O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do teor de umidade e da dimensão do corpo−de−prova na velocidade de propagação ultra−sônica em madeira serrada. As espécies utilizadas no procedimento experimental foram: cupiúba {Goupia glabra), eucalipto grandis (Eucalyptus grandis), jatobá (Hymenaea spp), eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora), pinus caribea (Pinus caribea var. caribea) e pinus elliottii (Pinus elliottii var. elliottii). Utilizou−se o equipamento de ultra−som Sylvatest, com transdutores exponenciais de 22 kHz. A experimentação para avaliar a influência da dimensão do corpo−de−prova foi feita em duas etapas: variando a seção transversal e mantendo o comprimento da peça constante e a seguir mantendo a seção e variando o comprimento. Na primeira etapa, foram utilizados doze corpos−de−prova com dimensões variando desde 6 cm x 12 cm x 50 cm até 1 cm x 12 cm x 50 cm. Para a análise da influência do comprimento, foram utilizadas doze vigas por espécie com dimensão inicial de 6 cm x 12 cm x 300 cm, avaliadas até o comprimento final de 10 cm. A aplicação da onda ultra−sônica foi feita na direção longitudinal. Foram feitos ensaios destrutivos em vigas e corpos−de−prova para a comparação entre os módulos de elasticidade obtidos nos ensaios estáticos e no ensaio com ultra−som. Na experimentação para avaliar a influência do teor de umidade na velocidade de propagação, foram avaliadas doze peças por espécie com dimensões 2,5 cm x 30 cm x 75 cm, desde saturadas até o teor de umidade em torno de 6%. Os resultados demonstraram que a influência da seção transversal do corpo−de−prova ocorre em função da relação entre as dimensões da seção e o comprimento de onda utilizado. Quando o comprimento de onda (λ) se aproxima de uma das dimensões da peça, ocorre uma diminuição na velocidade causada pelo efeito fronteira. O estudo sobre a influência do comprimento do corpo−de−prova (L) evidenciou que existe um ponto crítico na relação entre L e comprimento de onda (L/λ)a partir do qual a velocidade não é mais afetada. Os resultados sobre a influência do teor de umidade indicaram uma tendência de diminuição da velocidade com o aumento do teor de umidade, em ambas as direções de propagação da onda ultra−sônica (paralela e perpendicular às fibras), para todas as espécies estudadas. A influência do teor de umidade ocorreu de modo diferente, acima e abaixo do ponto de saturação, sendo mais significativa no segundo caso. Os resultados obtidos permitiram desenvolver uma expressão matemática para a correção da velocidade de propagação em função do teor de umidade e da densidade da madeira / The aim of this research was to evaluate the influence of moisture content and dimensions of specimens on the ultrasonic velocity in wood. The species used were: cupiúba (Goupia glabra),eucalipto grandis (Eucalyptus grandis), jatobá (Hymenaea spp), eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora), pinus caribea (Pinus caribea var. caribea) and pinus elliottii (pinus elliottii var. elliottii). Ultrasonic measurements were taken with the experimental equipment Sylvatest with 22 kHz transducers. Experimental procedure about dimensions were carried out in two steps: specimens of constant length and variable cross−section and of constant cross−section and variable length. In the first case, were taken twelve specimens with initial cross−section of 6 cm x 12 cm, planed until 1 cm x 12 cm and constant length (50 cm). In the second case, were taken twelve specimens with length from 300 cm to 10 cm and constant cross−section (6 cm x 12 cm). Ultrasonic measurements were made in the longitudinal direction. They were also made destructive tests in beams and specimens with the purpose of comparison between static and ultrasonic methods. In the study of the influence of moisture content, twelve specimens (2.5 cm x 30 cm x 75 cm) were dried from green until about 6% moisture content The results showed that the influence of cross−section depends on the relation between dimensions and wavelength, when λ is next to one of the dimensions, the ultrasonic velocity decreases because edge’ s effect. The study about the length showed that there is a critical point in the relation between sample length and wavelength (L/λ), and above it the velocity is not affected. The results about moisture content demonstrated that ultrasonic velocity, parallel and perpendicular to the grain, decreased when moisture content increased, and this influence was more significant below the fiber saturation point. It was developed an expression to correct the ultrasonic velocity as a function of moisture content and density of wood

