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[en] DESIGN MANAGEMENT IN MATURE INDUSTRIES: PROPOSITION OF A CREATIVE ANALYTIC MATRIX FOR STRATEGIC DESIGN / [pt] GESTÃO DO DESIGN EM INDÚSTRIAS MADURAS: PROPOSIÇÃO DA MATRIZ ANALÍTICO-CRIATIVA DE DESIGN ESTRATÉGICOMARCIA BERGMANN MORAES 20 March 2019 (has links)
[pt] Esta tese discorre sobre a relação entre design e indústrias maduras com ênfase em um agir projetual estratégico e orientado para contextos de mudança que incorporam obsolescência e inovação. A abordagem teórica está alinhada com as noções de acumulação criativa do conhecimento, rejuvenescimento e inovação endógena de indústrias no estágio de maturidade do ciclo de vida. Nesse sentido, defende-se que o design é capaz de gerar conhecimento novo para que essas indústrias possam se preparar para inovar sem desprezar o conhecimento existente endogenamente e questiona-se como isso é possível. Foi realizado levantamento bibliográfico sobre Design e Gestão, conciliando três matrizes de pensamento e cultura: de projeto, da gestão do processo de design e da gestão de empresa. Para a condução da pesquisa, também foram adotados os métodos Design Science Research, Material Driven Design e estudo de caso. No âmbito das indústrias maduras, a tese contribui ao caracterizar as atividades projetuais como design pendular; apontar desafios da Gestão do Design; consolidar e propor Capacidades Dinâmicas baseadas no conhecimento do Design, incluindo o transver como síntese; sugerir perspectivas para a relação entre design e a indústria-caso, especializada em materiais têxteis para piso residencial e, principalmente, propor uma abordagem de Design Estratégico com estrutura matricial que abrange bens de consumo, tecnologias e princípios culturais. Por fim, aborda-se neste texto o fato de reflexões sobre um design que enfatiza a sua intenção estratégica ao construir espaços de pesquisa, criação e crítica serem consideradas fundamentais para a transformação de ambientes industriais caracterizados por práticas consolidadas, possivelmente obsoletas. / [en] This study aims to analyze the relationship between design and Mature Industries, focusing on Strategic Design, oriented to changing contexts that incorporated obsolescence and innovation. The theoretical approach is aligned with the notions of creative accumulation of knowledge, dematurity and endogenous innovation for industries in the maturity stage of the Life Cycle. Considering these circumstances, the study discusses and questions how design is capable of generating novelties to prepare these industries for innovation without disregarding the existing endogenous knowledge. For such, bibliographic references in the areas of Design and Management, combining 3 lines of thinking and culture matrices were consulted, including design, design process management, and business management. Moreover, the Design Science Research and Material Driven Design methods, and a case study were also used during the research. Within the scope of Mature Industries, the thesis contributes by distinguishing design activities as pendulum design; by highlighting Design Management challenges; by strengthening and proposing Dynamic Capabilities based on design knowledge, which includes to see beyond as a synthesis; and, finally, by suggesting perspectives for the relationship between design and the industry case specialized in textiles for residential flooring and, mainly, by proposing a Strategic Design approach with a matrix structure that encompasses consumer goods, technologies and cultural principles. Reflections about Design that features its strategic intent in the development of spaces for research, creativity and criticism are considered essential to change industrial environments characterized by conventional practices, possibly obsolete.
