[pt] Em uma pesquisa descritiva e de estudo de campo, buscou-se avaliar quais indicadores de carga mental (CM) de trabalho são predominantes para a produção de acidentes em uma tarefa de microtomia. A carga mental depende das exigências da tarefa e do grau de mobilização do sujeito, da fração de sua capacidade de trabalho que ele investiu na tarefa, considerando-se que o grau de prazer e satisfação no trabalho pode variar em função da natureza da tarefa executada. Partiu-se da hipótese que os fatores de carga mental de trabalho associados ao risco de acidentes a que está exposto o operador no manuseio do micrótomo rotativo representam fonte de sofrimento psíquico. Os sinais de sofrimento psíquico podem ser vinculados à realização de tarefas consideradas perigosas e, muitas atividades de trabalho podem ocasionar desgastes e custos para o indivíduo de ordem física, mental, emocional e afetiva. Foi relevante examinar quais foram os fatores organizacionais referentes às condições ambientais e aos horários de trabalho, para uma ação preventiva, em conjunto aos fatores predominantes de carga mental. O suporte metodológico da pesquisa envolveu a elaboração de um questionário adaptado do método L.E.S.T. (Laboratório de Economia e Sociologia do Trabalho) que avalia a carga mental a partir de quatro indicadores, a saber, constrangimento de tempo; complexidade/rapidez; atenção, e minúcia. Os resultados obtidos mostraram que a variável complexidade-rapidez, minúcia e atenção podem ser consideradas como efetores para carga mental. A variável denominada fatores psicossociais não mostrou eficácia durante este processo de análise. Um aspecto relatado está associado aos acidentes produzidos durante a operação do equipamento e sua manutenção. / [en] In a descriptive research and in a field study, we evaluated which indicators of mental workload are dominant factors in accident production in a microtomy task. The mental workload depends on the task demands and on the degree of mobilization of the worker, which is the fraction of his/her work capacity invested in the task considering itself that the degree of pleasure and satisfaction in work could vary as a function of the nature of executed task.From the hypothesis that the factors of mental workload associated to accident risks to which operators are exposed during handling of a rotative microtome represent a source of psychic suffering. The signals of psychic suffering could be related to the accomplishment of tasks considered as dangerous and many work activities could cause physical, mental, emotional and affective wearing and costs to individuals. Examining which organizational factors are related to environmental conditions and to working hours was relevant to a preventive action, as well as the dominant factors of mental workload. The research methodology involved the preparation of a questionnaire adapting the L.E.S.T. (Laboratoire d`Economie et Sociologie du Travail) method that evaluates the mental workload by four indicators, which are time constraint; complexity/ swiftness; attention; and detail. The results showed that complexity/swiftness, detail and attention indicators could be considered as effective indicators of mental workload. The indicator psychosocials factors did not presented efficacy in this analytical procedure. A reported feature is associated to accidents happening during the handling of equipment and its maintenance.

