A estabilidade primária é decorrente da adaptação mecânica imediata entre o osso e o implante após a sua inserção. O sucesso desta adaptação depende de fatores como a densidade e qualidade ósseas, tamanho, diâmetro, forma e rugosidade da superfície do implante. As cargas oclusais aplicadas sobre o implante podem afetar o osso circundante. Esse estudo teve como objetivo avaliar, comparativamente, a estabilidade inicial de implantes ósseo inseridos em cilindros de osso suíno padronizados, em diferentes posicionamentos ósseos, com e sem a aplicação de carga, por meio de análises de imagens tridimensionais (microtomografia computadorizada) e análises mecânicas (Frequência de ressonância, Torque de inserção e Ensaio de arrancamento). Os cilindros ósseos foram preparados a partir de osso suíno e separados em 2 grupos conforme a área doadora: Grupo A: cilindros removidos da cabeça do fêmur (alta densidade óssea) e Grupo B: cilindros removidos do côndilo mandibular (baixa densidade óssea). Previamente aos procedimentos experimentais, os cilindros ósseos foram certificados através de análises de imagens 2D (radiografia digital), para garantir a uniformidade intra-grupos e distinção entre os grupos dos espécimes. Após a certificação, foram feitas microtomografias computadorizadas dos cilindros ósseos para análise tridimensional de imagens prévia à instalação dos implantes, avaliando os seguintes parâmetros: porcentagem de volume ósseo (BV/TV), separação trabecular (TbSp), razão entre a medida da área superficial do osso e o seu volume ósseo (BS/BV) e porcentagem de porosidade total (POTOT). Depois disso, foram selecionados 60 implantes, que foram divididos em 4 grupos, cada um com 15 implantes: G1 (cilindros ósseos de alta densidade com implante situados ao nível ósseo), G2 (cilindros ósseos de alta densidade com implante 2 mm infraósseo), G3 (cilindros ósseos de baixa densidade com implante ao nível ósseo) e G4 (cilindros de baixa densidade com implante 2 mm infraósseo). A instalação dos implantes seguiu o protocolo recomendado pelo fabricante e durante o procedimento foi realizada a medida do torque de inserção. Após a instalação dos implantes, os cilindros ósseos foram submetidos à nova análise tridimensional (com avaliação dos mesmos parâmetros anteriores, nas áreas intra-roscas e adjacente à estas, acrescidos da medida da área de contato ossoimplante (BIC). Foi então realizada a avaliação do Coeficiente de Estabilidade (ISQ), utilizando a análise de frequência de ressonância (Osstell®). Após essa avaliação, 5 implantes de cada grupo foram submetidos ao ensaio de arrancamento. Os 10 implantes de cada grupo restantes foram conectados a pilares protéticos adequados, os quais receberam uma aplicação de forças axial (G1, G2, G3 e G4, 5 implantes de cada grupo) e lateral (G1, G2, G3 e G4, 5 implantes de cada grupo). Após aplicação das forças, os cilindros ósseos foram submetidos a nova análise tridimensional com avaliação dos mesmos parâmetros descritos, a nova análise de frequência de ressonância e ao ensaio de arrancamento. As variáveis foram testadas em relação à normalidade dos dados. Para todas as análises foi considerado um nível de significância de 5%. As análises estatísticas foram realizadas com base nos dados absolutos obtidos durante a análise tridimensional em cada situação de carga (antes do implante, pósimplante e pós-carga) e com a variação entre os valores das situações pós-implante e póscarga (variação carga - implante). A avaliação estatística do parâmetro de análise de frequência de ressonância não encontrou diferenças estatisticamente significantes para as comparações entre grupos G1 versus G3 e G2 versus G4 nas avaliações pós implante e pós carga. Em relação ao torque de inserção, houve diferenças estatisticamente significantes para as comparações entre grupos com implantes instalados no mesmo nível G1 versus G3 e G2 versus G4. Os maiores valores de torque de inserção obtidos foram registrados nos grupos de alta densidade. A análise estatística do ensaio de arrancamento mostrou diferenças estatisticamente significantes para as comparações: G1 versus G3 (inicial) e G1 versus G4 (inicial). Após a aplicação de carga oclusal, pode-se constatar diferenças estatisticamente significantes para as comparações: G1 versus G3 e G2 versus G4, após aplicação de carga lateral a análise mostrou diferença estatisticamente significante para a comparação G3 versus G4. Os resultados das análises tridimensionais mostraram diferenças estatisticamente significantes para os parâmetros TbSp e POTOT na avaliação da área óssea intra-rosca. A avaliação dos dados de variação após a aplicação de carga oclusal e lateral para o parâmetro TbSp, mostrou diferenças estatisticamente significantes para as comparações G2 versus G4. Em