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[en] MEASUREMENT AND INFLUENCE OF THE CAVITATION INDUCED BY ULTRASOUND ON EROSION OF ENGINEERING MATERIALS / [pt] MEDIÇÃO E INFLUÊNCIA DA CAVITAÇÃO INDUZIDA POR ULTRASSOM NA EROSÃO DE MATERIAIS DE ENGENHARIAIVAN FERNNEY IBANEZ AGUILAR 12 March 2019 (has links)
[pt] Esta dissertação de mestrado tem por objetivo avaliar e determinar a influência da cavitação no fenômeno da erosão de materiais de engenharia à luz das recomendações da norma ASTM G32:2010. O trabalho foi motivado pelo interesse do Programa de Metrologia em participar, no âmbito da cooperação celebrada com o Instituto de Metrologia do Reino Unido, de um novo desafio no campo da metrologia científica relacionado à medição de cavitação. A metodologia utilizada baseou-se em trabalhos experimentais realizados com o medidor de cavitação recentemente desenvolvido pelo Laboratório de Acústica do NPL, que foi pioneiramente utilizado para mapear os níveis de cavitação nos experimentos de erosão de materiais de engenharia para diferentes amplitudes (delta) de pulsação do transdutor e diferentes posicionamentos (lambda) da haste do transdutor em relação ao espécime submetido à erosão. Dentre os resultados destaca-se a perda de massa mensurada para cada um dos três materiais de engenharia submetidos à erosão por cavitação: 101,4 mg no Alumínio; 66,0 mg na Liga Alumínio-Bronze e 6,80 mg no Aço inoxidável 304. Três são as conclusões mais relevantes do trabalho (i) no que concerne a perda de massa (medida da erosão), o parâmetro delta mostrou-se mais crítico que o parâmetro lambda; (ii) os materiais de menor dureza são os mais susceptíveis à erosão por cavitação e (iii) quanto maior a resistência à erosão menor é a uniformidade da cavitação. / [en] The aim of this dissertation is to evaluate and assess the influence of the cavitation on the erosion of engineering materials in line with recommendations of the ASTM G32:2010 standard. The work was motivated by the interest of the postgraduate Metrology Programme to participate, within the framework of the cooperation celebrated with the National Metrology Institute of the United Kingdom (National Physical Laboratory, NPL), in a new metrology challenge related to measurement of cavitation. The methodology used was based on experimental work carried out with the cavitation meter recently developed by the Laboratory of Acoustics of the NPL, which was first used to map the levels of cavitation inducing erosion in engineering materials for different amplitude of the transducer (delta) and displacement (lambda) of the transducer horn relative to the specimen subjected to erosion. Among the results is emphasized the mass loss measured for each of the three engineering materials submitted to cavitation erosion: 101.4 mg for the aluminium; 66.00 mg for the Alloy Aluminium-Bronze and 6.80 mg for the stainless steel 304. Three are the main findings of the work (i) with respect to loss of mass (a measure of erosion), the parameter delta was more critical that the parameter lambda; (ii) the lower the hardness of the engineering material eroded, the most susceptible it becomes to cavitation erosion and (iii) the higher the erosion
resistance the lower the uniformity of cavitation.
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[en] ASPECTS OF MODELING FRACTURE PROPAGATION WITH THE EXTENDED FINITE ELEMENT METHOD (XFEM) / [pt] ASPECTOS DA MODELAGEM DA PROPAGAÇÃO DE FRATURAS COM O MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS ESTENDIDO (XFEM)RENAN MARKS DE OLIVEIRA PEREIRA 05 April 2019 (has links)
[pt] O processo de fraturamento de materiais quase-frágeis requer atenção especial para a predição da direção de propagação de fraturas. A simulação do fraturamento com o método dos elementos finitos (MEF) tem como desvantagem a dependência da trajetória da fratura com respeito à malha adotada. Além disso, há certa dificuldade para os modelos numéricos representarem a fratura em modo misto por conta dos parametros envolvidos. O Método dos Elementos Finitos Estendido (XFEM) é uma técnica que combina o MEF com funções de enriquecimento para representar descontinuidades no campo de deslocamentos. Neste contexto, discutem-se nesta dissertação os critérios para a nucleação e propagação de fraturas e sua implementação no contexto do XFEM. As implementações foram feitas no framework GeMA, um software desenvolvido no Tecgraf / PUC-Rio. Os critérios de propagação de fraturas implementados baseiamse na abordagem das tensões e permitem controlar diferentes geometrias e tamanhos da área de avaliação na ponta da trinca. Um estudo paramétrico é apresentado para modelar uma viga de concreto sob carregamento não proporcional com fratura em modo misto. Foram consideradas diferentes questões como: discretização da malha, zona de avaliação, iniciação e propagação de fraturas e técnicas de controle de solução. Além disso, outros