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Avaliação de técnica de medida do tempo de percurso de ondas ultrassônicas baseado no espectro de frequência

SILVA NETO, Ramiro José January 2014 (has links)
Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2014-04-25T11:52:59Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-04-25T11:52:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014 / A caracterização de materiais feita com o apoio de técnicas não destrutivas tem grande importância em aplicações industriais. As técnicas ultrassônicas destacam-se pela boa resolução em medir pequenas variações de velocidades das ondas em decorrência das mudanças de características sofridas por um determinado material. De forma geral estas técnicas ultrassônicas são estudadas no domínio do tempo, o que representa dificuldades experimental quando são analisados materiais de espessura fina, bem como os que atenuam o sinal ultrassônico de forma drástica. Uma técnica ultrassônica que utiliza o domínio da frequência é testada neste trabalho com intuito de fornecer medidas de tempo para cálculo das constantes elásticas de segunda ordem de uma liga de alumínio e também para avaliar o estado de tensão decorrente de uma série de carregamentos mecânicos, situação física limítrofe onde ocorrem as menores variações de velocidades no material. Com auxílio de uma abordagem estatística foi possível ter bons resultados dos testes efetuados, onde a técnica de domínio na frequência diferiu no máximo 1% dos valores médios alcançados por uma técnica de domínio no tempo já bastante explorada em trabalhos produzidos no Laboratório de Ultrassom do Instituto de Engenharia Nuclear (LABUS/IEN), além de ter apresentado, na maior parte do conjunto de medidas, boa estabilidade e capacidade de diferenciação dos tempos na ordem de grandeza de nanossegundo, o que conferiu ao experimento boa precisão. / The characterization of materials made ​​with the support of non -destructive techniques have great importance in industrial applications . The ultrasonic techniques are distinguished by good resolution to measure small variations of wave velocities due to changes in characteristics experienced by a given material . Generally these ultrasonic techniques are studied in the time domain , which represents experimental difficulties when thin materials are analyzed , as well as the ultrasonic signal which attenuate dramatically . An ultrasonic technique which utilizes the frequency domain is used in this study aiming to provide time measurements to calculate the second-order elastic constants of an aluminum alloy and also to evaluate the state of tension due to a number of mechanical loads , the situation borderline physical place where the minor variations of speed in the material . With the aid of a statistical approach was possible to have good results of the tests , where the technique in the frequency domain differed at most 1 % of the average values ​​achieved by a time-domain technique already well explored in works produced in the Laboratory of the Institute of Ultrasound Nuclear Engineering ( Labus / IEN ) , also presented in most of the set of measures , good stability and differentiation capacity of the times in the order of magnitude of nanosecond , which has given good precision experiment .
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Simulações Monte Carlo de integrais de trajetória = propriedades elásticas do 4He sólido / Path integrals Monte Carlo simulations : elastic properties of 4He

Peña Ardila, Luis Aldemar 17 August 2018 (has links)
Orientador: Maurice de Koning / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:17:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PenaArdila_LuisAldemar_M.pdf: 3312905 bytes, checksum: da0a7b28a57fc4d8a5a1639bdf9f9473 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O método Monte Carlo de integrais de trajetória (PIMC) é um sofisticado método para simular sistemas quânticos de muitos corpos. Em particular, é usado para a simulação de sistemas bosônicos como o 4He. O principal objetivo deste trabalho de Mestrado é aplicar o método PIMC para determinar as constantes elásticas do 4He sólido na sua fase hcp. Estas propriedades são muito importantes por estarem envolvidas num possível novo estado da matéria que foi descoberto no hélio sólido: a fase supersólida. Para realizar este objetivo, empregamos o pacote computacional PIMC++, que é uma implementação do método PIMC na linguagem C++, desenvolvido no grupo do Prof. David Ceperley. Primeiro realizamos testes básicos, calculando a energia total e a capacidade térmica para bósons livres, para as quais existem resultados exatos. Em seguida, consideramos a fase líquida do 4He, determinando propriedades como a energia, a fração de condensado e a densidade superfluida para o 4He líquido abaixo de 4K às condições