41 |
[en] ANALYSIS OF THE CEMENT-TREATED AGGREGATE BASE MATERIAL BEHAVIOR WITH A TIRE RUBBER ADDITION FOR PAVEMENTS BASE APPLICATIONS / [pt] ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE BRITA GRADUADA TRATADA COM CIMENTO COM A ADIÇÃO DE BORRACHA DE PNEUS PARA APLICAÇÃO EM CAMADAS DE BASE DE PAVIMENTOSCIRO LOYOLA TESSARI 25 April 2018 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta um estudo técnico experimental sobre a utilização de borracha moída de pneu (BMP) como adição, juntamente com cimento Portland à brita graduada simples (BGS), no intuito de avaliar a aplicabilidade desse material em camadas de base de pavimentos rodoviários. Como resultado obtémse uma BGTC - Brita graduada tratada com cimento, com adição de BMP. O principal objetivo da adição de borracha na BGTC é reduzir o fissuramento, que é um problema comum em bases cimentadas. Para melhor comparação dos resultados das misturas com adições de borracha foi realizada uma mistura de BGTC sem adições, a qual foi tratada como mistura padrão neste estudo, com 3 por cento, 4 por cento e 5 por cento de cimento. O agregado granítico selecionado para esta pesquisa é proveniente de jazida situada no município de Cariacica/ES e foi escolhido por ter apresentado bom desempenho nos ensaios de caracterização. A partir da análise granulométrica realizada na borracha, selecionou-se para esse estudo a fração passante na peneira de 2,38mm e retida na peneira de 1,19 mm. Foram estuadas as seguintes
porcentagens de adição de BMP: 0,5 por cento, 1,0 por cento, 1,5 por cento, 2,5 por cento, 3,5 por cento e 4,5 por cento. As amostras foram submetidas a ensaios de compactação, compressão simples, compressão
diametral, triaxial de cargas repetidas e microscopia eletrônica de varredura. Os ensaios de compressão simples foram realizados com tempos de cura de 7, 28 e 56 dias. Os ensaios de compressão diametral foram realizados com tempos de cura de 28 e 56 dias. Os ensaios triaxiais de carga repetida foram realizados com tempo de cura de 56 dias. Os resultados obtidos foram satisfatórios, sendo dependentes do teor de BMP utilizados e do tempo de cura. Dentre as composições de BMP estudadas, a que apresentou o melhor comportamento foi a que possuia adição de 1,5 por cento de borracha e 56 dias de cura. Esta adição apesar de reduzir a RCS e a RTCD em 30 por cento e 28 por cento respectivamente, proporcionou melhoria no comportamento resiliente e menor perda de resistência na região pós pico perante o ensaio de RCS. Tal fato ressalta o emprego positivo de borracha de pneu triturada em camadas de base de pavimentos rodoviários, tanto sob a ótica da engenharia de pavimentos quanto em relação a questões ambientais e econômicas. / [en] This work presents a technical and experimental study on the use of tire rubber as an addition, together with Portland cement, to a simple graded gravel, in order to evaluate the applicability of this material in the base layers of road pavements. As a result, cement-treated graded gravel with the addition of rubber is obtained. The main objective of the addition of rubber is to reduce cracking, which is a common problem in cemented bases. A standard mixture of cement-treated graded gravel was carried out for better comparison between the mixtures with additions of 3 percent, 4 percent and 5 percent of cement. The granitic aggregate selected for this research came from the municipality of Cariacica/ES and was selected because it presented an appropriate performance in the characterization tests. From the granulometric analysis performed on this material, the fraction passing the sieve 2,38 mm and retained in the sieve 1,19 mm, was selected for this study. In this study were selected 0,5 percent, 1,0 percent, 1,5 percent, 2,5 percent, 3,5 percent and 4,5 percent additions of rubber. The blends were subjected to compaction, direct compression, split tensile, cyclic triaxial and scanning electron microscope tests. Direct compression tests were performed with cure times of 7, 28 and 56 days. Split tensile tests were performed with curing time of 28 and 56 days. Cyclic triaxial tests were performed with curing time os 56 days. The results were satisfactory, being dependent on the content of rubber and the curing time. Among the blends that were analyzed, 1,5 percent of addition and 56 days of curing time leaded to the best results. Despite the reduction of 30 percent and 28 percent in the compression and tensile resistances, this amount of rubber
addition provided a better resilient behavior and a higher post pick resistance in the compression test. This fact highlights the positive use of tire rubber in pavement base layers, not only from the standpoint of pavement engineering, but promoting gains of sustainability and economy as well.
|
42 |
[en] THE PHYSICAL, MECHANICAL AND MESO-STRUCTURAL PROPERTIES OF THE BAMBOO GUADUA WEBERBAUERI OF ACRE / [pt] AS PROPRIEDADES FÍSICAS, MECÂNICAS E MESO-ESTRUTURAL DO BAMBU GUADUA WEBERBAUERI DO ACREJOSE ROBERTO DE LIMA MURAD 16 October 2007 (has links)
[pt] O bambu apresenta baixo consumo de energia e baixo custo
de produção,
além de ser um material renovável e ecológico. É um
material potencialmente
promissor que vem demonstrando grandes qualidades para a
construção civil.