modelos com diferentes condições de contorno foram analisados para validar os critérios em situações complexas. As constatações paramétricas obtidas através do estudo da viga se monstraram válidas para os demais modelos avaliados. As implementações dos critérios de propagação de fraturas no XFEM, demonstraram excelentes concordâncias nas simulações das trajetórias de fraturamento, comparado com os dados experimentais. / [en] The fracture process of quasi-brittle materials requires special attention for the prediction of the direction of fracture propagation. The fracture simulation with the finite element method (FEM) has as its disadvantage the dependence of the fracture trajectory with respect to the mesh adopted. Besides, there is some difficulty for numerical models to represent the fracture in mixed mode because of the parameters involved. The Extended Finite Element Method (XFEM) is a technique which combines the FEM with enrichment functions to represent discontinuities in the displacement field. In this context, this dissertation discusses the criteria for nucleation and propagation of fractures and their implementation in
the context of XFEM. The implementations were made in the GeMA framework, a software developed at Tecgraf / PUC-Rio. The implemented crack growth criteria is based on the stress approach and allows to control different geometries and sizes of the evaluation area in the crack tip. A parametric study is presented for modeling a concrete beam under nonproportional loading with mixed-mode fracture. Different situations were taken into account such as mesh refinement, geometry and size of the evaluation region, crack initiation and propagation and solution control techniques. Also, several models with different loading and boundary conditions were made to validate the criteria under complex situations. The parametric findings obtained through the study of the beam proved to be valid for the other models. The implementations of the fracture propagation criteria in the XFEM demonstrated excellent agreement in the simulations of the fracture trajectories compared to the experimental data.
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[en] MODEL FOR THE HIGH FREQUENCY RESPONSE OF LAMINATED CYLINDRICAL SHELLS / [pt] MODELAGEM DO COMPORTAMENTO EM ALTAS FREQUÊNCIAS DE CASCAS CILÍNDRICAS LAMINADASCARLOS ENRIQUE RIVAS ARONI 17 March 2003 (has links)
[pt] Esta dissertação trata da modelagem do comportamento
dinâmico de cascas cilíndricas laminadas numa faixa
considerada de altas frequências onde o comprimento de
onda é menor que a espessura da casca. Nestes casos,as teorias
tradicionais de cascas tem problemas para representar com
acuracidade a resposta dinâmica destas estruturas. Para
superar este inconveniente,empregou-se a teoria discreta
de Reddy para compósitos laminados.Esta teoria tem como
característica o emprego de funções de interpolação
para descrever a variação dos campos de deslocamento ao
longo da espessura do laminado. Assim, discretizou-se a
espessura da casca em lâminas delgadas na direção radial,
impondo condições cinemáticas para cada uma delas. Por
isto
um estado tridimensional de tensões foi assumido para cada
lâmina. Esta técnica permitiu a representação de campos
de
deslocamentos complexos na espessura do laminado
representativos daqueles associados às ondas guiadas em
altas frequências. A equação de estado que governa a
dinâmica da casca foi então obtida no domínio da
frequência
a partir da aplicação do principio variacional, sendo
empregado o método de Riccati para solucionar a mesma. A
validação da metodologia proposta nesta dissertação
foi feita comparando o espectro de frequência exato com
aquele previsto pela teoria aproximada. Desta forma
demonstrou-se que a teoria de Reddy é capaz de
representar
com precisão o comportamento dinâmico da casca cilíndrica
na faixa de alta frequência. Além disso, os resultados
obtidos na faixa de baixa frequência foram comparados
pelo
método dos elementos / [en] This dissertation addresses the problem of modeling the
dynamic response of laminated cylindrical shells in the
high frequency range -short wavelength-. In this range of
frequency, traditional theories fail to provide an
accurate result of the vibratory structural response; So,
in order to overcome this shortcoming, we employed a model
based on Reddys discrete layer-wise theory. In this method
the cylindrical shell is discretized in an arbitrary number
of layers in the radial direction, and a three dimensional
stress state is assumed in each one. Hence, the application
of this method let the representation of complexes
displacement elds through the thickness of the shell. This
characteristic is representative of displacement elds
associated to guided waves in the high frequency range. In
the frequency domain,the governing equations were written
in a state space form by applying a variational principle.