de pressão de vapor saturado. Além disso, determinamos a função de correlação de pares e o fator de estrutura. Todas as propriedades apresentam boa concordância com dados experimentais. Após estes testes iniciais, determinamos as propriedades elásticas do 4He sólido na sua fase hcp descrito pelo potencial de pares de Aziz. Para realizarmos isso, implementamos o esquema de Parrinello e Rahman para permitir a utilização de células computacionais não-ortorrômbicas no pacote PIMC++. Além disso, desenvolvemos e implementamos a expressão para a observável tensorial tensão na linguagem de integrais de trajetória. Após estes desenvolvimentos técnicos, determinamos as constantes elásticas através de uma série de deformações de extensão/compressão e de cisalhamento, determinando o estado de tensão interno correspondente. Depois, usando a definição em termos da relação linear entre tensão e deformação, calculamos as constantes elásticas. Os resultados obtidos para 3 diferentes densidades e uma temperatura de 1 K demonstram que o modelo de Aziz captura as características fundamentais das propriedades elásticas do 4He na fase hcp / Abstract: The path-integral Monte Carlo (PIMC) method is a sophisticated approach for the simulation of many-body quantum systems. In particular, it has been extensively used for the study of manybody bosonic systems such as 4He. The main objective of the present dissertation is to apply the PIMC method to determine the elastic constants of solid 4He in its hcp phase. These properties are very important in view of their apparent involvement in the phenomenon of supersolidity in solid 4He. To realize this objective we utilize the software package PIMC++, which is an implementation of the PIMC method written in C++, developed in the group of Prof. David Ceperley. First, we carry out a number of basic tests, computing the total energy and heat capacity of an ideal gas of bosons, a system for which analytical results are available. Subsequently, we consider the liquid phase of 4He described by the Aziz pair potential, determining the energy per particle, the condensate fraction and superfluid density below 4 K under conditions of saturated vapor pressure. In addition, we compute the pair correlation function and the structure factor. All properties show good agreement with experimental data. After these preliminary tests, we determine the elastic constants of solid 4He in its hcp phase. To this end we implement the scheme due to Parrinello and Rahman, which allows the use of non-orthorhombic computational cells in PIMC++. In addition, we develop and implement an expression for the stress tensor observable within the path-integral formalism. After these technical developments, we determine the elastic constants by means of a series of tension/compression and shear deformations, measuring the corresponding internal stress states. Next, using the definition in terms of the linear relationship between stress and strain, we compute the elastic constants. The results obtained for 3 different densities at a temperature of 1K demonstrate that the Aziz model captures the fundamental characteristics of the elastic properties of 4He in the hcp phase / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física
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Determinação por ultrassom de constantes elásticas de pastilhas de alumina utilizadas em varetas combustíveis de reatores nucleares. / Determination bu ultrasound of elastic constants alumina pellets used in fuel rods of nuclear reactors.

Alessandra Susanne Viana Ragone Lopes 17 December 2014 (has links)
Pastilhas de dióxido de urânio (UO2) são empregadas como combustível nos reatores nucleares de potência, onde as condições operacionais introduzem elevados gradientes térmicos nas pastilhas. Potências elevadas propiciam a fusão da parte central das pastilhas. O inchamento das pastilhas de dióxido de urânio (UO2), decorrente dos produtos de fissão, pode causar o trincamento do material, em função disso, o estudo do seu comportamento mecânico é importante. Esse trabalho avaliou a aplicação de método ultrassônico na obtenção de constantes elásticas. Em função das dificuldades no manuseio do material nuclear, optou-se por um estudo comparativo em pastilhas de alumina (Al2O3). Foram fabricados e usados dois conjuntos de 10 pastilhas de Al2O3 com densidades de 92% e 96%. Foi desenvolvida técnica ultrassônica por transmissão obtendo medidas do tempo de percurso de ondas ultrassônicas, longitudinais e transversais, usadas para a determinação das constantes elásticas do material. Equações relacionando a velocidade da onda ultrassônica ao módulo de elasticidade, módulo de cisalhamento e coeficiente de Poisson, permitiram obter essas constantes elásticas, que apresentaram excelente concordância com a literatura disponível para o Al2O3.