Estudos mostraram que a relação resistência à tração e
peso específico do
bambu é 2,77 vezes maior que a do aço. Este trabalho tem
como objetivo a
caracterização física, mecânica e meso-estrutural do bambu
da espécie Guadua
weberbaueri para possível aplicação na engenharia civil
como material não
convencional. Os resultados dos ensaios mecânicos
mostraram valores
compatíveis a outras espécies pesquisadas. Concluiu-se que
o material quando
sujeito a carga de tração, cisalhamento ou compressão
apresentou
comportamento semelhante ao de outras espécies já
estudadas, desde 1979, no
Departamento de Engenharia Civil da PUC-Rio, sob a
orientação do professor
Khosrow Ghavami. Onde foram desenvolvidos vários programas
de investigação
para o emprego do bambu e outras fibras vegetais na
construção de edificações
de baixo custo, substituindo produtos de asbesto, aço,
cimento e outros
materiais poluentes e não renováveis. Podendo este ser
utilizado como material
alternativo na engenharia civil. / [en] The bamboo presents low consumption of energy and low cost
of
production, beyond being a renewable and ecological
material. It is a potentially
promising material that comes demonstrating great
qualities for the civil
construction. Studies had shown that the relation tensile
strenght and specific
weight of the bamboo is 2,77 times bigger that of the
steel. This thesis presents
the results of an experimental investigation to establish
the physical, mechanics
and meso-structural, of the bamboo of the species Guadua
weberbaueri for
possible application in the civil engineering as a non-
conventional material. The
results of the mechanical rehearsals showed compatible
values to other
researched species. It was concluded that the material
when subject to traction
loads, shear or compression presented similar behavior to
the of other studied
species already, since 1979, in the Department of Civil
Engineering of PUC-Rio,
under the orientation of professor Khosrow Ghavami. Where
some programs of
inquiry for the vegetal job of the bamboo and other staple
fibers in the
construction of edifications of low cost had been
developed, substituting pollutant
products of asbestos, steel, cement and other pollutant
materials didn´t renew.
Being able this being used as non-conventional material in
civil engineering.
|
43 |
[en] A CONSTITUTIVE MODEL FOR FIBER REINFORCED CONCRETE / [es] UN MODELO CONSTITUTIVO PARA CONCRETO CON FIBRAS / [pt] UM MODELO CONSTITUTIVO PARA CONCRETO COM FIBRASLEONARDO CRAVEIRO SIMOES 19 April 2001 (has links)
[pt] Nos últimos 40 anos, tem-se observado um crescente
interesse por compósitos formados pela adição de fibras a
matrizes de concreto, os chamados concretos reforçados com
fibras. Esse interesse é justificado, sobretudo, pelo
significativo ganho em tenacidade que as fibras
proporcionam, atenuando as características frágeis do
concreto. De fato, em virtude do mecanismo de reforço
promovido pelas fibras, o concreto com fibras é capaz de
absorver muito mais energia de deformação até a ruptura,
apresentando, no regime pós-fissuração, um comportamento
muito mais suave que o concreto simples. Esse comportamento
é acompanhado por um processo de fissuração mais uniforme,
no qual observam-se fissuras mais finas e menos espaçadas.
Além disso, registram-se aumentos nos valores de
resistência do material e nos níveis de deformação que ele
atinge até seu completo esgotamento.
Tendo em vista os benefícios que as fibras aportam ao
desempenho do concreto, seu emprego seria recomendável a
estruturas em que a ductilidade é um dos parâmetros
principais de projeto, ou naquelas feitas com concretos de
alta resistência, uma vez que estes apresentam um
comportamento ainda mais frágil que os concretos de
resistência normal. Além disso, a utilização de fibras no
combate aos esforços de cisalhamento mostra-se extremamente
vantajosa e promissora.
Neste trabalho, apresenta-se um modelo constitutivo para
concreto reforçado com fibras baseado na formulação
hipoelástica de ELWI E MURRAY (1979), originalmente
proposta para concreto simples. As especificidades do
comportamento do concreto com fibras frente às mais
diversas solicitações, tais como, tração, compressão e
cisalhamento, são incorporadas ao modelo através de
relações tensão-deformação adequadas a esse material. Tais
relações provêm de estudos analíticos e experimentais sobre
o assunto, publicados na literatura técnica especializada.