relação ao parâmetro POTOT, a aplicação de carga oclusal e lateral mostrou diferença estatisticamente significante para as análises: G1 versus G2 e G2 versus G4. Em relação ao parâmetro BSBV a análise dos valores absolutos, mostrou diferenças estatisticamente significantes para a área óssea intra-rosca dos grupos de baixa densidade. Já a análise dos valores de variação, a aplicação de carga oclusal mostrou diferenças estatisticamente significantes para os grupos G1 versus G3, G2 versus G4 e G3 versus G4, enquanto a aplicação de carga não axial resultou em diferenças estatisticamente significantes para os grupos G3 versus G4 e G2 versus G4. Já a análise estatística dos dados de variação do parâmetro BV/TV, mostrou diferença estatisticamente significante para todas as comparações na área óssea intra-rosca após aplicação de carga oclusal e lateral. A análise estatística do parâmetro BIC mostrou diferenças significantes para os grupos de baixa densidade (G3 e G4) nas comparações pós implante e pós carga. Em relação aos dados de variação, pode-se constatar diferença estatisticamente significante na aplicação de carga axial para G1 versus G2 e G2 versus G4, enquanto a aplicação de carga lateral mostrou diferença estatisticamente significante para as comparações G1 versus G3 e G2 versus G4. De acordo com os dados obtidos pode-se concluir que a densidade óssea tem relação com a estabilidade primária de implantes, que cargas não axias são prejudiciais para o tecido ósseo peri-implantar e que o posicionamento infraósseo pode promover melhor resposta do tecido ósseo, principalmente em regiões de baixa densidade óssea. / With the increase of oral rehabilitation with implants, immediate load can be used to reduce the treatment time. It is important to perform correct treatment planning for immediate implant loading, using 3D image analysis. The subcrestal implant positioning is one of the possible factors that may impact the success of immediate loading implants. Objective: The aim of this study is to evaluate the initial stability of osseointegrated implants placed infra bone or at the bone level in standardized porcine bone cylinders, through image (microcomputerized tomography) and mechanical analysis (resonance frequency, insertion torque and pull out test). Sixty bone cylinders were prepared from fresh porcine bone and separated in 2 groups: Group A 30 cylinders removed from femur head (high bone density) and Group B - 30 cylinders removed from the mandibular condyle (low bone density). Before the experimental procedure, the bone cylinders were certificated through 2D images analysis (digital radiography) to calculated bone density. After this, the bone cylinders were evaluated through micro computed three-dimensional analysis before the implant insertion. The parameters were analyzed in 2 levels (L1-bone volume internal to the threads and L2 - immediately adjacent to the end of threads). The microtomographical parameters analyzed were: Bone volume/Total volume (BV/TV), Trabecular thickness (TbSp), Bone surface/Volume ratio (BS/BV) and Total porosity percent (POTOT). Then, 60 implants (Alvim, 3.5 mm x 10 mm, Neodent®, Curitiba) were inserted in bone cylinders (1 implant in each cylinder), according to manufacturers protocol, and insertion torque was recorded for each implant. After that, the bone cylinders were submitted a new micro computed tomography analysis that evaluated the same levels and parameters, and Bone Implant Contact (BIC) was also recorded. After that, 5 implants were submitted to pull out test while the others implants received axial and non- axial load. After that, a new microcomputerized tomography analysis evaluated the same levels and parameters previously described, and resonance frequency analysis and pullout test were performed in the bone cylinders. 3D analysis showed that pre- and post-implants intra-groups had statistically significant differences for TbSp and POTOT parameters, and for BSBV and BIC parameters there were observed statistically significant differences for low bone densities groups. The values of differences between post and before loading showed statistically significant differences between G2 and G4 for TbSp, POTOT, BSBV, BV/TV and BIC parameters. The RFA analysis showed highest values for G2 and G4. Concerning insertion torque, the highest mean values were found in high bone densities groups. The pullout strength test showed that the non- axial loads in the low bone density maybe lead to implant displacement throughout the implant insertion axis. Bone density has a direct relationship with implant primary stability. Non- axial loads are harmful to peri- implantar bone tissue and subcrestal placement of implants presented the best mechanical and tomographical results.

