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[en] VERIFICATION OF THE (DELTA)KEFF HYPOTHESIS AS THE DRIVING FORCE FOR FATIGUE CRACK GROWTH / [pt] VERIFICAÇÃO DA HIPÓTESE DO (DELTA)KEF COMO A FORÇA MOTRIZ DA PROPAGAÇÃO DE TRINCAS POR FADIGAJULIAN ANDRES ORTIZ GONZALEZ 09 December 2021 (has links)
[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.
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[en] CRACK GROWTH WITH PARTIAL BENDING-INDUCED CRACK CLOSURE / [pt] PROPAGAÇÃO DE FRENTES DE TRINCAS PARCIALMENTE FECHADAS POR FLEXÃO CÍCLICASILVIA CORBANI 07 January 2015 (has links)
[pt] Neste trabalho são investigadas experimentalmente e numericamente as
mudanças de geometria em trincas inicialmente passantes submetidas a
carregamento remoto de flexão pura induzindo fechamento parcial das faces da
trinca. Esse crescimento de trinca pode ocorrer numa variedade de estruturas com
defeitos pré-existentes, tais como fuselagens de aviões, cascos de navios, vasos de
pressões e pontes metálicas. O carregamento de flexão pura ocasiona regiões de
tração e compressão na frente da trinca. É inquestionável que parte das faces da
trinca sob compressão fecha independentemente de qualquer mecanismo de
fechamento; e outra parte das faces da trinca, por outro lado, sob tração cresce
mudando gradualmente de geometria. Após realizar ensaios em corpos-de-prova
de aço ASTM A-36, foi observado que tais carregamentos geram uma quina na
frente da trinca, que é a transição de uma geometria parcialmente passante e um
trecho remanescente da geometria inicial. Para entender a distribuição do fator de
intensidade de tensão em tais frentes de trinca, suas geometrias foram
reproduzidas em um modelador tridimensional de mecânica da fratura linear
elástica, o FRANC3D, acoplado a um programa de análise de elementos finitos
(ABAQUS). Com este sistema acoplado, foram executadas análises considerando
efeitos não lineares causados pelo contato das faces da trinca sob compressão.
Verificou-se a necessidade de propor metodologias para tratamento dos resultados
numéricos na quina, obtendo-se predições eficientes das mudanças na geometria
da trinca. Contudo, a estimativa de vida, quando se compara taxas de crescimento
da trinca obtidas em um corpo-de-prova sob tração cíclica e as taxas em um
corpo-de-prova sob flexão com fechamento parcial da trinca, foi melhor
reproduzida usando um fator de correção de fechamento da trinca.
Adicionalmente, uma série de expressões empíricas normalizadas para geometrias
da trinca e fatores de intensidade de tensão são propostas. / [en] This work investigates experimentally and numerically how the front of
initially through edge cracks in plate changes after they pass to be remotely
fatigue loaded under pure bending to induce partial closure of the crack faces.
This type of crack growth problem can occur in a variety of structures with preexisting
defects, such as aircraft fuselages, ship hulls, pressure vessels
components, and steel bridges. The bending loads induce tension and compression
regions along the crack front, with the part of the crack faces that work under
compression undoubtedly closed by the load, independently of any other closure
mechanism. The part of the crack faces that work under tension; on the other
hand, crack grows by fatigue gradually changing its shape. After performing tests
on ASTM A36 steel specimens, it was observed that the bending load induces a
kink on the crack front, in the transition between the part through crack created on
the tension side and initial crack geometry. To understand the distribution of the
stress intensity factor along such crack fronts, the measured crack shapes were
reproduced in a three-dimensional fracture mechanics modeler (FRANC3D)
coupled to a finite element analysis program (ABAQUS). With this coupled
system, linear elastic stress analysis simulations were performed considering the
nonlinear effects caused by the crack face contact in the compressed region. In
particular, methods had to be proposed to treat numerical noise around the kink.