O modelo assim obtido é implementado no programa FEPARCS
(ELWI E MURRAY, 1980), capaz de realizar análises númericas
não-lineares através do método dos elementos finitos. Por
fim, utiliza-se esse program para simular a resposta de uma
estrutura de concreto com fibras, cujo ensaio experimental
aparece minuciosamente descrito em (CRAIG, 1987). Os
resultados numéricos obtidos são comparados com os
experimentais correspondentes, em termos da curva carga
versus deslocamento, desenvolvimento e distribuição de
fissuras, progressão do escoamento da armadura longitudinal
(convencional) e modo de ruptura. Avalia-se, então, a
eficiência da implementação realizada na descrição do
comportamento de estruturas de concreto com fibras. / [en] Along the past forty years, an increasing interest on
composite materials formed by the
addition of discrete fibers to a concrete matrix is being
observed. These composites are known
as fiber reinforced concretes. The interest on the use of
fibers as reinforcement is justified by
their significative contribution to concrete thoughness, as
they reduce the brittle characteristics
of that material. In fact, due to fiber reinforcement
mechanism, fiber reinforced concrete can
absorb much more strain energy until failure, in comparison
to ordinary concrete. The cracking
process seems to be more uniform, as the distance between
cracks are reduced. Besides that,
the material strength and the deformation levels at
cracking and rupture are greater, on the
case of fiber reinforced concrete.
The benefits that fibers bring to concrete behavior
indicate that they could be used as
complementary reinforcent for concrete structures when
ductility is a major design concern, or
when high strength concrete is employed, as this class of
material tends to be much more brittle
then normal strength concrete. Fibers are also effective as
shear reinforcement, and they could
even replace stirrups in this function.
In this work, a constituive model for fiber reinforced
concrete is presented. This model
is based on the formulation originally proposed by ELWI AND
MURRAY (1979) for the case of
ordinary concrete. The behavior characteristcs of fiber
reinforced concrete are incorporated as
adaquated uniaxial stress-strain relations in tension and
compression. The behavior under shear
stress is also considered. The model is then implemented in
the finite element program
FEPARCS (ELWI AND MURRAY, 1980). A numerical analysis on
the response of a fiber
reinforced concrete structure is conducted. Results
reported in technical literature (CRAIG,
1987) are compared to those obtained by the finite element
analysis. The efficiency of the
model is then verified. / [es] En los últimos 40 anos, se ha observado un creciente
interés por compuestos formados por la adición de fibras a
matrizes de concreto, los llamados concretos reforzados con
fibras. Ese interés se debe a la significativa ganancia en
tenacidad que las fibras proporcionan, atenuando las
características frágiles del concreto. De hecho, en virtud
del mecanismo de refuerzo promovido por las fibras, el
concreto con fibras es capaz de absorver mucha más energía
de deformación hasta la ruptura, presentando, en el régimen
posfisuración, un comportamiento mucho más suave que el
concreto simple. Este comportamiento se ve acompañado por
un proceso de fisuración más uniforme, en el cual se
observan fisuras más finas y menos espaciadas. Además, se
registran aumentos en los valores de resistencia del
material y en los niveles de deformación que alcanza hasta
su completa destrucción. Teniedo en cuenta los beneficios
que las fibras aportan al desempeño del concreto, sería
recomendable su empleo en extructuras donde la ductilidad
es uno de los parámetros principales de proyecto, o en
aquellas hechas con concreto de alta resistencia, ya que
éstos presentan un comportamiento más frágil que los
concretos de resistencia normal. En este trabajo, se
presenta un modelo constitutivo para concreto reforzado con
fibras que tiene como base la formulación hipoelástica de
ELWI Y MURRAY (1979), originalmente propuesta para concreto
simple. Las especificidades del comportamiento del concreto
con fibras frente a las más diversas solicitudes, tales
como, tracción, compresión y cisallamiento, se incorporan
al modelo a través de relaciones tensión-deformación
adecuadas a ese material. Tales relaciones provienen de
estudios analíticos y experimentales sobre el asunto,
publicados en la literatura técnica especializada. La
implementación del modelo obtenido fue realizada a través
del programa FEPARCS (ELWI Y MURRAY, 1980), capaz de
realizar análisis númerico no lineal a través del método de
los elementos finitos. Por fin, se utiliza ese programa
para simular la respuesta de una extructura de concreto con
fibras, cuyo ensayo experimental aparece minuciosamente
descrito en (CRAIG, 1987). Los resultados numéricos
obtenidos se comparan con los experimentales
correspondientes, considerando la curva carga versus
deslocamiento, desarrollo y distribuición de fisuras,
progresión del deslizamiento de la armadura longitudinal
(convencional) y modo de ruptura. Se evalúa entonces, la
eficiencia de la implementación en la descrición del
comportamiento de extructuras de concreto con fibras.