The solution of this state equation was obtained by
employing an algorithm based on a discrete version of the
Ricatti transformation.To validate the method proposed in
this dissertation, comparisons of the present work to the
exact wave-dispersion spectra were assessed with
excellent results. It indicates that the present method can
predict an accurate description of the dynamic response in
the high-frequency range. In the low frequency range, the
results of the theory of Reddy were compared with the nite
element method and, again, a good accuracy was obtained.
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[en] CEMENTITIOUS COMPOSITES REINFORCED WITH CURAUÁ FIBERS / [pt] COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS REFORÇADOS COM FIBRAS DE CURAUÁMARCELO DE SOUZA PICANCO 29 August 2006 (has links)
[pt] A busca por materiais alternativos que possam substituir
as fibras de amianto,
compondo o fibro-cimento, tem-se tornado objeto de estudos
recorrentes. As fibras
vegetais surgem como opção econômica, salubre e
ecologicamente adequada. O
objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento da
adição da fibra de curauá em
compósitos cimentícios, visando substituir o amianto. Essa
fibra mineral é bastante
conhecida pelos danos que provoca à saúde humana, já tendo
sido banida em muitos
países industrializados. Desde 1979, o Grupo de Pesquisas
em Materiais não
Convencionais da PUC-Rio tem desenvolvido trabalhos sobre
a aplicação das fibras
vegetais, disponíveis em abundância no Brasil, na
fabricação de componentes para a
construção civil, visando, principalmente, a produção de
habitação popular. A fibra
de curauá é de uso popular, na região conhecida como Baixo-
Amazonas, oeste do
Estado do Pará, na manufatura de cordas, cestas e tapetes,
já existindo os primeiros
plantios em escala comercial. Pouco conhecida nas demais
regiões do país, a fibra de
curauá ainda carece de estudos específicos sobre suas
propriedades físicas, químicas e
mecânicas, que possibilitem sua aplicação segura em
compósitos para a construção
civil. Nesse trabalho, foram estudadas as propriedades
físicas, mecânicas e microestruturas
das fibras de curauá, bem como de compósitos cimentícios
que as tiveram
como reforço. Buscou-se comparar o desempenho das fibras
de curauá e de seus
compósitos, com as fibras e compósitos de amianto e de
outras fibras vegetais, tais
como sisal, coco e juta. Os dados das fibras de sisal e
coco, tomados para efeito de
comparação, foram oriundos de trabalhos anteriores do
mesmo grupo de pesquisas da
PUC-Rio. Para as fibras de juta e compósitos cimentícios
com reforço de juta e de
sisal, foram obtidos dados através de ensaios realizados
no escopo desse trabalho. Os
resultados mostraram que a fibra de curauá possui
características físicas e mecânicas
que as habilitam à aplicação como reforço de matrizes
cimentícias, principalmente quando for almejada uma maior
ductilidade e capacidade de resistência após a
fissuração da matriz. / [en] In recent years, there has been an intense search
worldwide for an alternative
material, which can substitute the asbestos fibre, a
component of the asbestos cement,
which has been found to be hazardous to human and animal
health and has been
banned already in many countries. Since 1979 the Non-
conventional Materials
Research Group of PUC-Rio has carried out works on the
application of vegetable
fibres, available in abundance in Brazil, for the
fabrication of construction
components, aiming mainly at the fabrication of popular
housing. The curaúa fibre
has been studied as it is already of popular use in the
manufacturing of ropes, baskets
and carpets in the region, known as Baixo Amazonas, in the
state of Para, where the
first plantations have been organized on a commercial
scale. In this work, the
physical, mechanical and micro-structural properties of
the curauá fibres, as well as
their application as a cimenticious matrix reinforcement,
have been studied. The
performance of curauá fibres and its composites was
compared with other vegetable
fibres, such as sisal, coconut and jute, as a substitute
for asbestos fibres and its
composites. The data on sisal and coconut fibres from
previous works by the same
research group at PUC-Rio was considered for comparison.