[pt] Medindo a rigidez de corpos de prova em testes de propagação de trinca por fadiga, Elber identificou que a ponta da trinca só está totalmente aberta durante uma parte do ciclo de carregamento, e nomeou o carregamento onde a trinca abre totalmente de carga de abertura Pab. Baseado nisso, Elber assumiu que o dano à frente da trinca era induzido apenas pela fração do carregamento acima da Pab, propondo que a força motriz na propagação de trincas por fadiga é a gama do fator de intensidade de tensões efetivo (delta)Kef. Para verificar esta hipótese, neste trabalho foram examinados diferentes cenários em testes de propagação de trinca por fadiga. Primeiramente, em corpos DC(T) de aço AISI 1020 e em corpos DC(T) e C(T) de alumínio 6351-T6 foi propagada uma trinca com (delta)K e Kmax quase constantes, medindo Pab em campo próximo e em campo distante, com extensômetros e com um sistema 3D de correlação digital de imagens (DIC). Depois, usando novos corpos DC(T) de aço e de alumínio, foi propagada uma trinca com (delta)K e Kmax quase constantes, antes e depois de um evento de sobrecarga, medindo a Pab ao longo do teste, em campo próximo e campo distante. Cabe salientar que nesses testes as espessuras dos corpos de prova foram projetadas para que a trinca propagasse em tensão plana e em deformação plana. Finalmente, em testes de propagação de trinca com (delta)K e Kmax quase constantes, em corpos DC(T) de aço e de alumínio foi medido o campo de deformação à frente da ponta da trinca com um sistema de microscópio estéreo DIC, para analisar o comportamento dentro da zona plástica, medindo também a Pab com os métodos mencionados anteriormente. Dos resultados dos testes três comportamentos foram particularmente relevantes. Nos primeiros testes de propagação com deltaK e Kmax quase constantes, a razão Kab/Kmax diminuía enquanto a trinca propagava com uma taxa constante. Nos testes de sobrecarga o valor mínimo de (delta)Kef estava defasado em relação ao valor mínimo de taxa de propagação (da/dN). Já nos testes onde foi medido o campo deformação com o sistema de microscópio estéreo DIC, a deformação 0.1mm à frente da ponta da trinca mostrou que existia dano para cargas abaixo da Pab. Portanto, estes resultados não podem ser explicados pela hipótese de Elber, e contestam o (delta)Kef como a força motriz na propagação de trincas por fadiga. / [en] Measuring the stiffness of a fatigue-cracked plate during its loading cycle, Elber discovered that this crack only completely opened after reaching the crack opening load Pop. Based on this, Elber assumed that the damage ahead of the crack is induced by the loading part above the Pop. In this way, he proposed that the range of the effective stress intensity factor (delta)Keff is the driving force in fatigue crack growth. In order to verify this hypothesis, this study investigated different scenarios in fatigue crack growth tests. For this, DC(T) specimens of AISI 1020 steel, and DC(T) and C(T) specimens of 6351-T6 aluminum were tested. The fatigue crack growth tests were performed under quasi-constant K and Kmax conditions. The Pop measurements in the near and far field were obtained from strain gage readings and 3D Digital Image Correlation (DIC) analysis. In addition, simple variable amplitude tests were performed in steel and aluminum DC(T) specimens. A single tensile overload was introduced in the fatigue crack growth experiments under quasi-constant (delta)K and Kmax conditions, also measuring the Pop throughout the test in the near and the far field. It is important to note that the thickness of the specimens was designed to perform a crack propagation in plane stress and plane strain conditions. Moreover, near tip strain measurements in steel and aluminum DC(T) specimens were obtained with a stereo microscope DIC system, to analyze the behavior within the plastic zone, also measuring the Pop with the methods previously mentioned. From the experimental results, three behaviors were particularly relevant. In the first fatigue crack growth tests with quasi-constant {(delta)K, Kmax} conditions, the ratio Kop/Kmax decreased as the crack propagates under a constant rate. In the fatigue crack growth tests with overload application, the minimum value of (delta)Keff was lagged in relation to the minimum value of the propagation rate (da/dN). Finally, in the strain measurements performed with the stereo microscope DIC system, the de-formation at 0.1mm ahead of the crack tip showed the existence of damage in load values below Pop. Therefore, these results cannot be explained by Elber s hypothesis, and question the (delta)Keff as the driving force in fatigue crack growth.