|
44 |
[en] THE SIMPLIFIED HYBRID BOUNDARY ELEMENT METHOD APPLIED TO TIME DEPENDENT PROBLEMS / [pt] O MÉTODO HÍBRIDO SIMPLIFICADO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO APLICADO A PROBLEMAS DEPENDENTES DO TEMPORICARDO ALEXANDRE PASSOS CHAVES 22 March 2004 (has links)
[pt] O Método Híbrido dos Elementos de Contorno foi introduzido
em 1987. Desde então, o método foi aplicado com sucesso a
diferentes tipos de problemas de elasticidade e potencial,
inclusive problemas dependentes do tempo. Esta Tese
apresenta uma tentativa para consolidar a formulação
simplificada do Método Híbrido dos Elementos de Contorno
para a análise geral da resposta dinâmica de sistemas
elásticos. Baseado em um método de superposição modal, um
conjunto acoplado de equações diferenciais de movimento de
alta ordem é transformado em um conjunto desacoplado de
equações diferenciais de segunda ordem que podem ser
integradas normalmente por meio de procedimentos
conhecidos. Este método também é uma extensão de uma
formulação introduzida por J. S. Przemieniecki, para a
análise de vibração livre de barras e elementos de viga
baseada em uma série de freqüências. O método trata
estruturas restringidas, com condições iniciais não
homogêneas dadas como valores nodais e também através de
campos prescritos no domínio, assim como forças genéricas
de massa (além de forças inerciais). Esta tese também tem
por objetivo estabelecer a consolidação conceitual da
aplicação da versão simplificada do Método Híbrido dos
Elementos de Contorno a materiais com gradação funcional.
São obtidas várias classes de soluções fundamentais para
problemas de potencial dependentes e independentes do
tempo, para a análise no domínio da freqüência combinada
com uma técnica avançada (mencionada acima) de superposição
modal baseada em séries de freqüências. Com isso, consegue-
se a utilização de integrais somente no contorno mesmo para
materiais heterogêneos. Apresenta-se um grande número de
resultados numéricos de problemas bidimensionais, para
validação dos desenvolvimentos teóricos realizados. / [en] The hybrid boundary element method was introduced in 1987.
Since then, the method has been successfully applied to
different problems of elasticity and potential, including
time-dependent problems. This thesis presents an attempt to
consolidate a formulation for the general analysis of the
dynamic response of elastic systems. Based on a mode-
superposition technique, a set of coupled, higher-order
differential equations of motion is transformed into a set
of uncoupled second order differential equations, which may
be integrated by means of standard procedures. The first
motivation for these theoretical developments is the hybrid
boundary element method, a generalization of T. H. H.
Pian`s previous achievements for finite elements, which,
requiring only boundary integrals, yields a stiffness
matrix for arbitrary domain shapes and any number of
degrees of freedom. The method is also an extension of a
formulation introduced by J. S. Przemieniecki, for the free
vibration analysis of bar and beam elements based on a
power series of frequencies. It handles constrained and
unconstrained structures, non-homogeneous initial
conditions given as nodal values as well as prescribed
domain fields and general domain forces (other than
inertial forces). This thesis also focuses on establishing
the conceptual framework for applying the simplified
version of the hybrid boundary element method to
functionally graded materials. Several classes of
fundamental solutions for steady-state and time-dependent
problems of potential are derived for a frequency-domain
analysis combined with an advanced mode superposition
technique based on a power series of frequencies. Thus, the
boundary-only feature of the method is preserved even with
such spatially varying material property.Several numerical
examples are given in terms of an efficient patch test for
irregular bounded, unbounded and multiply connected regions
submitted to high gradients.
|
45 |
[en] PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF THE PEACH PALM (BACTRIS GASIPAES KUNTH) AS A STRUCTURAL COMPOSITE MATERIAL / [pt] PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DA PUPUNHA (BACTRIS GASIPAE KUNTH) COMO MATERIAL ESTRUTURAL COMPOSTO12 November 2021 (has links)
[pt] Para desenvolver materiais sustentáveis e estruturais, as técnicas de construção tradicionais são avaliadas em termos de normas técnicas de engenharia e os métodos de construção equivalentes são melhorados para aperfeiçoar o desempenho estrutural. No entanto, o uso de materiais naturais é limitado pelas tradições culturais com pouca ou nenhuma padronização, um exemplo é a diversidade de palmeiras nos trópicos latino-americanos, material para construções indígenas e outros usos. Portanto, este trabalho apresenta resultados da micro-estrutura, meso- estrutura e macro-estrutura para duas idades de troncos de palma Bactris gasipaes Kunth comumente conhecida como Pupunha. A microscopia óptica digital foi usada para a análise micro-estrutural, e para caracterizar a macroestrutura foi utilizado o processamento digital de imagens encontrando-se a variação da fracção de volume de fibras e o elemento de volume representativo (RVE). Além disso, foi realizada uma analise experimental para determinar as propriedades físicas básicas (umidade e gravidade especifica) e as propriedades mecânicas à tensão, flexão e torção,
gerando como resultado a força máxima de tração (TS), o módulo de elasticidade de tração (TMO), o módulo de elasticidade de flexão (BMOE) e o módulo de rigidez (MOR). / [en] To develop sustainable and structural materials, traditional construction techniques are evaluated in terms of engineering standards and methods of equivalent design are improved to optimize structural performance. However, the use of natural materials is limited by cultural traditions with little or no
standardization, one example is the diversity of palms in the Latin American tropics, material of indigenous constructions and others uses. Therefore, this work presents results of micro-structure, meso-structure and macro-structure for two ages of palm stem Bactris gasipaes Kunth groups commonly known as Peach Palm or Pupunha. Optical microscopy was performed for the micro structural analysis. Digital Image Processing was used to characterize the macrostructure, the variation of fiber volume fraction and the representative volume element (RVE). Furthermore, experimental research was carried out to determine basic physical properties (moisture and specific gravity) and mechanical properties to tension, flexion and torsion, generating as results the maximum tensile Strength (TS), the tensile modulus of elasticity (TMOE),
bending modulus of elasticity (BMOE) and Modulus of Rigidity (MOR).