The proposed methodology efficiently predicts the observed crack front shape
changes; although the observed fatigue lives were better reproduced using a crackclosure
correction factor when compared to crack growth data obtained from
standard compact tension specimens. In addition, a series of normalized empiric
expressions for both crack front shapes and stress intensity factors are proposed.
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[en] EFFECTS OF ATMOSPHERIC MULTIPATH IN LINE-OF -SIGHT MICROWAVE SYSTEMS / [pt] EFEITOS DE MULTIPERCURSOS ATMOSFÉRICOS EM ENLACES DE MICROONDAS EM VISIBILIDADEROQUE ANDRE CIUFO POEYS 20 December 2004 (has links)
[pt] As variações que ocorrem na estrutura da troposfera ao
longo do tempo em
relação à sua condição mediana provocam diversos fenômenos
que fazem variar
aleatoriamente o nível de sinal recebido num enlace rádio.
Estas variações
aleatórias são denominadas desvanecimentos. Os
desvanecimentos são
normalmente classificados em rápidos e lentos. Os
desvanecimentos rápidos estão
geralmente associados ao efeito de multipercurso
atmosférico que é fortemente
dependente da freqüência, sendo por isto denominados
desvanecimentos seletivos,
e são a principal causa de degradação do desempenho de
enlaces rádio digitais de
alta capacidade. Os modelos existentes para a
caracterização estatística do
desvanecimento por multipercurso são semi-empíricos e
baseados em dados
experimentais obtidos em regiões de clima temperado,
acarretando uma má
estimativa quando aplicados a regiões de clima tropical e
equatorial. Neste
trabalho é apresentada uma avaliação dos métodos existentes
para previsão do
desempenho de enlaces rádio digitais de alta capacidade, a
partir da utilização de
dados reais de desempenho extraídos de medidas em um tronco
rádio de alta
capacidade numa região tropical. / [en] The variations which happen in the troposphere layers
throughout the time
in relation to the median condition of the signal cause
various phenomena that
change the received signal level at digital radio relay
systems randomly. The
random changes are named fading. Fading is normally
classified as fast or slow.
The former is normally associated with the atmospheric
multipath propagation
and is strongly dependent on frequency; therefore, this is
named selective fading
and it is normally the cause of performance degradation in
high capacity digital
radio relays. The existing models for statistics of
multipath fading are semi -
empirical and based on experimental data extracts from
regions the climate of
which is temperate; and this gives a rough estimate with
respect to the tropical and
equatorial zones. This work presents an evaluation of
existing methods of
performance prediction for high capacity digital radio
relay systems using real
performance data obtained from measures of a high capacity
digital radio link in
operation in the tropical region.
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[en] COLORIMETRY: PROPAGATION OF ERRORS AND UNCERTAINTY CALCULATIONS IN SPECTROPHOTOMETRIC MEASUREMENTS / [pt] COLORIMETRIA: PROPAGAÇÃO DOS ERROS E CÁLCULO DA INCERTEZA DE MEDIÇÃO NOS RESULTADOS ESPECTROFOTOMÉTRICOSGUTEMBERG BRUNO DA SILVA 15 June 2004 (has links)
[pt] Colorimetria - Propagação de erros e cálculo da incerteza
da medição nos resultados espectrofotométricos trata da
medição da cor de objetos, baseada nas medições de
irradiância espectral (objetos luminosos) ou de
refletância
ou transmitância espectral (objetos opacos ou
transparentes), seguidas por cálculos colorimétricos
conforme o sistema CIE. As medições são normalmente
feitas
em intervalos de 5nm (ou 10 nm) na faixa espectral de 360
a
780nm, e os três valores triestímulos (X, Y e Z) são
calculados usando-se 42-84 pontos medidos por equações
padrões. A distribuição dos valores medidos R(lambda) é,
provavelmente, normal, com uma correlação entre os
valores
obtidos variável em posições diferentes do espectro. As
distribuições dos valores e as correlações entre X, Y e Z
são desconhecidas e dependem da forma da curva espectral