[pt] Neste trabalho é realizado um estudo da estabilidade de dutos enterrados submetidos a cargas térmicas. As cargas térmicas são devidas ao aquecimento do fluido com o objetivo de facilitar o transporte dos óleos que são escoados nos dutos. O duto expande devido a estas cargas térmicas. Como o duto está restringido em suas extremidades e devido à expansão são causadas forças axiais de compressão no duto. Para a análise destes dutos submetidos à variação da carga térmica foram utilizados modelos teóricos e numéricos para o problema de flambagem vertical e lateral, considerando o duto perfeito e com imperfeição. Os modelos numéricos foram desenvolvidos utilizando o programa ABAQUS. Para estes modelos numéricos o duto foi considerado como uma viga e a o solo como elementos de interface e elementos de mola. Foi desenvolvido também um modelo de viga-casca onde parte do duto é modelada como uma casca cilíndirca para permitir a análise de enrugamento e da deformação da seção transversal. São realizados estudos paramétricos numéricos para investigar o efeito do recobrimento do duto da forma e amplitude da imperfeição e da rigidez do solo na temperatura crítica de flambagem do duto. / [en] In this work a study of the stability of buried pipelines subjected to thermal loads is developed. The thermal loads are due to the heated fluid that flows through the pipe. Fluid heating is for ease of oil transportation. The pipe expands due to the thermal loading. Axial forces are developed in the pipe due to the expansion since the pipe is restricted on its ends. The analysis of pipes subject to thermal loadas were carried out with use of theoretical and numerical methods for upheaval and snaking buckling problems considering perfect pipes and pipes with imperfection. The numerical models were developed with the support of the ABAQUS software. The pipe was modeled as a beam and the soil is represented by interface elements and alternatively by spring elements. A beam-shell model was also developed where part of the pipe was modeled as a shell to allow a wrinkling analysis. Parametric studies were also carried out to investigate the effects of the soil stiffness, shape and amplitude or the imperfection and internal pressure on the critical temperature of the pipe.

[pt] Seguindo modelo desenvolvido por Prescott (2002), este estudo questiona qual seria hoje a renda per capita do brasileiro em idade ativa se o país adotasse os sistemas tributários de três países desenvolvidos: EUA, França e Inglaterra. Esta pesquisa mostrou que, no Brasil, a tributação sobre consumo é superior à francesa, enquanto que os impostos sobre renda são praticamente equivalentes aos cobrados nos EUA. E apresentou, para comparar, o total de horas trabalhadas por indivíduo em idade ativa de cada país. Por fim, apresentou o resultado de uma possível apli-cação deste modelo para o Brasil, concluindo que o PIB por pessoa em idade ativa seria superior ao atual com o sistema americano, inferior com o francês e pratica-mente equivalente com o britânico. / [en] Following the model developed by Prescott (2002), this study investigates what would be the income per capita for each working age Brazilian, assuming the country adopted the tax systems of three developed countries: USA, France and England. Our research shows that in Brazil consumption taxes are higher than in France, while income taxes are practically equivalent to those imposed in the USA. We show, for comparison purposes, the total hours worked per each working age individual within each country. Finally, we show the results of a possible application of this model for Brazil, concluding that the Brazilian GDP per each working age individual would be higher with the American tax system, lower with the French and equal with the British.

[pt] Este trabalho tem como objetivo estudar a resistência de um sistema de ancoragem composto de pinos com cabeça embutidos no concreto, quando submetidos a cargas de impacto. A variável adotada foi a taxa de carregamento cujos valores mínimo e máximo foram 0,015 kN/s (estático) e 54.885 kN/s, respectivamente. O sistema de ancoragem foi projetado de forma que a ruptura fosse governada pelo arrancamento do cone de ruptura. Foram ensaiados onze blocos de concreto com um pino embutido no concreto, sujeitos a diferentes taxas de aplicação de carga. Foram também ensaiados quinze corpos-de-prova de concreto à compressão diametral e nove pinos à tração, também sujeitos a diferentes taxas de aplicação de carga. O objetivo desses ensaios foi verificar a influência da taxa de carregamento sobre as resistências dos materiais - concreto e aço - que participam do sistema de ancoragem. Os resultados mostraram que a área da superfície e a inclinação do cone de ruptura não sofrem grandes alterações. A carga de ruptura do cone de concreto cresce com a taxa de carregamento, e que esse crescimento pode ser descrito por uma função logarítmica. O mesmo foi observado para a resistência à tração do concreto por compressão diametral e para os pinos. / [en] This work investigates the strength of a concrete anchor system constituted of headed studs embedded in concrete subjected to impact tension load. The main variable was the loading rate which varied from a minimum of 0,015 kN/s (static) to a maximum of 54885 kN/s. The anchor system was designed so that the failure was governed by concrete cone breakout. Eleven concrete blocks with a single headed stud were tested under different loading rates. In addition, fifteen concrete cylinders subjected to compression along a diameter (split cylinder test) and nine headed studs subjected to tension were tested under different loading rates in order to investigate the effects of the loading rate on the strength of concrete and steel separately. The results showed that the area and the angle of the concrete cone were not affected by the loading rate. The failure load of the concrete cone increases as the loading rate increases and this phenomenon can be described by a logarithmic function. The concrete split tensile strength and the steel tensile strength also increase as the loading rate increases.