|
46 |
[pt] DESENVOLVIMENTO DE ELEMENTOS FINITOS HÍBRIDOS PARA A ANÁLISE DE PROBLEMAS DINÂMICOS USANDO SUPERPOSIÇÃO MODAL AVANÇADA / [en] DEVELOPMENT OF HYBRID FINITE ELEMENTS FOR ANALYSIS OF DYNAMICS PROBLEMS USING ADVANCED MODE SUPERPOSITIONPLINIO GLAUBER CARVALHO DOS PRAZERES 02 January 2006 (has links)
[pt] O método híbrido de elementos finitos, proposto por Pian
com base no
potencial de Hellinger-Reissner, provou ser um avanço
conceitual entre as
formulações de discretização, tendo sido explorado
extensivamente desde então
por códigos acadêmicos e comerciais, também levando em
conta uma série
independente dos mais recentes desenvolvimentos chamados
métodos de
Trefftz. O método híbrido de elementos de contorno é uma
generalização bem
sucedida da formulação original de Pian, em que funções de
Green são usadas
como funções de interpolação no domínio, possibilitando
assim a modelagem
robusta e precisa de formas arbitrárias submetidas a
vários tipos de ações.Mais
recentemente, uma proposição de Przemieniecki - para a
análise geral de
vibração livre de elementos de treliça e viga - foi
incorporada à formulação de
elementos híbridos de contorno e estendida para a análise
de problemas
dependentes do tempo fazendo uso de um processo de
superposição modal
avançada que leva em conta condições iniciais gerais assim
como ações de
corpo gerais, além de efeitos inerciais. A presente
contribuição pretende trazer
para elementos finitos os melhoramentos conceituais
obtidos no contexto do
método híbrido de elementos de contorno. Uma grande
família de macro
elementos finitos híbridos é introduzida para o tratamento
unificado em 2D e 3D,
de problemas estáticos e transientes de elasticidade e
potencial com base nas
soluções fundamentais não-singulares. É também mostrado
que materiais nãohomogêneos,
como os novos materiais com gradação funcional, podem ser
tratados consistentemente, pelo menos para problemas de
potencial. Alguns
exemplos numéricos simples são apresentados como
ilustração dos
desenvolvimentos teóricos. / [en] The hybrid finite element method, proposed by Pian on the
basis of the
Hellinger-Reissner potential, has proved itself a
conceptual breakthrough among
the discretization formulations, and has been extensively
explored both
academically and in commercial codes also taking into
account an independent
series of more recent developments called Trefftz methods.
The hybrid boundary
element method is a successful generalization of Pian´s
original formulation, in
which Green´s functions are taken as interpolation
functions in the domain, thus
enabling the robust and accurate modeling of arbitrarily
shaped bodies submitted
to several types of actions. More recently, a proposition
by Przemieniecki - for
the generalized free vibration analysis of truss and beam
elements - was
incorporated into the hybrid boundary element formulation
and extended to the
analysis of time-dependent problems by making use of an
advanced mode
superposition procedure that takes into account general
initial conditions as well
as general body actions, besides the inertial effect. The
present contribution aims
to bring to finite elements the conceptual improvements
obtained in the frame of
the hybrid boundary element method. A large family of
hybrid, macro finite
elements is introduced for the unified treatment of 2D and
3D, static and transient
problems of elasticity and potential on the basis of
nonsingular fundamental
solutions. It is also shown that nonhomogeneous materials,
as the novel
functionally graded materials, may be dealt with
consistently, at least for potential
problems. Some simple numerical examples are shown to
illustrate the
theoretical developments.