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Determinação por ultrassom de constantes elásticas de pastilhas de alumina utilizadas em varetas combustíveis de reatores nucleares. / Determination bu ultrasound of elastic constants alumina pellets used in fuel rods of nuclear reactors.

Alessandra Susanne Viana Ragone Lopes 17 December 2014 (has links)
Pastilhas de dióxido de urânio (UO2) são empregadas como combustível nos reatores nucleares de potência, onde as condições operacionais introduzem elevados gradientes térmicos nas pastilhas. Potências elevadas propiciam a fusão da parte central das pastilhas. O inchamento das pastilhas de dióxido de urânio (UO2), decorrente dos produtos de fissão, pode causar o trincamento do material, em função disso, o estudo do seu comportamento mecânico é importante. Esse trabalho avaliou a aplicação de método ultrassônico na obtenção de constantes elásticas. Em função das dificuldades no manuseio do material nuclear, optou-se por um estudo comparativo em pastilhas de alumina (Al2O3). Foram fabricados e usados dois conjuntos de 10 pastilhas de Al2O3 com densidades de 92% e 96%. Foi desenvolvida técnica ultrassônica por transmissão obtendo medidas do tempo de percurso de ondas ultrassônicas, longitudinais e transversais, usadas para a determinação das constantes elásticas do material. Equações relacionando a velocidade da onda ultrassônica ao módulo de elasticidade, módulo de cisalhamento e coeficiente de Poisson, permitiram obter essas constantes elásticas, que apresentaram excelente concordância com a literatura disponível para o Al2O3.
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Estudo da mesofase liotrópica na fase Nc submetida a campo magnético: determinação de K3 e X\'alfa\' e geração de instabilidades hidrodinâmicas. / Study of lyotropic mesophase phase Nc subjected to magnetic field: determination of K3 and X and generation of hydrodynamic instabilities.

Palangana, Antonio Jose 28 June 1991 (has links)
No presente trabalho foram estudadas, inicialmente, distorções periódicas \"bend\" provocadas por campo magnético em amostra nemática calamítica da mistura: decilsulfato de sódio, decanol e água. Com base na teoria elástica continua, medidas do comprimento de onda das distorções periódicas permitiram obter a razão K IND. 9 / X IND. em função da temperatura, onde K IND. 9 é a constante elástica de \"bend\" e X IND. a anisotropia de susceptibilidade diamagnética. Em seguida, amostras nemáticas foram dopadas com ferrofluído em diferentes concentrações, o que possibilitou, através da comparação entre os resultados (com e sem o \"doping\"), determinar K IND. 9 e X IND. , respectivamente. Num segundo momento, a mesofase nemática calamítica obtida da mistura liotrópica de laurato de potássio, decanol e água, é submetida a gradiente térmico vertical em configuração planar. Uma nova instabilidade térmica foi observada envidenciando uma estrutura de rolos com os seus eixos perpendiculares à configuração inicial do diretor. O comprimento de onda da instabilidade tem valores em torno de 10 vezes menores que a espessura da amostra. A instabilidade, cujo processo de formação e relaxação é estudado, aparece com a diminuição do gradiente térmico próximo à transição de fase nemático-isotrópica. Considerando-se estes fatos, sugere-se um mecanismo em função da variação das dimensões dos objetos micelares com a temperatura. / In this work were primarily studied the periodic distortions \"bend\" provoked by magnetic field on calamitic nematic sample of the mixture: sodium decylsulfate, decanol and water. Based on the continuum elastic theory, measures of the wave lenght of periodic distortions permitted to obtain the ratio K9 /X in function of the temperature, where k9 is the elastic constant of \"bend\" and x the anisotropic of diamagnetic susceptibility. Afterwards, nematic samples were doped with ferrofluid in different concentrations, which made possible, through a comparison between the results (with and without the \"doping\"), to determine x and K9 respectively. In a second moment, the calamitic nematic mesophase obtained from the liotropic mixture of potassium laurate, decanol and water is submitted to a vertical thermic gradient in plane configuration. A new thermic instability was observed showing evidences of a roll structure with its perpendicular axis to the initial configuration of the director. The lenght of the instability wave has values around ten times smaller than the thickness of the sample. The instability, whose process of formation with the decrease of the thermic gradient next to the transition of isotropic-nematic phase. Considering these facts, we would suggest a mechanism related to the variation of the micelar objects dimensions in function of the temperature.