The behaviour of jute
fibres, as well as cimenticious composites, reinforced
with jute and sisal fibres, have
also been studied in this work. The results have shown
that the curauá fibre has good
physical and mechanical characteristics that make it
suitable to be used as
reinforcement of cimenticious matrices, with a high
ductility and post-cracking
resistance capacity.
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[en] NUMERICAL ANALYSIS OF BAMBOO PILES FOR SLOPE STABILITY / [pt] UMA ANÁLISE NUMÉRICA DE ESTACAS DE BAMBU PARA ESTABILIZAÇÃO DE TALUDESANGEL MAURICIO JAIME DAVILA 26 November 2018 (has links)
[pt] O crescimento populacional descontrolado e o desenvolvimento urbano desordenado têm testemunhado danos severos em assentamentos humanos no mundo. Fenômenos naturais extremos, como consequência de uma mudança climática abrupta, como o intenso aumento do índice pluviométrico, provocaram incidentes de deslizamentos de taludes que dificilmente seriam ignorados desde as últimas décadas. Pilhas feitas de materiais convencionais como a madeira, aço e concreto têm sido tradicionalmente utilizados para a estabilização de taludes, com a finalidade de evitar incidentes de desabamentos de aterros. O presente trabalho estuda o uso de um material não convencional, o bambu da espécie Dendrocalamus Giganteus (DG) para estabilidade de taludes, como uma alternativa de material para pilha mais amigável ao ambiente graças a sua disponibilidade geográfica e capacidade de absorção de gases de efeito estufa. Suas dimensões e mais importantes suas propriedades mecânicas, são totalmente compatíveis com as de um elemento de estaca estabilizadora de taludes. Uma análise do Método dos Elementos Finitos (FEM) foi desenvolvida no software PLAXIS para testes em 2 e 3 dimensões. Usando um modelo de encosta instável reforçada com estacas de bambu para observar a interação do solo-estaca e avaliar o fator de segurança
(FS). Os resultados mostraram que as capacidades das pilhas de bambu são uma alternativa promissora para a estabilidade de taludes. / [en] Uncontrolled population growth and disorderly urban development had witnessed severe human settlement damages worldwide. Extreme natural phenomena consequence of abrupt climate change such as intense rainfall index increment had provoked landslides incidents hardly to ignore since last decades. Piles made of conventional materials such as timber, steel and concrete have traditionally been used for slope stabilization in order to prevent landslides incidents. The present paper studies the use of a non conventional material, the bamboo of the Dendrocalamus Giganteus (DG) species as bamboo-pile for slope stability, to become a more environmental friendly pile material alternative. Its dimensions and more important its mechanical properties, besides its geographical availability and greenhouse gases absorbing
capabilities totally matches for an ecologic slope stabilizing pile element. Finite Element Method (FEM) analysis of bamboo-pile was developed on PLAXIS software for 2 and 3 dimensional tests. An unstable slope model condition was reinforced with bamboo-piles to observe the soil-pile interaction and evaluate the safety factor (SF). The results showed that the capabilities of the bamboo-piles are a promising alternative for slope stability.