[pt] Funções Wavelet de suporte compacto têm sido recentemente aplicadas na resolução numérica de equações diferenciais com resultados bastante promissores. A partir do sucesso do uso das wavelets de Daubechies em diversos métodos como o de Galerkin, surgiram novas famílias de wavelets para a resolução de problemas específicos. Nesse contexto, vale destacar uma família de wavelets com características de funções interpoladoras chamadas Interpolets. Este trabalho tem como uma de suas contribuições a formulação de elementos finitos baseados em funções wavelet de Daubechies e interpolets de Deslauriers-Dubuc para sua utilização em problemas dinâmicos como a propagação de ondas em estruturas, além de problemas não-lineares como o cálculo de cargas críticas de flambagem para colunas e pórticos. A partir dessa formulação, o Método de Wavelet-Galerkin foi adaptado para a solução direta das equações diferenciais através de uma implementação que não depende da discretização do sistema em graus de liberdade (formulação sem-malha ou meshless). Este tipo de abordagem permite também explorar ao máximo as propriedades de multirresolução das wavelets. Diversos exemplos com descontinuidades e não-linearidades foram estudados com êxito. / [en] The use of compactly supported wavelet functions has become increasingly popular in the development of numerical solutions for differential equations. Daubechies wavelets have been successfully used as base functions in several schemes like the Galerkin Method. Meanwhile, Deslauriers and Dubuc developed a new wavelet family with interpolating characteristics called Interpolets. One important contribution presented in this work is the formulation of Finite Elements based in Daubechies wavelets and Deslauriers-Dubuc interpolets. Dynamic problems like wave propagation and structural stability problems were used as examples for the validation of the Finite Elements. The Wavelet-Galerkin Method has then been adapted for the direct solution of differential equations in a meshless formulation. This approach enables the use of a multiresolution analysis. Several examples with discontinuities and nonlinearities were studied successfully.

[pt] Nesta dissertação estuda-se a flambagem e o comportamento pós-crítico inicial de pórticos planos através da formulação de elementos finitos com graus de liberdade adicionais para posterior implementação no programa de análise FTOOL. Realizaram-se análises linearizadas para a determinação das cargas críticas clássicas e modos de flambagem de colunas com diferentes condições de contorno. Em um segundo momento, realizaram-se testes numéricos no sentido de prever a estabilidade do caminho pós-crítico (sensibilidade a imperfeições) de algumas estruturas cujos resultados analíticos são conhecidos. Finalmente, criaram- se alguns exemplos no FTOOL para comprovar a sua eficácia na obtenção de cargas críticas e avaliação do comportamento pós-crítico inicial de pórticos planos. Utilizou-se o pórtico de Roorda como exemplo para a detecção da sensibilidade a imperfeições, devido à sua simplicidade e ao conhecimento dos seus resultados analíticos. / [en] The buckling and post-buckling behavior of portal frames are studied by the formulation of finite elements with additional degrees of freedom in order to implement a new routine for obtaining critical loads in FTOOL, a structural analysis educational interactive system. Linearized analyses were performed in order to obtain critical loads and buckling modes for columns with different boundary conditions. Later, numerical tests were done in order to predict the stability of the post- critical path (sensitivity to imperfections) of some structures which analytical results are known. Finally, some examples were modeled in FTOOL to verify its accuracy in obtaining critical loads of portal frames. Roorda s frame was used as an example for the detection of the sensitivity to imperfections, based on its simplicity and knowledge of its analytical results.