Neste trabalho, é estudado o método de carregamento central como técnica de redução da seção reta radar (Radar Cross Section - RCS) de estruturas cilíndricas finas (raio < 0,02l) e moderadas (0,02l < raio < 0,125l), com comprimento, no máximo, igual a um comprimento de onda (l), quando as mesmas são iluminadas, com incidência normal, por uma onda eletromagnética plana com o vetor campo elétrico paralelo ao eixo do cilindro.Inicialmente, é adicionada uma impedância concentrada no centro do cilindro, tendo em vista modificar o valor da corrente induzida no cilindro pela onda eletromagnética incidente, dessa forma modificando o valor do campo eletromagnético gerado por essas correntes e da RCS. Esse carregamento da estrutura é realizado por meio de duas linhas de transmissão coaxiais curto-circuitadas, cujas impedâncias de entrada efetuam o carregamento. Para isto, foi desenvolvido um modelo teórico para o cálculo da impedância de carregamento obtida através dessas linhas.O presente trabalho contém, primeiramente, uma análise teórica da distribuição da corrente induzida pelo método da equação integral. O campo eletromagnético gerado por essas correntes - campo espalhado - é calculado na direção normal ao cilindro, para, em seguida, obter-se a equação da RCS do cilindro. A equação final da RCS em função da impedância é minimizada obtendo-se a impedância ótima que reduz a zero o valor da RCS da estrutura. Esta análise envolveu a determinação das equações dos seguintes parâmetros: distribuição de corrente induzida, RCS e impedância ótima para cada solução teórica. A análise dos resultados numéricos e experimentais partiu da obtenção das curvas que mostraram a variação da corrente induzida com o comprimento do cilindro, normalizado em relação a l (comprimento de onda), e da RCS em função da freqüência. Foi obtida uma solução numérica para a corrente que concordou melhor com os resultados experimentais do que dois outros resultados teóricos encontrados na literatura para estruturas finas carregadas, assim como foi, também, obtida uma solução teórica para a RCS que apresentou boa concordância com os resultados experimentais para estruturas carregadas finas e moderadas. Esta solução, que apresentou superioridade, utilizou o método das aproximações sucessivas de Hallén quando se tratando de cilindros finos, assim como se introduziram modificações no desenvolvimento analítico para que fosse possível a obtenção de resultados teóricos satisfatórios para cilindros moderados. Observou-se que, para cilindros com comprimentos l maiores que 0,60l, apenas esta solução é adequada e, para valores de l inferiores, os seus resultados ainda são melhores. Para cilindros finos, a redução de RCS foi da ordem de 30 a 40 dB e, para cilindros moderados, da ordem de 25 a 30 dB, conforme constatado através de resultados numéricos e experimentais.A técnica de carregamento, aplicada para o caso em estudo, mostrou ser eficiente no controle da RCS de estruturas cilíndricas finas e moderadas.