da
cor e do funcionamento dos instrumentos de medição. No
controle instrumental das cores são usadas fórmulas muito
complexas, baseadas nas transformações não lineares dos
valores X, Y e Z em L*, a*, b*, C* e h°. A determinação
da
incerteza dos resultados dados em coordenadas CIELAB ou
expressos em fórmulas de diferenças (delta)E*, (delta)
ECMC ou CIE (delta)
E2000 é fundamental no controle instrumental das cores em
qualquer indústria. À base de um número elevado de
medições
repetidas de várias amostras têxteis e padrões cerâmicos,
são analisadas a distribuição e outras características
estatísticas dos valores R(lambda) diretamente medidos,
e - usando
o método de propagação de erros - são calculadas as
incertezas das medições em termos colorimétricos. A
pesquisa de mestrado objeto do presente trabalho
desenvolve-
se sob a égide de um convênio de cooperação que o
Programa
de Pós-Graduação em Metrologia da PUC-Rio está celebrando
com o SENAI/CETIQT, viabilizado a
inclusão dessa pesquisa dentre os dez projetos-piloto que participaram do
Convênio FINEP/MCT número 22.01.0692.00, Referência 1974/01, que aportou
recursos do Fundo Setorial Verde Amarelo para direcionar o esforço de pesquisa
em metrologia para a solução de um problema de interesse do setor têxtil que fez
uso de conhecimentos avançados de metrologia da cor. Relacionado à demanda de medições
espectrofotométricas com elevado controle metrológico, o
desenvolvimento e a orientação acadêmico-científica da
presente dissertação de mestrado deu-se nas instalações
do SENAI/CETIQT, que possui comprovada competência técnica e
científica na área e uma adequada infra-estrutura
laboratorial em metrologia da cor de suporte ao trabalho. / [en] Colorimetry - Propagation of Errors and Uncertainty
Calculations in Spectrophotometric Measurements treats the
measurement of the colour of objects, based on the
measurement of spectral irradiance (self-luminous objects)
or that of spectral reflectance or transmittance (opaque or
transparent objects), followed by colorimetric calculations
according to the CIE system. Measurements are generally
made in 5nm (or 10 nm) intervals in the spectral range of
360 to 780nm, and the 3 tristimulus values (X, Y and Z) are
calculated from the 42-84 measurement points by standard
equations. The statistical distribution of the measured R
(lambda)
values is probably normal; the correlation between the
values varies depending on their position in the spectrum.
The distribution of and the correlation between the X, Y
and Z values are not known and they depend on the form of
the spectral curve of each colour and on the operation of
the measuring instrument. Complex formulae are used in the
instrumental control of colours based on non-linear
transformations of the X, Y and Z values into L*a*b*C*h°.
The determination of the uncertainty of the results given
in CIELAB coordinates or expressed in one of the colour
difference formulae (delta)E*, (delta)ECMC or CIE(delta)
E2000 is
fundamental in the instrumental control of colours in any
industry. Based on a large number of repeated measurements
of different textile samples and ceramic standards, the
distribution and other statistical characteristics of the
directly measured R(lambda) values are analysed and - using
the
propagation of errors method - the uncertainties are
calculated in colorimetric terms. The present research, a M. Sc. Dissertation work, was developed under the auspices of a co-operation agreement celebrated between the Post-graduate
Programme in Metrology of PUC-Rio and SENAI/CETIQT, allowing for the
inclusion of this M.Sc. Dissertation among the ten pilot projects which benefited
from the financial support received from the FINEP/MCT Agreement number
22.01.0692.00, Reference 1974/01 (Fundo Verde-Amarelo). The project aims at
driving the research effort in metrology to the solution of industrial problems, in
this case the solution of a problem identified within the textile sector which
requires to its solution advanced knowledge of colour metrology.