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[en] PANORAMA OF WASTE SORTING IN RIO DE JANEIRO CITY / [pt] PANORAMA DA COLETA SELETIVA NA CIDADE DO RIO DE JANEIROCICERO ANTONIO LIMA 27 November 2018 (has links)
[pt] O Panorama da Coleta Seletiva de resíduos domiciliares na cidade do Rio de Janeiro apresenta alguns aspectos atuais do Sistema de Coleta Seletiva e das Cooperativas de Catadores, na perspectiva da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), através de seu instrumento, o Plano Municipal de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos (PMGIRS). Baseadas em dados de coleta de resíduos da COMLURB e de outras fontes, foram feitas avaliações de desempenho da coleta seletiva, assim como, a partir de informações, contatos e visitas a alguns participantes do Sistema de Limpeza Urbana do Rio de Janeiro foi feita a avaliação de desempenho da gestão municipal da coleta seletiva e das organizações de catadores de coleta seletiva, utilizando-se de metodologia com indicadores e índices de Sustentabilidade. Apesar do destaque e da visibilidade histórica da Cidade do Rio de Janeiro, na questão do Desenvolvimento Sustentável o desempenho da coleta seletiva é muito modesto, se comparado com o de outras cidades brasileiras. Embora haja inúmeros instrumentos legais e estratégias, na prática este serviço não está devidamente implantado na Cidade, apesar do reconhecimento da sua importância. / [en] The general objective of this dissertation, as a panorama of waste sorting of household waste, is to present the legal compliance of the City of Rio de Janeiro with the guidelines, targets and first results of the Municipal Solid Waste Management Plan (PMGIRS 2013-2016) and (PMGIRS 2017-2020). Then, through the use of indicators of waste sorting of household waste in the City of Rio de Janeiro, to present a performance evaluation of waste sorting of household waste from the city of Rio de Janeiro, from 2014 to 2016. As a specific objective of the panorama is to make an evaluation of the management of waste sorting as well as organizations of waste sorting collectors, based on data, information and observations of qualitative research, through unstructured interviews and visits to stakeholders and companies, applying indicators and sustainability indexes for the management of waste sorting and waste scavengers organizations.
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[en] CHARACTERIZATION OF BAMBOO ALONG ITS CULM FOR THE PRODUCTION OF BAMBOO LAMINATED BEAMS / [pt] CARACTERIZAÇÃO DO BAMBU AO LONGO DO COLMO PARA A PRODUÇÃO DE VIGAS DE BAMBU LAMINADOJUAN SIMÓN OBANDO ZAPATA 06 October 2016 (has links)
[pt] As lâminas de bambu foram criadas para padronização da matéria prima de
modo a aumentar sua resistência, controlar sua forma e desenvolver elementos
estruturais sustentáveis e inovadores. O bambu é um material gradualmente
funcional (FGM) devido a sua progressiva distribuição de fibras por toda a
espessura de sua parede. Esta pesquisa apresenta os resultados de uma série de
investigaçóes experimentais em que o colmo de bambu (Dendrocalamus
giganteus) foi dividido em 6 segmentos de análise. Três divisões ao longo do seu
comprimento, em sua porção baixa, média e alta, e, em seguida, duas divisões de
sua espessura, interior e exterior. Na primeira série, os espécimes de cada
segmento foram testados separadamente para estabelecer o seu módulo de
elasticidade à tração Et. Seis tipos de vigas de bambu uniaxial-laminados, de 2,5
cm de largura, altura 5 centímetros e 50 cm de comprimento, foram montadas com
camadas de cada segmento específico do colmo do bambu, utilizando resina
adesiva de mamona. Quatro ensaios de flexão pontual foram realizados em
amostras de viga para estabelecer o módulo de elasticidade em flexão, Eb. Os
valores experimentais de ambos os grupos de amostra foram comparados com os
valores teóricos, aplicando a teoria da mecânica dos sólidos. Os resultados
forneceram informações para melhorar o arranjo dos segmentos das vigas de
lâminas de bambu sujeitas a cargas de flexão. Baseado nos resultados, também é
possível introduzir valores equivalentes para análises das propriedades mecânicas
das vigas usando a teoria da mecânica de sólidos. / [en] Laminated bamboo was created to standardize the raw material in order to
increase its strength, control its shape and develop sustainable and innovative
structural elements. Bamboo is a Functionally Graded Material (FGM) due to the
progressive distribution of the fibers across its wall thickness. This research
presents the results of an experimental investigation series in which bamboo culm,
of Dendrocalamus giganteus, was divided into 6 segments of analysis. Three
divisions along its length, bottom, middle and top, and then two divisions across
its wall thickness, inner and outer. In the first series, the specimens of each
segment were tested separately to establish their tensile modulus of elasticity Et.