Este trabalho apresenta um estudo sobre a aplicação de ondas ultra-sônicas na madeira visando a avaliação de suas propriedades mecânicas. Esta avaliação é baseada na relação entre a velocidade do som, o módulo de elasticidade e a densidade. Utilizaram-se as seguintes espécies: eucalipto grandis, eucalipto citriodora, cupiúba e jatobá. O procedimento experimental foi dividido em duas etapas: a primeira referente a corpos-de-prova pequenos e a segunda com peças de dimensão estrutural. Foram realizados ensaios para a determinação das seguintes propriedades físicas e mecânicas: densidade aparente a um teor de umidade de 12% (&#961ap,12%), resistência e módulo de elasticidade longitudinal à compressão paralela às fibras (fc0 e Ec0), módulo de elasticidade na flexão estática (EM) e módulo de ruptura (MOR). Também foram feitos ensaios com ultra-som para obtenção do coeficiente da matriz de rigidez (CLL), a fim de comparação com os resultados estáticos. Com os dados obtidos, realizou-se análise estatística com o intuito de verificar a existência de relações entre as variáveis em estudo. Os resultados obtidos e as análises realizadas permitem concluir que o método não destrutivo por meio de ultra-som, pode ser utilizado para caracterizar as propriedades mecânicas de dicotiledôneas nativas e de florestamento com confiabilidade. / This work presents a study of an application of ultrasonic techniques in order to characterize mechanical properties of wood. The ultrasonic wave application is based on the relationship between the speed of the sound, the modulus of elasticity and the density. The species of wood used were: eucalipto grandis, eucalipto citriodora, cupiúba and jatobá. The experimental program was divided in two steps: the first related to small samples, and the second one related to samples with structural dimensions. Rehearsals were accomplished for the determination of the following physical and mechanical properties: apparent density at 12% (&#961ap, 12%), strength and modulus of elasticity in compression parallel to the grain (fc0 and Ec0), modulus of elasticity (EM) and modulus of rupture (MOR). They were also made ultrasonic measurements for obtaining the elastic stiffness (CLL), in order to comparison with the static results. The experimental results show that it is possible to use the ultrasonic technique satisfactorily to characterize wood mechanically, obtaining reliable relationships.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a aplicação de ondas ultra-sônicas na madeira visando a avaliação de suas propriedades mecânicas. Esta avaliação é baseada na relação entre a velocidade do som, o módulo de elasticidade e a densidade. Utilizaram-se as seguintes espécies: eucalipto grandis, eucalipto citriodora, cupiúba e jatobá. O procedimento experimental foi dividido em duas etapas: a primeira referente a corpos-de-prova pequenos e a segunda com peças de dimensão estrutural. Foram realizados ensaios para a determinação das seguintes propriedades físicas e mecânicas: densidade aparente a um teor de umidade de 12% (&#961ap,12%), resistência e módulo de elasticidade longitudinal à compressão paralela às fibras (fc0 e Ec0), módulo de elasticidade na flexão estática (EM) e módulo de ruptura (MOR). Também foram feitos ensaios com ultra-som para obtenção do coeficiente da matriz de rigidez (CLL), a fim de comparação com os resultados estáticos. Com os dados obtidos, realizou-se análise estatística com o intuito de verificar a existência de relações entre as variáveis em estudo. Os resultados obtidos e as análises realizadas permitem concluir que o método não destrutivo por meio de ultra-som, pode ser utilizado para caracterizar as propriedades mecânicas de dicotiledôneas nativas e de florestamento com confiabilidade. / This work presents a study of an application of ultrasonic techniques in order to characterize mechanical properties of wood. The ultrasonic wave application is based on the relationship between the speed of the sound, the modulus of elasticity and