O projeto de turbinas hidráulicas tem estado em constante evolução, levando a máquinas mais rápidas e mais leves, nas quais os carregamentos são mais severos e as estruturas mais flexíveis. Com isto, os cálculos dos componentes da turbina devem ser realizados com maior precisão do que no passado, entre eles a determinação das velocidades angulares críticas da linha de eixo e seus fatores dinâmicos de amplificação de deslocamento, sobre os quais a maior influência é exercida pelo rotor do gerador. Para tanto, é elaborado um modelo numérico da linha de eixo, com base na pesquisa da literatura, na qual o rotor do gerador é usualmente considerado como um corpo rígido. Entretanto, para se verificar o efeito de suas propriedades de inércia e rigidez distribuídas sobre o movimento da estrutura, ele é descrito aqui por um modelo de elementos finitos, incluído no restante do sistema através do método da síntese modal de componentes. Os resultados numéricos mostram desvios não desprezíveis entre o método tradicional e o proposto aqui, sendo que se aconselha que o rotor do gerador seja descrito por este procedimento, quando os fatores de segurança empregados forem pequenos ou se a exatidão dos valores calculados for de grande importância. / Continuous improvements in hydraulic turbines project has lead to faster and smaller machines, in which loads are more severe and structures are more flexible. As a matter of fact, its components must be calculated more accurately than in the past. Such is the case of shaft line angular critical speeds and their dynamic displacement amplification multipliers, whose main influence is caused by the generator rotor. Therefore, a shaft line numeric model is set up, based on the literature review, where the generator rotor is usually considered as a rigid body. However, in order to verify its distributed inertia and stiffness properties effect on the structure behaviour, it shall be described here by a finite element model, that is included in the overall system using the component mode synthesis method. The numerical results yield significantly deviations between the model proposed here and the traditional, taking one to recommend that, when security factors are low or when calculated values accuracy is important, the generator rotor shall be modelled by the procedure described here.

Provas de carga dinâmicas em sete tubulões, de oito metros de comprimento e 0,60 m de diâmetro de fuste, sendo quatro com 1,5 m de base alargada, são apresentadas. Resistências mobilizadas determinadas pelo PDA e pela utilização de métodos que empregam medidas de repique elástico, em particular, os métodos de CHELLIS-VELLOSO e UTO et al. (1985) são comparadas. Várias seqüências de carregamento foram efetuadas, de modo a se ter uma ideia da influência de carregamentos sucessivos no comportamento dos tubulões. Constatou-se que o método de CHELLIS-VELLOSO apresentou resultados sofríveis em relação às resistências encontradas pelas análises CAPWAP, mas que melhoram à medida que sucessivos carregamentos são impostos aos tubulões, por causa do gradual comportamento de tubulões escavados em tubulões \"cravados\", pelo acúmulo de tensões residuais de cravação. Este fato pode ser corroborado pela aplicação do Princípio de Hamilton aos tubulões, fazendo crer que a realização de um ensaio de carregamento dinâmico em elementos de fundação moldados in loco necessita de uma suficiente penetração líquida deste elemento no terreno - da ordem do seu diâmetro, se este for de seção uniforme -, ou seja, sua transformação em um elemento de comportamento \"cravado\". Em alguns tubulões, provas de carga dinâmicas foram efetuadas com o solo em estado natural e inundado, a fim de se determinar a influência da colapsibilidade na resistência mobilizada, conforme o nível de energia aplicado. Verificou-se que em um tubulão submetido a uma inundação prévia do terreno por 48 h, as resistências mobilizadas foram inferiores às encontradas nos demais, para um mesmo nível de energia, muito provavelmente pela ação deletéria da água na colapsibilidade do solo em tela. / Dynamic Loading Tests (DLT) on seven caissons 8 m length and 0,60 m shaft diameter are presented, being four caissons with 1,5 m enlarged base diameter. Mobilized resistances determined both through PDA and rebound measurement methods as CHELLIS-VELLOSO and UTO et al. (1985) are compared. SeveraI successive loadings were performed in order to obtain assessment of the influence of the loading sequence in the caisson behavior. It was observed what CHELLIS-VELLOSO method showed very poor agreement with the obtained resistances through the CAPWAP analysis. Nevertheless, it was noted what the more the caissons are submitted to successive loadings, the closer are the results between CAPWAP analysis and CHELLIS-VELLOSO method, because the cast-in-place caisson is gradually switched to a driving caisson due to driving residual stress accumulations. To allow this to happen, it is necessary to have a net set value close to the shaft diameter in caisson without enlarged base. These facts were confirmed through the application Hamilton\'s Principle to tested caissons. In some caissons DLT were performed with natural and soaked soil conditions in order to know the collapsible influence in the mobilized resistances. lt was verified what 48 hours previous soaked soil resulted in lowest resistances than observed in the other caissons to the same energy level. This fact may justify the harmful action of the water in the reduction of resistance in collapsible soils.