Six types of bamboo uniaxial-laminated beam specimens of 2.5 cm width, 5cm
height and 50 cm length were assembled with layers from each particular segment
of bamboo culm, using resin of mamona adhesive. Four point bending tests were
conducted on beam specimens to establish the bending modulus of elasticity Eb.
Experimental values of both specimen groups were compared to those of
theoretical values, applying solid mechanics theory. The results provide
information to improve the segment arrangement of bamboo-laminated beams
upon subjection to bending loads. Based on the results, it is also possible to
introduce equivalent values for the analysis of the mechanical properties of the
beams, using solid mechanics theory.
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[en] STUDY OF THE INSERTION OF SPOUNGE GOURD AS STRUCTURAL REINFORCEMENT IN CEMENT MATRICES / [pt] ESTUDO DA INSERÇÃO DE FIBRA DE BUCHA VEGETAL COMO REFORÇO ESTRUTURAL EM MATRIZES CIMENTÍCIASVICTOR ANTUNES QUERIDO 31 August 2018 (has links)
[pt] O objetivo do presente estudo consistiu na obtenção, caracterização mecânica e química das fibras de bucha vegetal (Luffa cylindrica) utilizadas, e o emprego das mesmas como possível reforço de compósitos cimentícios. Inicialmente, as fibras de bucha foram encaminhadas à prensa mecânica para perder o seu formato cilíndrico, propiciando uma moldagem mais facilitada, dos posteriores compósitos. A partir daí, foram submetidas a ensaio de tração direta, dividindo-se entre filamento e tecido, difração de raios-x (DRX), espectroscopia de infravermelho (IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise em microscópio digital, com posterior análise em software digital. A matriz foi dosada, respeitando uma substituição parcial de 50 porcento de cimento, por materiais pozolânicos, como 40 porcento de metacaulinita e 10 porcento de cinza volante, com o objetivo de diminuir a quantidade de Hidróxido de Cálcio (HC), produto oriundo da hidratação do cimento. Também foi utilizado superplasticante na confecção da pasta, para melhorar a fluidez e assegurar que toda a área do molde fosse preenchida, além de prover o encharcamento uniforme da fibra. A caracterização química matriz se deu através do ensaio de termogravimetria (TGA), o qual foi capaz de corroborar a baixa presença de HC, propiciando a incorporação de fibras vegetais nessa matriz. As propriedades mecânicas foram avaliadas a partir de ensaio de flow tabe, de resistência à compressão e à flexão. O composto com a matriz supracitada foi confeccionado com as fibras de bucha vegetal nas direções do carregamento e posteriormente encaminhados ao ensaio de flexão de três pontos. Para agregar valor à discussão, foi fabricado um compósito sanduíche com a fibra de sisal (Agave sisalana) em conjunto com a fibra de bucha. Os compósitos cimentícios reforçados por fibra de bucha, e o compósito sanduíche apresentaram valores de resistência 33 porcento maiores, em relação aos corpos de prova moldados apenas com a matriz (sem reforço). / [en] The objective of this study was to obtain, mechanical and chemical fibre characterization of Loofah (Luffa cylindrica) used, and the use of same as possible reinforcement of cementitious composites. Initially, Loofah fibres were forwarded to the mechanical press for losing your cylindrical format, providing a more facilitated, molding of composite posterior. From there, were subjected to direct tensile test, dividing her time between filament and fabric, x-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IV), scanning electron microscopy (SEM) and microscope analysis Digital, with further analysis in digital software. The array was dosed, respecting a partial substitution of 50 per cent cement, Pozzolanic materials, such as 40 per cent metacaulinite and 10 per cent fly ash, with the goal of reducing the amount of calcium hydroxide (CH), native of cement hydration product. Superplasticizer was also used in the making of the folder, to improve the fluidity and ensure that the entire area of the mold were filled equally, in addition to providing the drenching fiber uniform. Chemical characterization through array of Thermogravimetry (TGA), which was able to corroborate the low presence of CH, resulting in the incorporation of vegetable fibers in this array. The mechanical properties were evaluated from flow tabe test, compression and flexural strenght. The compound with the above-mentioned matrix was made with Loofah fibres in the directions of loading and subsequently forwarded to the three-point flexural test. To add value to the discussion, made a sandwich composite with sisal fiber (Agave sisalana) in conjunction with the Loofah fiber. The cementitious composites reinforced by loofah fiber, and sandwich composite presented values of maximum 33 per cent larger in relation to specimens only molded array (no reinforcement), although it is not an improvement as significant as found in other synthetic or natural fibers, already studied and some in use by industry.