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Caracterização de materiais compostos por ultra-som. / Ultrasonic characterization of composite materials.

Boeri, Daniel Verga 19 April 2006 (has links)
Este trabalho apresenta duas técnicas de ensaios não-destrutivos por ultra-som realizados em um tanque com água para determinar as constantes elásticas de materiais compostos de fibra de vidro/epóxi. A primeira técnica é a transmissão direta utilizando um par de transdutores. A segunda é a técnica de pulso-eco, utilizando um único transdutor. A água do tanque atua como um acoplante para transferir a energia mecânica do transdutor para a amostra. Como o transdutor não fica em contato direto com a amostra, pode-se garantir um acoplamento constante. O sistema de medição dota de um dispositivo que permite medir a velocidade da onda elástica sob diferentes ângulos de incidência, através da rotação manual da amostra. Devido ao fenômeno de conversão de modos com incidência oblíqua na interface amostra-água, ensaios por ultra-som em tanques com água fornecem as informações necessárias para o cálculo das constantes elásticas em amostras de materiais anisotrópicos, numa dada direção, a partir das medições das velocidades longitudinal e de cisalhamento. Numa dada direção de propagação em um meio anisotrópico, existem três ondas elásticas distintas: uma longitudinal e duas de cisalhamento. Se as constantes elásticas do material são conhecidas, é possível obter as três velocidades em uma dada direção bastando resolver a equação de Christoffel. Invertendo a equação de Christoffel, obtém-se as constantes elásticas a partir das velocidades medidas em uma dada direção. Os experimentos são realizados com amostras de fibra de vidro/epóxi unidirecionais e bidirecionais, utilizando transdutores com freqüências de 0,5 MHz, 1 MHz e 2,25 MHz. Os resultados experimentais obtidos utilizando ambas as técnicas são comparados com um modelo denominado “Regra das Misturas" e com resultados da literatura. / In this work, two ultrasonic non destructive techniques were implemented in a water tank and used to determine the elastic constants of glass-epoxy composites samples. The first is the through-transmission technique implemented with a pair of ultrasonic transducers. The second is the back-reflection technique that uses a single transducer in pulse-eco mode. The water acts as a couplant and transfers the mechanical energy from the transducer to the sample. As the transducer is not in direct contact with the sample, we can guarantee a good coupling with the immersion technique. With the system device, it is possible to measure the velocities of the elastic waves in different angles by manually rotating the sample. Due to wave mode conversion phenomenon at the sample-water interface with oblique incidence, ultrasonic immersion testing provides information to calculate the elastic constants of the specimen by measuring longitudinal and shear wave speeds. There are three different modes of waves, one longitudinal and two shear waves, for any given direction of propagation in an anisotropic medium. If the elastic constants of a medium are known, it is possible to obtain the three wave speeds in particular propagations directions by solving the Christoffel equation. Inverting the Christoffel equation, it is possible to obtain the elastic constants from the measured wave speed in several specific directions of the anisotropic material. Measurements were carried out on unidirectional and bidirectional glass-epoxy composite samples, using transducers with central frequency of 0.5 MHz, 1 MHz, and 2.25 MHz. The experimental results obtained with both techniques are compared with a model denominated “Rule of Mixture" estimation and with the literature.
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Estudo da mesofase liotrópica na fase Nc submetida a campo magnético: determinação de K3 e X\'alfa\' e geração de instabilidades hidrodinâmicas. / Study of lyotropic mesophase phase Nc subjected to magnetic field: determination of K3 and X and generation of hydrodynamic instabilities.