the density. The species of wood used were: eucalipto grandis, eucalipto citriodora, cupiúba and jatobá. The experimental program was divided in two steps: the first related to small samples, and the second one related to samples with structural dimensions. Rehearsals were accomplished for the determination of the following physical and mechanical properties: apparent density at 12% (&#961ap, 12%), strength and modulus of elasticity in compression parallel to the grain (fc0 and Ec0), modulus of elasticity (EM) and modulus of rupture (MOR). They were also made ultrasonic measurements for obtaining the elastic stiffness (CLL), in order to comparison with the static results. The experimental results show that it is possible to use the ultrasonic technique satisfactorily to characterize wood mechanically, obtaining reliable relationships.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do teor de umidade e da dimensão do corpo−de−prova na velocidade de propagação ultra−sônica em madeira serrada. As espécies utilizadas no procedimento experimental foram: cupiúba {Goupia glabra), eucalipto grandis (Eucalyptus grandis), jatobá (Hymenaea spp), eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora), pinus caribea (Pinus caribea var. caribea) e pinus elliottii (Pinus elliottii var. elliottii). Utilizou−se o equipamento de ultra−som Sylvatest, com transdutores exponenciais de 22 kHz. A experimentação para avaliar a influência da dimensão do corpo−de−prova foi feita em duas etapas: variando a seção transversal e mantendo o comprimento da peça constante e a seguir mantendo a seção e variando o comprimento. Na primeira etapa, foram utilizados doze corpos−de−prova com dimensões variando desde 6 cm x 12 cm x 50 cm até 1 cm x 12 cm x 50 cm. Para a análise da influência do comprimento, foram utilizadas doze vigas por espécie com dimensão inicial de 6 cm x 12 cm x 300 cm, avaliadas até o comprimento final de 10 cm. A aplicação da onda ultra−sônica foi feita na direção longitudinal. Foram feitos ensaios destrutivos em vigas e corpos−de−prova para a comparação entre os módulos de elasticidade obtidos nos ensaios estáticos e no ensaio com ultra−som. Na experimentação para avaliar a influência do teor de umidade na velocidade de propagação, foram avaliadas doze peças por espécie com dimensões 2,5 cm x 30 cm x 75 cm, desde saturadas até o teor de umidade em torno de 6%. Os resultados demonstraram que a influência da seção transversal do corpo−de−prova ocorre em função da relação entre as dimensões da seção e o comprimento de onda utilizado. Quando o comprimento de onda (λ) se aproxima de uma das dimensões da peça, ocorre uma diminuição na velocidade causada pelo efeito fronteira. O estudo sobre a influência do comprimento do corpo−de−prova (L) evidenciou que existe um ponto crítico na relação entre L e comprimento de onda (L/λ)a partir do qual a velocidade não é mais afetada. Os resultados sobre a influência do teor de umidade indicaram uma tendência de diminuição da velocidade com o aumento do teor de umidade, em ambas as direções de propagação da onda ultra−sônica (paralela e perpendicular às fibras), para todas as espécies estudadas. A influência do teor de umidade ocorreu de modo diferente, acima e abaixo do ponto de saturação, sendo mais significativa no segundo caso. Os resultados obtidos permitiram desenvolver uma expressão matemática para a correção da velocidade de propagação em função do teor de umidade e da densidade da madeira / The aim of this research was to evaluate the influence of moisture content and dimensions of specimens on the ultrasonic velocity in wood. The species used were: cupiúba (Goupia glabra),eucalipto grandis (Eucalyptus grandis), jatobá (Hymenaea spp), eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora), pinus caribea (Pinus caribea var. caribea) and pinus elliottii (pinus elliottii var. elliottii). Ultrasonic measurements were taken with the experimental equipment Sylvatest with 22 kHz transducers. Experimental procedure about dimensions were carried out in two steps: specimens of constant length and variable cross−section and of constant cross−section and variable length. In the first case, were taken twelve specimens with initial cross−section of 6 cm x 12 cm, planed until 1 cm x 12 cm and constant length (50 cm). In the second case, were taken twelve