Related the spectrophotometer measurements under the highest level of
metrological control, the development and academic-scientific supervision of this
M. Sc. Dissertation was performed at the laboratory facility of SENAI/CETIQT,
an institution with proven technical and scientific competence in the field having
sophisticated and well equipped laboratories in colour metrology meeting the
measurement requirements needed to support the development of this research.
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[en] PROPAGATION OVER URBAN AREAS IN UHF: APPLICATION TO THE DIGITAL S TV SYSTEMS PLANNING / [pt] PROPAGAÇÃO EM ÁREAS URBANAS NA FAIXA DE UHF: APLICAÇÃO AO PLANEJAMENTO DE SISTEMAS DE TV DIGITALJOHNDERSON NOGUEIRA DE CARVALHO 27 November 2003 (has links)
[pt] A previsão da perda de propagação em áreas urbanas na faixa
de UHF tem crescente importância por suas amplas aplicações
em novos sistemas de telecomunicações. Neste trabalho o
problema é analisado com ênfase em sistemas de TV digital.
Dados disponíveis de testes de propagação em cerca de
600 pontos na região da Grande São Paulo foram utilizados
para testar modelos de previsão de aplicação geral
propostos na literatura técnica. A partir dos dados é
proposto um ajuste destes modelos para a região em questão
e realizada uma previsão do desempenho de três sistemas
atualmente propostos para implementação da TV digital no
Brasil. / [en] Methods for the prediction of propagation loss in the UHF
band in urban areas are increasingly important for its
application in new telecommunication systems. In this work,
the problem is analyzed with focus on digital TV systems.
Available data from propagation measurements at 593 MHz for
about 600 sites in the Great São Paulo region are used to
test recommended general purpose prediction methods. Based
on this data base, a model fitting applicable for the
measurements regions is proposed. The method derived is
used to predict the performance of the three digital TV
technologies currently under consideration for adoption in
Brazil.
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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] STUDY OF SCATTERING OF ULTRASOUND WAVES BY DEFECTIVE INTERFACES / [pt] ESTUDO DO ESPALHAMENTO DE ONDAS ULTRA-SONICAS POR INTERFACES DEFEITUOSAS EM JUNTAS COLADASRICARDO LEIDERMAN 07 March 2003 (has links)
[pt] É notório que a resistência global de uma estrutura
composta por várias camadas coladas depende diretamente
da qualidade da adesão entre as mesmas. Imperfeições ao
longo das interfaces de adesão comprometem
significativamente a performance da estrutura. A
caracterização não destrutiva destas imperfeições é
geralmente tarefa muito difícil. O principal objetivo
deste trabalho é apresentar um método analítico-numérico
que permite modelar o campo acústico resultante da
interação entre ondas ultra-sônicas e interfaces
imperfeitas, auxiliando na escolha de parâmetros
para o emprego de métodos ultra-sônicos de inspeção. No
trabalho, a aproximação quase-estática, proposta por
Thompson em meados da década de oitenta,é combinada com o
método das perturbações para a modelagem de defeitos
localizados ao longo da camada de adesão. O método
desenvolvido admite que as camadas sejam feitas de
materiais anisotrópicos, e permite a modelagem em altas
frequências. Três simulações são apresentadas para
exemplificar a aplicação do método. Resultados destas
simulações onde feixes ultra-sônicos são incidentes em
placas imersas em água revelam frequências e ângulos de
incidência para os quais efeitos de espalhamento, que
permitem a caracterização de defeitos localizados, são
mais significativos. / [en] It is well known that the global strength of multi-layered
composite structures strongly depends on the quality of the
adhesion between its constituent elements. Imperfections
along interfaces of adhesion can strongly compromise
structure s performance. The characterization of such
defects is a very difficult task. The main goal of this
study is the development of an analytic-numerical method to
simulate the acoustic field resulting from the interaction
between ultrasonic waves and imperfect interfaces, helping
in selection of parameters for ultra-sonic inspecting
methods. The Quasistatic-approximation (QSA), introduced by
Thompson in 1982, is applied together with the perturbation
method to allow modelling of interfacial localized
aws. A solution algorithm for the problem is developed with
the aid of the invariant embedding method. It is applicable
to solve wave propagation problems in arbitrarily
anisotropic layered plates and it is stable for high
frequencies. Three simulations of multi-layered plates
immersed in acoustic uid are presented as illustration of
the application of the developed method. Results of those
simulations indicate the frequencies and angles of
incidence where the scattering effects, which allow the
characterization of localized defects, are more significant.