[pt] Com a entrada do novo modelo do setor elétrico, a previsão do consumo e de faturamento de energia elétrica passou a ter grande importância para as distribuidoras de energia elétrica, pois melhorando sua acertividade as empresas poderão elaborar seus programas de planejamento energético, manutenção e expansão de seu sistema de distribuição e principalmente evitar gastos com multas pelo não atendimento à totalidade de seu mercado consumidor. Para que esta previsão seja feita é necessário que se obtenham, os dados históricos do consumo de energia elétrica, da carga fornecida pela Distribuidora, porém como esses dados são séries multivariadas, isto é, são séries temporais que dependem de outras variáveis exógenas, levou-se em consideração também as séries climáticas (sensação térmica), as econômicas (índices financeiros) e o fator temporal (dias úteis, feriados, finais de semana.....). Este estudo, propõe um método alternativo para previsão de consumo e faturamento de energia elétrica, 15 passos a frente, através do desenvolvimento de um sistema inteligente, chamado SIPEE, baseado em redes neurais MLP multistep e foi desenvolvido para uma Distribuidora de Energia Elétrica que atende a boa parte do mercado consumidor do Estado do Rio de Janeiro, a Light Serviços de Eletricidade S.A.. / [en] When the new model of the electricity sector began to be used, the forecast of consumption and billing of electricity began to have great importance for the electricity distributors, improving their assertiveness as companies can develop their programs for energy planning, maintenance and expansion of its distribution system and particularly to avoid fines for not spending all of his service to the consumer market. For this prediction is made it is necessary to obtain historical data of energy consumption, the load supplied by the distributor, but as these data sets are multivariate, ie, they are time series which depend on other exogenous variables took into account also the series weather (wind chill), economic (financial ratios) and the factor of time (days, holidays, weekends .....). This study proposes an alternative method to forecast sales and consumption of electricity, 15 steps forward, by developing an intelligent system, called SIPEE, MLP neural networks based on multistep and was developed for an Electricity Distributor serving much of the consumer market in the State of Rio de Janeiro, Light Electrical Services SA.

[pt] Neste trabalho, são apresentadas algumas aplicações da otimização topológica para problemas de autovalor onde o principal objetivo é maximizar um determinado autovalor, como por exemplo uma frequência natural de vibração ou uma carga crítica linearizada, usando elementos finitos poligonais em domínios bidimensionais arbitrários. A otimização topológica tem sido comumente utilizada para minimizar a flexibilidade de estruturas sujeitas a restrições de volume. A ideia desta técnica é distribuir uma certa quantidade de material em uma estrutura, sujeita a carregamentos e condições de contorno, visando maximizar a sua rigidez. Neste trabalho, o objetivo é obter uma distribuição ótima de material de maneira a maximizar uma determinada frequência natural (para mantê-la afastada da frequência de excitação externa, por exemplo) ou maximizar a menor carga crítica linearizada (para garantir um nível mais elevado de estabilidade da estrutura). Malhas poligonais construídas usando diagramas de Voronoi são empregadas na solução do problema de otimização topológica. As variáveis de projeto, i.e. as densidades do material, utilizadas no processo de otimização, são associadas a cada elemento poligonal da malha. Vários exemplos de otimização topológica, tanto para problemas de frequências naturais de vibração quanto para cargas críticas linearizadas, são apresentados para demonstrar a funcionalidade e a aplicabilidade da metodologia proposta. / [en] In this work, we present some applications of topology optimization for eigenvalue problems where the main goal is to maximize a specified eigenvalue, such as a natural frequency or a linearized buckling load using polygonal finite elements in arbitrary two-dimensional domains. Topology optimization has commonly been used to minimize the compliance of structures subjected to volume constraints. The idea is to distribute a certain amount of material in a given design domain subjected to a set of loads and boundary conditions such that to maximize its stiffness. In this work, the objective is to obtain the optimal material distribution in order to maximize the fundamental natural frequency (e.g. to keep it away from an external excitation frequency) or to maximize the lowest critical buckling load (e.g. to ensure a higher level of stability of the structures). We employ unstructured polygonal meshes constructed using Voronoi tessellations for the solution of the structural topology optimization problems. The design variables, i.e. material densities, used in the optimization scheme, are associated with each polygonal element in the mesh. We present several topology optimization examples for both eigenfrequency and buckling problems in order to demonstrate the functionality and applicability of the proposed methodology.