Antonio Jose Palangana 28 June 1991 (has links)
No presente trabalho foram estudadas, inicialmente, distorções periódicas \"bend\" provocadas por campo magnético em amostra nemática calamítica da mistura: decilsulfato de sódio, decanol e água. Com base na teoria elástica continua, medidas do comprimento de onda das distorções periódicas permitiram obter a razão K IND. 9 / X IND. em função da temperatura, onde K IND. 9 é a constante elástica de \"bend\" e X IND. a anisotropia de susceptibilidade diamagnética. Em seguida, amostras nemáticas foram dopadas com ferrofluído em diferentes concentrações, o que possibilitou, através da comparação entre os resultados (com e sem o \"doping\"), determinar K IND. 9 e X IND. , respectivamente. Num segundo momento, a mesofase nemática calamítica obtida da mistura liotrópica de laurato de potássio, decanol e água, é submetida a gradiente térmico vertical em configuração planar. Uma nova instabilidade térmica foi observada envidenciando uma estrutura de rolos com os seus eixos perpendiculares à configuração inicial do diretor. O comprimento de onda da instabilidade tem valores em torno de 10 vezes menores que a espessura da amostra. A instabilidade, cujo processo de formação e relaxação é estudado, aparece com a diminuição do gradiente térmico próximo à transição de fase nemático-isotrópica. Considerando-se estes fatos, sugere-se um mecanismo em função da variação das dimensões dos objetos micelares com a temperatura. / In this work were primarily studied the periodic distortions \"bend\" provoked by magnetic field on calamitic nematic sample of the mixture: sodium decylsulfate, decanol and water. Based on the continuum elastic theory, measures of the wave lenght of periodic distortions permitted to obtain the ratio K9 /X in function of the temperature, where k9 is the elastic constant of \"bend\" and x the anisotropic of diamagnetic susceptibility. Afterwards, nematic samples were doped with ferrofluid in different concentrations, which made possible, through a comparison between the results (with and without the \"doping\"), to determine x and K9 respectively. In a second moment, the calamitic nematic mesophase obtained from the liotropic mixture of potassium laurate, decanol and water is submitted to a vertical thermic gradient in plane configuration. A new thermic instability was observed showing evidences of a roll structure with its perpendicular axis to the initial configuration of the director. The lenght of the instability wave has values around ten times smaller than the thickness of the sample. The instability, whose process of formation with the decrease of the thermic gradient next to the transition of isotropic-nematic phase. Considering these facts, we would suggest a mechanism related to the variation of the micelar objects dimensions in function of the temperature.
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Propriedades ópticas e magnéticas em liomesofases nemáticas tipo I e tipo II / Optical and magnetic properties in nematic lyomesophases of type I and type II

Abio Valeriano de Andrades Pinto 19 December 1984 (has links)
Propriedades ópticas, magnéticas e elásticas de duas liomesofases nemáticas tipo I (decilsulfato de sódio/água/ n-decanol e laurato de potássio/água/cloreto de potássio) e urna tipo II (decilsulfato de sódio/água/n-decanol /sulfato de sódio) são estudadas. Nas investigações de tais propriedades as medidas realizadas e instrumentação/meios utilizados foram os seguintes: medidas de sinais ópticos, texturas e temperaturas de transições de fases foram obtidas com auxilio de um microscópio petrográfico com temperatura controlada na platina; medidas de índices de refração e birrefringências obtiveram- se com adaptações do refratômetro de Pulfrich; medidas de susceptibilidades diamagnéticas direcionais foram realizadas com adaptações ao magnetômetro de amostra vibrante; medidas de constantes elásticas foram obtidas com auxilio de uma montagem especial. São realizados cálculos para as susceptibilidades diamagnéticas direcionais e respectivas anisotropias moleculares para alcanos, álcoois e anfifilicos de interesse em liornesofases . Da comparação entre as anisotropias moleculares calculadas e as medidas em liomesofases correspondentes, infere-se que o ordenamento molecular de