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[en] EXPERIMENTAL DETERMINATION OF FRACTURE TOUGHNESS OF MODE I (KIC) AND MODE II (KIIC) DO BAMBOO / [pt] DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA TENACIDADE DO BAMBU DO MODO I (KIC) E MODO II (KIIC)CAMILO ANDRES RUSINQUE GUATIBONZA 28 July 2010 (has links)
[pt] Durante as ultimas três décadas, as pesquisas cientificas sobre bambu
como material de engenharia concentraram-se na caracterização física e
mecânica nos níveis macro, meso, micro e alguns trabalhos no nível nanoestructural.
As praticas de uso de bambu inteiro mostram ao longo do tempo
trincas na superfície que são provocadas por razão da variação da umidade, da
temperatura e entalhes gerados durante o processo de fabricação de peças
estruturais. A presença das trincas tem grande influenciam na resistência
desses elementos. Este aspecto do comportamento do bambu ainda é assunto
de estudo na fase inicial. O presente trabalho apresenta os resultados da
pesquisa teórico-experimental realizada para a determinação dos valores
característicos dos fatores de intensidade de tensões, K(C), e as taxas de
dissipação de energia, G(C), para os modos I e II, utilizando metodologias
experimentais aplicadas aos materiais compósitos. Foi estudada a espécie
Dendrocalamus Giganteus da parte basal do bambu do campus da PUC-Rio. A
dimensão do corpo-de-prova tinha seção transversal retangular de 10x10mm e
100 mm de comprimento do vão livre com entalhes induzidos. Os corpos-deprova
foram submetidos à flexão em quatro pontos para diferentes valores de
tamanho de entalhe. São apresentados os resultados de carga-deslocamento
na metade do comprimento e as deformações relativas nas faces externa,
interna e lateral dos corpos-de-prova. Os valores das taxas dissipação de
energia e fatores de intensidade de tensões foram calculados a partir da curva
de carga - deslocamento. / [en] During the last three decades, the research on bamboo as engineering
material was carried on through the physical and mechanic characterizations in
the levels macro, meso, micro and some works in the nano-structural level. In
practice, the use of entire bamboo shows cracks on the surface throughout the
time, that are provoked by variation of the moisture, the temperature and
notches generated during the process of manufacture of structural parts. The
crack presence has influences on the resistance of these elements. This aspect
of the bamboo behaviour is still subject of study in the initial phase. This work
presents the results of a theoretical and experimental research for the
determination of the characteristic values of the intensity stress factors, K(C), and
the release energy, G(C), for modes I and II, using methodologies applied to the
composites materials. It was studied the basal part of the specie
Dendrocalamus Giganteus of the Pontifícia Universidade Católica do Rio de
Janeiro campus (PUC-Rio). The specimens had rectangular shape with
transversal section of 10x10mm and 100mm of length with notch; each one was
tested in four points bend for different values of notch size. The results
correspond to curves load-displacement in the half span; and strain in the
external, internal and lateral sides of the specimen. The values of release
energy and intensity stress factors have been calculated from the curve loaddisplacement.
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