|
47 |
[pt] NANOTRIBOLOGIA EM GRAFENO E OUTROS MATERIAIS ATOMICAMENTE FINOS / [en] NANOTRIBOLOGY OF GRAPHENE AND OTHER ATOMICALLY THIN MATERIALSFELIPE PTAK LEMOS 28 December 2020 (has links)
[pt] Neste trabalho foi estudado o atrito em escala nanométrica em materiais
atomicamente finos, como o grafeno e os dicalcogenetos de metais de transição
(TMD) como o dissulfeto de molibdênio (MoS2) e o dissulfeto de tungstênio
(WS2). Para tanto, foi utilizado um microscópio de força atômica (AFM), de
modo que uma ponta de nitreto de silício suportada por uma haste (cantiléver)
é deslizada sob a superfície do material em análise, e o atrito é quantificado
de acordo com a deformação lateral da haste. Diferentes parâmetros foram
alterados durante a varredura para verificar suas influências, tais como a força
normal aplicada durante a varredura e a velocidade relativa em que o sistema
ponta-amostra desliza. Parâmetros relativos às superfícies, como número de
camadas, rugosidade e adesão também foram investigados. Com a variação da
velocidade de deslizamneto, verificamos uma dependência linear com o logaritmo
da velocidade, até um ponto de saturação. Esta dependência é amplificada
de acordo com o número de camadas do grafeno, de modo que numa monocamada
essa inclinação é mais acentuada do que nas demais camadas. Usando o
modelo de Prandtl-Tomlinson termicamente ativo, conseguiu-se determinar o
potencial de interação entre a ponta do AFM e a superfície analisada, as forças
críticas em que a saturação do atrito ocorre e a frequência estipulada com que
os eventos de superação da barreira de pontecial acontecem. Com a variação
da força normal aplicada, os resultados mostram que grafeno e MoS2 seguem
o modelo Johnson-Kendall-Roberts (JKR) de mecânica de contato, enquanto
o WS2 segue o modelo Derjaguin-Muller-Toporov (DMT). Para explicar tal
diferença, uma hipótese associada ao efeito piezoelétrico é estipulada. Ademais,
foi observado que a contaminação das superfícies de grafeno por adsorção de
hidrocarbonetos pela exposição ao ar aumenta o atrito medido, e altera sua
relação à carga aplicada. Os estágios iniciais da contaminação foram observados,
e notou-se que esta se propaga da monocamada para as demais camadas
da folha de grafeno, com diferentes taxas de área contaminada por tempo. / [en] In this work, the friction mechanism at the nanoscale of atomically thin
materials such as graphene, transition metal dichalcogenides (TMD) such as
molybdenum disulfide (MoS2) and tungsten disulfide (WS2), and muscovite
mica was studied with the use of an atomic force microscope (AFM). The AFM
scans these materials surfaces with a silicon nitride tip which is attached at the
end of a cantilever. The tips slides through the surface and friction is measured
by the torsional deflection of the cantilever. Parameters such as applied normal
load and sliding speed were varied in order to verify their influences. Surfaces
properties such as number of layers, roughness and tip-sample adhesion were
also analyzed. The sliding speed experiment shows a linear dependence with
the logarithm of the scanning velocity, until friction reaches a saturation
point, where it remains the same even at higher velocities. Such dependence
is amplified with the number of graphene layers, as a monolayer presents a
steeper curve than few layers graphene. The data was fitted using the thermally
active Prandtl-Tomlinson model and the tip-sample interaction potential was
estimated, as well as the critical forces at which friction saturation occurs and
the hop frequency at which a potential barrier is surpassed. In the applied
normal load experiment, results shows that both graphene and MoS2 follow
the Johnson-Kendall-Roberts (JKR) model, while WS2 and mica follows the
Derjaguin-Muller-Toporov (DMT) model. In order to explain the different
behavior in both TMDs samples, a hypothesis associated with the piezoelectric
effect is proposed. Furthermore, the influence of airborne contamination in the
friction of graphene was studied. Results shows that the contact mechanics
is altered due to adsorbed hydrocarbon molecules on the graphene flakes.
Initial stages of contamination shows that it propagates from the monolayer
to subsequent layers, with a different contaminated area over time rate.
|
48 |
[en] A STUDY OF NORMAL STRESSES IN SHEAR FLOW OF VISCOPLASTIC MATERIALS / [pt] ESTUDO DAS TENSÕES NORMAIS EM ESCOAMENTO CISALHANTE DE MATERIAIS VISCOPLÁSTICOSTATIANA NACCACHE ROCHINHA 06 June 2022 (has links)
[pt] Esse trabalho propõe investigar medidas de tensão normal para materiais com
tensão limite de escoamento. O reômetro ARES-G2 da TA Instruments de deformação controlada foi utilizado para estudar três diferentes materiais elastoviscoplásticos. Um procedimento experimental simples e efetivo foi desenvolvido para obter resultados repetitivos de medidas em regime permanente e
transiente. Respostas interessantes foram obtidas mediante comparação dos resultados destes fluidos. Para a dispersão de Carbopol e o gel de cabelo, os resultados entre os testes transientes e em regime permanente foram bastante similares.