[pt] A tecnologia automotiva moderna alcança progressos consideráveis tanto no aspecto mecânico como funcional, com esses avanços tecnológicos, o maior progresso foi feito na estrutura dos automóveis e dos sistemas de ar condicionado. O presente trabalho é desenvolvido considerando a importância da utilização de gás refrigerante, já que se tornou um assunto ambiental de grande importância pelo fato de ter um papel na destruição da camada de ozônio. Foi construída uma bancada experimental que consta de duas câmaras isoladas para a colocação do equipamento, instrumentos, dispositivos de medição e geração de carga térmica, em seguida foi montado um condicionador de ar automotivo composto por componentes originais do sistema de condicionamento de ar de um automóvel para simular funcionamentos, com a finalidade de avaliar os parâmetros de funcionamento afetados quando são utilizadas diferentes cargas de gás refrigerante. Foram realizados testes controlando a temperatura e umidade constantes no habitáculo automotivo (câmara 1), para variações de temperatura na câmara (2), da vazão mássica no sistema e variações de torque e velocidade, no sistema motor - compressor, com diferentes quantidades de gás refrigerante originando situações de insuficiência de carga, carga adequada e sobre carga. Para o controle da carga térmica dentro das câmaras foram utilizados controladores de potência e um software aplicativo. Os parâmetros de operação do equipamento foram obtidos e arquivados mediante um sistema automático de aquisição de dados. Os resultados experimentais mostraram o comportamento real do ciclo de refrigeração, a queda de pressão nas linhas de descarga e de sucção, assim como no condensador e no evaporador. Apresenta-se o sub-resfriamento do refrigerante na saída do condensador bem como o superaquecimento na sucção. Verifica-se uma tendência politrópica, no lugar do processo isentrópico do ciclo ideal. Esta divergência do ciclo faz com que a temperatura de descarga do compressor (T2) seja elevada. A carga de gás refrigerante exerce influência no desempenho de um sistema de condicionamento de ar e os resultados do presente trabalho concordaram bem com as expectativas teóricas do problema considerado. / [en] The modern automotive technology reaches considerable progress s in the mechanical aspect as in the functional, with these technological advances, the biggest progress was made in the structure of the automobiles and in the air conditioning systems. Considering the importance of the use of refrigerant, the present work is developed, because the refrigerant gas became a great importance ambient subject for its paper in the ozone layer destruction. An experimental bench was constructed; it consists of two isolated chambers, where equipment, instruments, devices of measurement and thermal load generation were installed. After that, an automotive air conditioner was mounted, made up of original components from an automobile air conditioning system to simulate operation, with the purpose to evaluate the operation parameters affected when using different refrigerant loads. Tests with constant temperature and humidity in the simulated automotive chamber (1) for variations of chamber (2) temperature, of mass outflow in the system and variations of torque and speed in the motor-compressor system were performed with different refrigerating amounts creating situations of insufficient load, adequate load and over load. For the chambers thermal load controlling, power controlling and appropriate software were used. The equipment operational parameters had been gotten and filed by means of an automatic data acquisition system. The experimental results had shown the real behavior of the refrigeration cycle, the pressure drop in the discharge and suction lines, as well as in the condenser and the evaporator. Also the refrigerant sub-cooling in the exit of the condenser, the gas overheating in the suction, the polytrophic trend instead of the ideal cycle isentropic process was observed. This divergence from the ideal cycle makes the discharge compressor temperature (T2) was higher. The refrigerant gas charge influences the performance of an air conditioning system and the present work results agreed well with the theoretical expectations for the considered problem.