Este trabalho objetivou o conhecimento do comportamento estrutural de um sistema solo-tubo plástico flexível de paredes estruturadas frente a cargas permanentes sobre a tubulação e carregamentos móveis, como os provenientes de tráfego de veículos. Para o estudo, foram construídas valas em verdadeira grandeza na Área de Pesquisas e Testes de Pavimentos DAER-RS/UFRGS em Porto Alegre, RS, onde se dispõe de um equipamento simulador de tráfego, utilizado para aplicação de cargas estáticas e cíclicas na superfície dos sistemas solo-tubo. As variáveis independentes controladas são o grau de compactação do material que envolve o tubo e altura do mesmo material sobre o tubo. As variáveis medidas são a deflexão do tubo sob carregamento do simulador e o deslocamento permanente causado pela carga de solo sobre o tubo. O controle de compactação do material de envolvimento do tubo foi realizado com três equipamentos diferentes e os resultados foram comparados. Os resultados de deflexão e deslocamento pemanente foram utilizados para cálculo dos valores de módulo de reação E' do maerial de envolvimento do tubo e foram comparados com os encontrados na literatura. Constatou-se o comportamento elástico dos tubos sob carregamento repetido, e no caso em que o tubo é instalado muito próximo da superfície, as deflexões no sistema são de tal magnitude que chegam a ser prejudiciais ao pavimento construído sobre a vala. Ficou comprovada a importância da cuidadosa compactação do material de envolvimento do tubo para o bom desempenho estrutural do sistema solo-tubo flexível. / This work aimed at the knowledge of the structural behavior of a ribbed flexible plastic buried pipe system undergoing permanent loads on the piping and mobile loads, as the ones deriving from the traffic of vehicles. For this study, full scale ditches were built at the DAER-RS/UFRGS Pavement Research and Test Area in Porto Alegre, RS, where there is a equipment for simulating traffic, used for applying both static and cyclic loads on the ditch surface. The controled independent variables are the involving material density and the height of this material on the pipe. The variables measured are the pipe deflection under simulator load and the permanent displacement caused by the soil load on the pipe. The compaction control of involving material was carried out with three different types of equipment and results were compared. The results for pemanent deflection and displacement were used to calculate the Modulus of Soil Reaction (E') values of the involving material and these were compared to the ones found in the literature. The pipe elastic behavior under repeated load was observed, and where the pipe is installed too close to the surface, the system deflections are of such magnitude that they affect the pavement built over the ditch. The careful compaction of the involving material proved to be of paramount importance to a good structural performance of the flexible buried pipe system.

Historicamente os engenheiros desenvolveram técnicas alternativas de análise de estruturas visando facilitar essa parte do processo de projeto que sempre é enjoada. Médio Contínuo (MC) é uma delas cujo emprego é factível em estágios iniciais do projeto. Etapas nas quais é preciso contar com uma ideia mesmo que bastante aproximada das dimensões dos diversos elementos da estrutura. No MC a abordagem da estrutura tridimensional é feita através da consideração das rigidezes planas dos diferentes elementos constituintes. É dizer, aquela rigidez que opõe-se ao carregamento contido no próprio plano do elemento. Os deslocamentos originários de carregamento lateral são obtidos como uma razão força/rigidez. Neste trabalho é abordada a Técnica do Médio Contínuo com carregamento dinâmico originário do sismo, com aplicação específica para os edifícios de certa envergadura, no entanto deixando em aberto uma futura pesquisa para atingir alturas maiores com outros sistemas estruturais além de se abrir um panorama de possibilidades com escopo de refinar este trabalho como a adopção de outro método mais requintado de análise sísmica, tal como a metodologia modal que sem dúvida é mais geral e está sujeita a menores restrições. / Historically, engineers have been developed alternative structural analysis techniques in order of facilitate this part of the design of process which is always difficult. Continuum medious (MC) it´s one theses whose use is feasible in the early stages of the project. Steps in which is necessary have an ideia that even very approximate dimensions of the various elements of the structure. In MC approach , the three dimensional structure is made considering the flat stiffness. That is, a stiffness oppose the load contained in the plane of element itself. The displacements are obtained as a ratio force/stiffness. The work is interesting com dynamical loading originating from the earthquake with specific application to the buildings medium tallest. Howewer futures research to achieve greater heights with other structural systems as well open up a panorama de possibilities with scope to improve this work as the adoption of a more refined method of seismic analysis, such as modal methodology that certainly is more general and is subject to fewer restrictions.