Porém, o mesmo não foi observado para a emulsão altamente concentrada. Além
disso, variáveis como N1, phi1, gamaponto, tau, G,G,eta, tauy,sigmas, foram exploradas para um
melhor entendimento do estado de tensão desses materiais. Ademais, as tensões
normais medidas foram extremamemente mais altas que as tensões cisalhantes,
quando o material foi submetido à baixas taxas de cisalhamento. Para altas taxas
de cisalhamento, diferentemente dos outros dois fluidos, a emulsão altamente
concentrada apresentou valores de tensão normal que eram mais baixos do que
os de tensão cisalhante. Por fim, em contraste com a maioria dos resultados encontrados na literatura, apenas tensões normais negativas foram obtidas para os
materiais estudados. / [en] This work proposes to investigate normal stress measurements for yield stress
materials. Using an ARES-G2 TA Instruments strain-controlled rheometer,
three different elastoviscoplastic materials were studied. A simple but effective experimental procedure was developed to obtain repetitive results for both
steady-state and transient measurements. These tests were put to comparison,
and interesting results were obtained. For the Carpobol dispersion and the commercial hair gel, transient and steady-state results were quite similar. Although,
the same was not observed for the highly concentrated emulsion. Also, variables
such as N1, phi1, gamaponto, tau, G,G,eta, tauy,sigmas were explored to better understand the
stress state of these materials. Furthermore, normal stresses were significantly
higher than shear stresses, while all materials were submitted to low shear rates.
For high shear rates, different from the other two fluids, the highly concentrated
emulsion displayed normal stress values that were lower than shear stress ones.
Finally, in contrast with most results found in literature, only negative normal
stress results were obtained for the materials studied.
|
49 |
[pt] DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS VERDES PARA HABITAÇÕES SOCIAIS / [en] DEVELOPMENT AND CHARACTERIZATION OF GREEN COMPOSITES FOR SOCIAL HOUSINGNATALIA VICTORIA DOS SANTOS 14 September 2021 (has links)
[pt] Os profissionais da construção civil vêm se tornando mais conscientes sobre seu papel no agravamento dos problemas ambientais, levando estes à procura de métodos e materiais que apresentem menos impacto ambiental. O uso de fibras vegetais como reforço vem sendo feito ao longo dos anos de forma a melhorar as propriedades mecânicas de compósitos, sendo estas de caráter renovável e biodegradáveis. A presente pesquisa visa a caracterização de biocompósitos para fabricação de habitações sociais de baixo impacto ambiental através do processo de moldagem por compressão das placas de vedação de tecido de fibra de juta e matriz de poliuretano vegetal e de impressão 3D de perfis e ligações de PLA e fibra vegetal de juta, sisal e rami. Para as placas moldadas por compressão foi feito um estudo da influência da direção da fibra nas propriedades mecânicas, constatando, através de ensaio de flexão monotônica, que a direção principal da fibra (urdume do tecido) apresenta a melhor resistência e maior rigidez, alcançando 37,2 mais ou menos 0,9MPa e 10,4 mais ou menos 1,1GPa, respectivamente. Analisando os efeitos à longo prazo, foi estudado o efeito da radiação ultravioleta nas placas, onde foram feitos ensaios em corpos de prova nas direções 0 graus e 90 graus expostos a uma lâmpada ultravioleta de 365nm por 3 (três) meses. Além disso, com os resultados dos ensaios foi possível aplicar a regra das misturas de forma inversa na determinação das propriedades da fibra e da matriz. Para os compósitos impressos 3D foi analisada a influência do tipo de fibra na resistência à tração e rigidez do material. Pelo ensaio à tração foram constatados aumentos significativos na resistência com o uso de fibras de rami (61,8 por cento) e sisal (110,8 por cento), chegando à resistência de 45,5 mais ou menos 6,1MPa e 59,3 mais ou menos 4,1MPa, respectivamente. / [en] Civil construction professionals have become more aware of their role in aggravating environmental problems, leading them to search for methods and materials that have less environmental impact. Vegetable fibers have been used as reinforcement over the years to improve the mechanical properties of composites, which are renewable and biodegradable. This research aims at the characterization of biocomposites for social housing manufacture with low environmental impact through the sealing plates compression molded process of jute fiber fabric and vegetable polyurethane matrix and 3D printing of PLA profiles and connections of jute, sisal, and ramie vegetable fiber. For the compression molded plates, a study was made to determine the influence of fiber direction on mechanical properties, noting, through a monotonic bending test, that the main fiber direction (warp of the fabric) has the highest resistance and stiffness, with 37.2 plus or minus 0.9MPa and 10.4 plus or minus 1.1GPa, respectively. Analyzing long term effects, the plates were exposed to ultraviolet radiation. In these tests, the specimens were exposed to a 365nm ultraviolet lamp during three months before being submitted to directional resistance trials in 0 degrees and 90 degrees. Furthermore, with the test results, it was possible to apply the mixing rule inversely to determine the fiber and matrix properties. For 3D printed composites, the influence of fiber type on the material s tensile strength and stiffness was analyzed. The tensile test found significant increases in strength with the use of ramie (61.83 percent) and sisal (110.80 percent) fibers, reaching a strength of 45.5 plus or minus 6.1MPa and 59.3 plus or minus 4.1MPa, respectively.