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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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[en] RAIN ATTENUATION TIME SERIES SYNTHESIZERS FOR TERRESTRIAL LINKS / [pt] SINTETIZAÇÃO DE SÉRIES TEMPORAIS DE ATENUAÇÃO POR CHUVAS EM ENLACES TERRESTRESFERNANDO JOSE DE ALMEIDA ANDRADE 19 January 2011 (has links)
[pt] A atenuação por chuva é a causa principal de indisponibilidade em enlaces terrestres de rádio operando em frequências acima de 10 GHz. Devido às condições adversas de propagação, técnicas de mitigação de desvanecimentos são necessárias. Para desenvolver e otimizar estas técnicas, é preciso conhecer a distribuição cumulativa de atenuação por chuva e o comportamento dinâmico do canal de propagação, em termos das estatísticas de duração de desvanecimentos e de fade-slope. Esta necessidade é preenchida pelo uso de séries temporais que introduzem a deterioração da propagação nos sistemas de simulação. Estas séries podem ser de dados experimentais ou dados sintetizados que considerem as características climatológicas da região do enlace e os parâmetros geométricos e de propagação do mesmo. Três modelos para sintetização de séries temporais de longo prazo de atenuação por chuva são apresentados e testados neste trabalho utilizando dados medidos em cinco enlaces terrestres operando na faixa de frequência de 15 GHz. O primeiro modelo foi originalmente desenvolvido para enlaces satélite em climas temperados enquanto o segundo é uma versão modificada, proposta neste trabalho para enlaces terrestres em áreas tropicais. O terceiro modelo é proposto neste trabalho com base numa modelagem estatística da atenuação por chuva através da distribuição Gamma. Séries temporais foram sintetizadas pelos três modelos e suas estatísticas foram comparadas com as estatísticas dos dados experimentais. Os três modelos apresentam bons resultados em diversas situações analisadas, mas o terceiro modelo proporciona resultados significativamente melhores para distribuições de atenuação e fade-slope. / [en] Rain attenuation is the main cause of unavailability in fixed terrestrial radio systems operating at frequency of above 10 GHz in tropical areas. Propagation impairments are expected to be quite severe in these regions. Due to these adverse propagation conditions, Fade Mitigating Techniques (FMT) are often needed. To design and optimize FMT, the knowledge of the cumulative distribution of rain attenuation and of the dynamic behavior of the propagation channel, as provided by fade durations and fade slope statistics, is required. This need can be fulfilled by the introduction of time series of propagation impairments in system simulation. If real data collected from propagation experiments are not available, typical fading time-series may be generated making use of climatologic characteristics as well as geometrical and radiowave parameters of the link. Three models for long-term rain attenuation time series synthesizers are presented and tested in this work using data measured in five terrestrial radio links operating at 15 GHz. The first one was originally developed for satellite systems in temperate climates whereas the second one is a modified version proposed in this work for terrestrial links in tropical areas. A third model is proposed in this work and is based on a different approach using the Gamma distribution. Time series were synthesized by the three models and stationary and dynamic statistics between synthesized and experimental data were compared. The first two models provide good results in some cases but the third model provides significantly better results for cumulative distributions of attenuation and fade-slope.
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