specimens with length from 300 cm to 10 cm and constant cross−section (6 cm x 12 cm). Ultrasonic measurements were made in the longitudinal direction. They were also made destructive tests in beams and specimens with the purpose of comparison between static and ultrasonic methods. In the study of the influence of moisture content, twelve specimens (2.5 cm x 30 cm x 75 cm) were dried from green until about 6% moisture content The results showed that the influence of cross−section depends on the relation between dimensions and wavelength, when λ is next to one of the dimensions, the ultrasonic velocity decreases because edge’ s effect. The study about the length showed that there is a critical point in the relation between sample length and wavelength (L/λ), and above it the velocity is not affected. The results about moisture content demonstrated that ultrasonic velocity, parallel and perpendicular to the grain, decreased when moisture content increased, and this influence was more significant below the fiber saturation point. It was developed an expression to correct the ultrasonic velocity as a function of moisture content and density of wood

Antes de utilizar as toras de madeira como elemento estrutural é necessário avaliar as propriedades mecânicas desse material tanto por inspeção visual quanto por ensaio mecânico. A técnica de vibração transversal tem se destacado entre os demais métodos de Avaliação Não-Destrutiva para madeira serrada por obter estimativas acuradas do módulo de elasticidade à flexão. Contudo, testes prévios com essa técnica evidenciaram dificuldades de empregá-la na avaliação a rigidez à flexão de toras. O objetivo deste trabalho foi propor um método de ensaio para estimar o módulo de elasticidade na flexão de toras de madeira por meio de vibração transversal. O método proposto foi testado e validado em uma amostra de 40 toras de Eucalyptus sp. Foram obtidas boas correlações entre o módulo de elasticidade estático e o módulo de elasticidade dinâmico obtido pelo ensaio de vibração transversal. / Before using the wood logs as a structural element is necessary to evaluate the mechanical properties of this material by visual inspection and mechanical testing. The transverse vibration technique has stood out among the other methods of Non-Destructive Evaluation for lumber to obtain accurate estimates of the bending modulus of elasticity. However, previous tests showed difficulties with this technique to use it to evaluate the bending stiffness of logs. The aim of this work is to propose a test method to estimate the bending modulus of elasticity of wood logs by means of transverse vibration. The proposed method was tested and validated on a sample of 40 logs of Eucalyptus sp. It was obtained good correlation between the static bending and dynamic modulus of elasticity obtained by transverse vibration test.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-06T20:50:11Z No. of bitstreams: 1 DissMOS.pdf: 8901062 bytes, checksum: 08b58e3ccf045cae12fa956cafaba68c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:37:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMOS.pdf: 8901062 bytes, checksum: 08b58e3ccf045cae12fa956cafaba68c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:38:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMOS.pdf: 8901062 bytes, checksum: 08b58e3ccf045cae12fa956cafaba68c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T19:38:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMOS.pdf: 8901062 bytes, checksum: 08b58e3ccf045cae12fa956cafaba68c (MD5) Previous issue date: 2016-02-02 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The present study delas with nondestructive evaluation of modern masonry built with hollow concrete blocks, through the flatjack technique. The technique is already used to evaluate masonry structures with solid bricks and stones and it is considered as efficient to obtain in situ mechanical properties, without any permanent damages. The tests in solid unit masonry using flatjack is included in international standards and recommendations as: ASTM C 1196 e 1197-09 e RILEM MDT.D.4 e MDT.D.5-04. The current standards and the practical applications deal with masonry with brick or stones elements only. Nondestructive evaluation in modern hollow block masonry is demanded and the flatjack can be