|
50 |
[en] AND, SOMETIMES, IT WORKS AS A PLACEBO, RIGHT?: THE CONSTRUCTION OF TEACHERS EMOTIONS AND BELIEFS ABOUT THE COMPULSORY USE OF MATERIALS FOR TEACHING ENGLISH TO YOUNG LEARNERS / [pt] E, ÀS VEZES, FUNCIONA COMO UM PLACEBO, NÉ?: A CONSTRUÇÃO DE EMOÇÕES E CRENÇAS DOCENTES SOBRE O USO COMPULSÓRIO DO MATERIAL DIDÁTICO DE LÍNGUA INGLESA PARA CRIANÇASANA CAROLINE SIQUEIRA BRAGA 23 October 2023 (has links)
[pt] Motivada pelo processo crítico-reflexivo do fazer pedagógico, nesta pesquisa,
tenho como objetivo construir entendimentos sobre as reflexões, afetos e crenças sócio-construídos por mim e mais duas professoras em relação aos materiais didáticos de
ensino-aprendizagem de língua inglesa, destinados a crianças e adotados
compulsoriamente em nossos contextos de atuação. Proponho-me, assim, a analisar a
construção discursiva das emoções e crenças docentes em nossas falas, a fim de
compreender quais são as implicações da imposição destes materiais didáticos. Para tal,
recorro aos pressupostos teóricos do campo da Linguística Aplicada
Contemporânea/Crítica, Transdisciplinar/Indisciplinar, em interface com a Prática
Exploratória e a perspectiva pedagógica freireana. Os estudos de Narrativas contribuem
para a investigação das experiências profissionais, a partir de perspectivas interacionais e
socioconstrucionistas. Assim, orientada pelo paradigma de pesquisa qualitativo-interpretativista, realizamos uma conversa exploratória na qual compartilhamos
experiências sobre o uso de livros didáticos em nossos contextos profissionais, a saber:
escolas pública e privada, e cursos livres de idiomas. Além disso, esta pesquisa se alinha
aos estudos sobre Emoções e Crenças Docentes, com o intuito de investigar como nós
interpretamos tais experiências, isto é, sócio-construímos avaliações. Este estudo
oportunizou uma reflexão crítica acerca da obrigatoriedade de materiais didáticos e das
implicações desta imposição na nossa prática pedagógica, colaborando para a qualidade
da vida em sala de aula, a partir da ressignificação desta prática. Os resultados indicam
que nossa conversa possibilitou: (i) investigarmos quais crenças, relacionadas ao uso do
livro didático, emergiram em nossa interação e suas contribuições para a nossa visão de
ensino-aprendizagem, bem como (ii) compartilharmos (des)alinhamentos e relações de
poder que permeiam esta adoção compulsória, ilustrando emoções de insatisfação,
desânimo, frustração, dentre outras. / [en] Motivated by a critical-reflexive pedagogical process, this research aims to develop understandings about the reflections, emotions and beliefs socially constructed by me and two other teachers in relation to English teaching materials to young learners, compulsorily adopted in our working contexts. Considering our conversation, I propose the analysis of the discursive construction of emotions and teaching beliefs with the intention to understand the implications of the materials imposition. In order to do this, the theoretical concepts of Critical Applied Linguistics are adopted, in an interface with Exploratory Practice and Freire s pedagogical perspective. Narrative studies contribute to the investigation of professional experiences, from interactional and social-constructionist perspectives. Thus, guided by the qualitative-interpretative research paradigm, we held an exploratory conversation in which we shared experiences about the use of textbooks in our professional contexts, namely: public and private schools, and language courses. In addition, this research is aligned with studies on Emotions and Teaching Beliefs, intending to investigate how we interpret such experiences, in other words, how we socially construct evaluations. This study contributed to a critical reflection on the mandatory use of teaching materials and the implications of their imposition on our pedagogical practice, contributing to the quality of life in the classroom by re-signifying this practice. The results indicate that our conversation enabled us to: (i) investigate which beliefs, related to the use of textbooks, emerged in our interaction as well as their contributions to our understanding of teaching-learning process, and (ii) share (dis)alignments and power relations that permeate this compulsory adoption, illustrating emotions of dissatisfaction, discouragement, frustration, among others.
|
Page generated in 0.1783 seconds