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ORCID:  http://orcid.org/0009-0003-2828-165X
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: metodologia para avaliação da incerteza associada à curva de transição dúctil-frágil
Alternate title (s): methodology for the evaluation of the uncertainty associated with the ductile-brittle transition curve
Author: Peres, José Guilherme de Freitas
First Advisor: Arencibia, Rosenda Valdés
First member of the Committee: Piratelli Filho, Antonio
Second member of the Committee: Bose Filho, Waldek Wladimir
Summary: Neste trabalho foi definida e validada uma metodologia para calcular a incerteza associada à curva de transição dúctil-frágil (CTDF) obtida por meio do modelo da tangente hiperbólica simétrica (TH). Esta metodologia tem como base as diretrizes do JCGM 100 e do JCGM 101, bem como as determinações da ISO 148-1. A metodologia proposta combina o método do Guia para a Expressão da Incerteza de Medição (GUM) e o método bootstrap paramétrico. Corpos de prova Charpy com entalhe em V, na configuração 5 mm x 10 mm x 55 mm, foram fabricados em seis aços carbono com baixo teor de elementos de liga, utilizados na fabricação de arames de tração de dutos flexíveis. Os ensaios Charpy foram realizados na faixa de temperatura de -196 °C a 200 °C de acordo com as normas ISO 148-1 e ASTM E23. A metodologia considera a variabilidade experimental, a incerteza do processo de ajuste do modelo da TH e a incerteza de calibração da máquina de impacto Charpy. Foram discutidos aspectos estatísticos relevantes à análise, como a distribuição dos parâmetros, a normalidade do mensurando e a homoscedasticidade dos resíduos, bem como o custo computacional associado a cada método. Os resultados obtidos mostraram que foi possível estimar e representar uma faixa de incerteza em torno da CTDF dos materiais avaliados, facilitando a comparabilidade entre eles. Foi realizada uma comparação sistemática entre os métodos GUM, Monte Carlo e a metodologia proposta baseada no bootstrap paramétrico, na qual se observou o elevado custo computacional do método de Monte Carlo, bem como a melhor representatividade estatística e eficiência computacional apresentado pelo método bootstrap. A metodologia foi validada experimentalmente por meio de ensaios em temperaturas discretas, nos quais se observou que as barras de incerteza associadas aos ensaios de validação se sobrepuseram às faixas de incerteza da CTDF obtidas pelo método bootstrap. A máxima diferença observada entre as incertezas expandidas associadas aos ensaios de validação e aquelas estimadas para a CTDF foi de -0,93 J.
Abstract: In this work, a methodology was defined and validated to calculate the uncertainty associated with the ductile–brittle transition curve (DBTC) obtained using the symmetric hyperbolic tangent (HT) model. The methodology is based on the guidelines of JCGM 100 and JCGM 101, as well as on the requirements of ISO 148-1. It combines the approaches of the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) and the parametric bootstrap method. Charpy V-notched specimens with dimensions of 5 mm × 10 mm × 55 mm were manufactured from six low-alloy carbon steels used in the production of tensile wires for flexible pipes. Charpy impact tests were performed over a temperature range from −196 °C to 200 °C in accordance with ISO 148-1 and ASTM E23. The proposed methodology accounts for the variability of absorbed energy values, the uncertainty associated with the HT model fitting process, and the calibration uncertainty of the Charpy impact machine. Relevant statistical aspects were discussed, including parameter distributions, measurand normality, and residual homoscedasticity, as well as the computational cost associated with each method. The results demonstrated that it was possible to estimate and represent uncertainty bands around the DBTC of the evaluated materials, facilitating their comparison. A systematic comparison between the GUM, Monte Carlo, and parametric bootstrap methods showed the high computational cost of the Monte Carlo approach and the superior statistical representativeness and computational efficiency of the bootstrap method. The methodology was experimentally validated using tests at discrete temperatures, for which the uncertainty bars of the validation tests overlapped with the DBTC uncertainty bands obtained by the bootstrap method. The maximum difference observed between the expanded uncertainties associated with the validation tests and those estimated for the DBTC was −0.93 J.
Keywords: Incerteza de Medição
Método de Monte Carlo
Ensaio de Impacto Charpy
Método Bootstrap
Measurement Uncertainty
Monte Carlo Method
Charpy Impact Test
Bootstrap Method
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Subject: Engenharia mecânica
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: PERES, José Guilherme de Freitas. Metodologia para avaliação da incerteza associada à curva de transição dúctil-frágil. 2026. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.187.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.187
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48454
Date of defense: 18-Feb-2026
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
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