used in these cases. However, the current available jack can be used only on solid units, due to its geometrical limitations. Therefore, this research proposes to adapt the flatjack technique for nondestructive evaluation in modern masonry built with hollow concrete blocks. The analyzed test is the deformability one, which the modulus of elasticity and an estimative of the compressive strength is wanted. In this research, a new flatjack equipment was developed to allow its application on hollow blocks and it was tested in modern masonry samples. The new equipment was successfully developed and it was used in flatjack tests on hollow concrete block masonry. As main results, masonry properties obtained from the flatjack technique was close to the expected ones, indicating the great potentiality of the technique for hollow blocks also. / O presente trabalho trata da avaliação não destrutiva em alvenarias estruturais de blocos de concreto, através da técnica de macacos planos. A técnica já é utilizada em análises de estruturas de alvenaria de tijolos maciços e de pedras, sendo considerada bastante eficiente para a obtenção de propriedades mecânicas, no próprio local, sem causar danos permanentes. Os testes com macacos planos em alvenarias de unidades maciças já fazem parte de normas e recomendações internacionais como: ASTM C 1196 e 1197-09 e RILEM MDT.D.4 e MDT.D.5-04. As normas e as aplicações práticas já realizadas tratam apenas de alvenarias com elementos de tijolos ou pedras. Existe uma demanda para avaliação estrutural não destrutiva em alvenarias modernas, na maioria compostas por blocos vazados, de maneira que a técnica poderia ser utilizada. Entretanto, os macacos atualmente disponíveis podem ser aplicados em unidades maciças apenas, devido a limitações geométricas. Portanto, este estudo visa adaptar a técnica de macacos planos para análise não destrutiva em alvenarias modernas, compostas por blocos vazados de concreto. O teste adaptado é o teste de deformabilidade, em que se visa obter o módulo de elasticidade e uma estimativa da resistência à compressão. Para a realização deste trabalho, um novo modelo de macaco foi desenvolvido, possibilitando sua aplicação em blocos vazados, sendo testado em amostras de paredes. O equipamento foi desenvolvido com sucesso e utilizado em testes de deformabilidade em paredes com blocos de concreto. Como resultado, propriedades foram obtidas com boa proximidade com os valores esperados, indicando potencialidade da técnica para esse tipo de aplicação. Palavras-chave: Macacos planos; teste de deformabilidade; avaliação não destrutiva; blocos vazados de concreto.

Antes de utilizar as toras de madeira como elemento estrutural é necessário avaliar as propriedades mecânicas desse material tanto por inspeção visual quanto por ensaio mecânico. A técnica de vibração transversal tem se destacado entre os demais métodos de Avaliação Não-Destrutiva para madeira serrada por obter estimativas acuradas do módulo de elasticidade à flexão. Contudo, testes prévios com essa técnica evidenciaram dificuldades de empregá-la na avaliação a rigidez à flexão de toras. O objetivo deste trabalho foi propor um método de ensaio para estimar o módulo de elasticidade na flexão de toras de madeira por meio de vibração transversal. O método proposto foi testado e validado em uma amostra de 40 toras de Eucalyptus sp. Foram obtidas boas correlações entre o módulo de elasticidade estático e o módulo de elasticidade dinâmico obtido pelo ensaio de vibração transversal. / Before using the wood logs as a structural element is necessary to evaluate the mechanical properties of this material by visual inspection and mechanical testing. The transverse vibration technique has stood out among the other methods of Non-Destructive Evaluation for lumber to obtain accurate estimates of the bending modulus of elasticity. However, previous tests showed difficulties with this technique to use it to evaluate the bending stiffness of logs. The aim of this work is to propose a test method to estimate the bending modulus of elasticity of wood logs by means of transverse vibration. The proposed method was tested and validated on a sample of 40 logs of Eucalyptus sp. It was obtained good correlation between the static bending and dynamic modulus of elasticity obtained by transverse vibration test.