O projeto de turbinas hidráulicas tem estado em constante evolução, levando a máquinas mais rápidas e mais leves, nas quais os carregamentos são mais severos e as estruturas mais flexíveis. Com isto, os cálculos dos componentes da turbina devem ser realizados com maior precisão do que no passado, entre eles a determinação das velocidades angulares críticas da linha de eixo e seus fatores dinâmicos de amplificação de deslocamento, sobre os quais a maior influência é exercida pelo rotor do gerador. Para tanto, é elaborado um modelo numérico da linha de eixo, com base na pesquisa da literatura, na qual o rotor do gerador é usualmente considerado como um corpo rígido. Entretanto, para se verificar o efeito de suas propriedades de inércia e rigidez distribuídas sobre o movimento da estrutura, ele é descrito aqui por um modelo de elementos finitos, incluído no restante do sistema através do método da síntese modal de componentes. Os resultados numéricos mostram desvios não desprezíveis entre o método tradicional e o proposto aqui, sendo que se aconselha que o rotor do gerador seja descrito por este procedimento, quando os fatores de segurança empregados forem pequenos ou se a exatidão dos valores calculados for de grande importância. / Continuous improvements in hydraulic turbines project has lead to faster and smaller machines, in which loads are more severe and structures are more flexible. As a matter of fact, its components must be calculated more accurately than in the past. Such is the case of shaft line angular critical speeds and their dynamic displacement amplification multipliers, whose main influence is caused by the generator rotor. Therefore, a shaft line numeric model is set up, based on the literature review, where the generator rotor is usually considered as a rigid body. However, in order to verify its distributed inertia and stiffness properties effect on the structure behaviour, it shall be described here by a finite element model, that is included in the overall system using the component mode synthesis method. The numerical results yield significantly deviations between the model proposed here and the traditional, taking one to recommend that, when security factors are low or when calculated values accuracy is important, the generator rotor shall be modelled by the procedure described here.

Tese de mestrado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

[pt] Este trabalho apresenta a modelagem teórica e correspondente solução numérica, associada ao problema de tensões e deformações em cascas compostas de geometrias arbitrárias, submetidas a carregamento térmico e/ou de pressão. A casca composta é constituída de uma camada viscoelástica reforçada por outras duas elásticas. Apresentam-se as hipóteses adotadas na caracterização térmica e mecânica do material, bem como procedimentos e resultados obtidos na aplicação destas suposições. Problemas envolvendo geometrias cilíndricas e cônicas são resolvidas com o objetivo de exemplificar a teoria desenvolvida. / [en] The present work sets forth the expressions for the stresses and strains in a sandwich shell of arbitrary shape under thermal and pressure loads. The composite shell is made of two elastic face lawers with a viscoelastic core. The elastic facings are isotropic of the same material and obey the kirchhoff hypotesis. The viscoelastic core is assumed to be thermorheologically simple as a way to facilitate the mathematical representation of the creep modulus on temperature. In order to simplify the derivations of the needed equations it is assumed that the stresses in the core acting in the tangencial directions are much smaller than those developed in the facing, so that theycan be neglected. The general equations for the stresses and strains are written using curvilinear shell coordinates and some results are then shown for cylindrical and conical shell geometries.