a lower cost. However, the large number of variables involved in the manufacturing process makes this task difficult. It is possible to use statistical tools combined with predictive modeling to identify the most relevant parameters and to obtain a mathematical model that can adequately describe the mechanical properties of the rebar from the selected input-output pairs. In the present work, information about the chemical composition and the variables of thermomechanical processing were collected at steel industry and used to predict the mechanical properties of steel rebar submitted to heat treatment using the methods of estimation: Linear Regression Analysis(LRA), Minimal Learning Machine (MLM), Artificial Neural Networks (ANN), Support-Vector Machine (SVM) and Least-Squares Support-Vector Machines (LSSVM). The determination coefficient was calculated between the observed and predicted values for mechanical properties: Yield Strength (YS), Ultimate Tensile Strength (UTS), UTS/YS ratio, and Percent Elongation (PE). The results estimated by the algorithms were promising, indicating that MLM and LSSVM can be useful in evaluating and choosing the most adequate parameters to be used during the steel production process. |
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Murta, Raphaella Hermont FonsecaBarreto, Guilherme de AlencarMoura, Elineudo Pinho de2022-04-20T18:31:32Z2022-04-20T18:31:32Z2022MURTA, Raphaella Hermont Fonseca. Previsão das propriedades mecânicas de vergalhões de aço utilizados na construção civil. 2022. 86 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência de Materiais) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Materiais, Fortaleza, 2022.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/65228The mechanical properties of steel depend strongly on its chemical composition and the parameters used during submitted thermomechanical processing. Understanding how each variable affects such properties is indispensable for obtaining high-quality steel products at a lower cost. However, the large number of variables involved in the manufacturing process makes this task difficult. It is possible to use statistical tools combined with predictive modeling to identify the most relevant parameters and to obtain a mathematical model that can adequately describe the mechanical properties of the rebar from the selected input-output pairs. In the present work, information about the chemical composition and the variables of thermomechanical processing were collected at steel industry and used to predict the mechanical properties of steel rebar submitted to heat treatment using the methods of estimation: Linear Regression Analysis(LRA), Minimal Learning Machine (MLM), Artificial Neural Networks (ANN), Support-Vector Machine (SVM) and Least-Squares Support-Vector Machines (LSSVM). The determination coefficient was calculated between the observed and predicted values for mechanical properties: Yield Strength (YS), Ultimate Tensile Strength (UTS), UTS/YS ratio, and Percent Elongation (PE). The results estimated by the algorithms were promising, indicating that MLM and LSSVM can be useful in evaluating and choosing the most adequate parameters to be used during the steel production process.As propriedades mecânicas do aço dependem fortemente de sua composição química e dos parâmetros empregados durante o processamento termomecânico a qual foi submetido. Entender como cada variável afeta tais propriedades é indispensável à obtenção de produtos siderúrgicos de elevada qualidade com menor custo. Entretanto, o grande número de variáveis envolvidas dificulta esta tarefa. Ferramentas estatísticas combinadas com algoritmos de previsões podem ser utilizadas na identificação dos parâmetros mais relevantes e na obtenção de uma função matemática que consiga descrever adequadamente as propriedades mecânicas do aço a partir dos pares de entrada-saída selecionados. No presente trabalho, informações sobre a composição química e as variáveis do processamento termomecânico foram coletadas em uma siderúrgica e utilizadas na previsão de propriedades mecânicas de vergalhões de aço submetidos a tratamento térmico usando os métodos de estimação: Análise de Regressão Linear (ARL), Máquina de Aprendizagem Mínima (MAM), Rede Neural Artificial (RNA), Máquina de Vetores de Suporte (MVS) e Máquina de Vetores de Suporte por Mínimos Quadrados (MVSMQ) . O coeficiente de determinação foi calculado entre os valores observados e preditos para as seguintes propriedades mecânicas: Limite de Escoamento (LE), Limite de Resistência à Tração (LRT), Razão LRT/LE e o Alongamento Percentual (AP). Os resultados estimados pelos algoritmos se mostraram promissores, indicando que MAM e MVSMQ podem ser úteis na avaliação e escolha dos parâmetros mais adequados a serem utilizados durante o processo de produção do aço.Vergalhões de açoPropriedades mecânicasAnálise de regressão linearMáquina de aprendizagem mínimaRede neural artificialMáquina de vetores de suporteMáquina de vetores de suporte por mínimos quadradosPrevisão das propriedades mecânicas de vergalhões de aço utilizados na construção civilPrediction of the mechanical properties of steel rebars used in civil constructioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82158http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/65228/4/license.txte63c6ed4faa81e8b90d2fac75971a7d6MD54ORIGINAL2022_tese_rhfmurta.pdf2022_tese_rhfmurta.pdfapplication/pdf20790988http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/65228/3/2022_tese_rhfmurta.pdf9227f04d8cfc7443bbb61c76f604c5ebMD53riufc/652282022-05-13 13:45:14.716oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2022-05-13T16:45:14Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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