anfifilicos, nas mesofases, deve ser alto. O método de Kirkwood, que permite correlacionar polarizabilidade elétrica com a susceptibilidade diamagnética molecular média em substâncias puras, é estendido e adaptado a misturas complexas, criando assim urna promissora perspectiva de correlação entre as medidas ópticas e magnéticas em liomesofases. Evidências experimentais diretas, da aplicabilidade da teoria do continuo para termo trópicos às liomesofases, são apresentadas. / The optical, magnetic and elastic properties of three nematic lyomesophases are studied. Two are type I (Na decyl sulfate/ water/n- decanol and K laurate/water/K chloride) and one type II (Na decyl sulfate/water/n- decano l/Na sulfate). To measure these properties we used the following equipment : texture and optical sign were observed by optical microscopy with temperature controlled, hot and cold, stages; refractive indices were measured in an adapted Pulfrich refratometer; the individual elements of the diamagnetic susceptibility tensor were measured with a vibrating sample magnetometer; the elastic constants were measured using the Frederikzs transition in a special experimental set-up. Starting from the concept of localized magnetic susceptibilities, molecular anisotropies were calculated for saturated hydrocarbons , alcohols and amphiphilic compounds, which are of interest for lyomesophases. Comparing these results with the experimentally measured anisotropies of the lyomesophases it is possible to conclude that a high degree of molecular order is present in the nematic amphiphilic systems. The Kirkwood method is extended and adapted for complex mixtures. The use of this method opens new perspectives for exploring the correlation between the molecular polarizability and the mean diamagnetic susceptibility.
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Propriedades ópticas e magnéticas em liomesofases nemáticas tipo I e tipo II / Optical and magnetic properties in nematic lyomesophases of type I and type II

Andrades Pinto, Abio Valeriano de 19 December 1984 (has links)
Propriedades ópticas, magnéticas e elásticas de duas liomesofases nemáticas tipo I (decilsulfato de sódio/água/ n-decanol e laurato de potássio/água/cloreto de potássio) e urna tipo II (decilsulfato de sódio/água/n-decanol /sulfato de sódio) são estudadas. Nas investigações de tais propriedades as medidas realizadas e instrumentação/meios utilizados foram os seguintes: medidas de sinais ópticos, texturas e temperaturas de transições de fases foram obtidas com auxilio de um microscópio petrográfico com temperatura controlada na platina; medidas de índices de refração e birrefringências obtiveram- se com adaptações do refratômetro de Pulfrich; medidas de susceptibilidades diamagnéticas direcionais foram realizadas com adaptações ao magnetômetro de amostra vibrante; medidas de constantes elásticas foram obtidas com auxilio de uma montagem especial. São realizados cálculos para as susceptibilidades diamagnéticas direcionais e respectivas anisotropias moleculares para alcanos, álcoois e anfifilicos de interesse em liornesofases . Da comparação entre as anisotropias moleculares calculadas e as medidas em liomesofases correspondentes, infere-se que o ordenamento molecular de anfifilicos, nas mesofases, deve ser alto. O método de Kirkwood, que permite correlacionar polarizabilidade elétrica com a susceptibilidade diamagnética molecular média em substâncias puras, é estendido e adaptado a misturas complexas, criando assim urna promissora perspectiva de correlação entre as medidas ópticas e magnéticas em liomesofases. Evidências experimentais diretas, da aplicabilidade da teoria do continuo para termo trópicos às liomesofases, são apresentadas. / The optical, magnetic and elastic properties of three nematic lyomesophases are studied. Two are type I (Na decyl sulfate/ water/n- decanol and K laurate/water/K chloride) and one type II (Na decyl sulfate/water/n- decano l/Na sulfate). To measure these properties we used the following equipment : texture and optical sign were observed by optical microscopy with temperature controlled, hot and cold, stages; refractive indices were measured in an adapted Pulfrich refratometer; the individual elements of the diamagnetic susceptibility tensor were measured with a vibrating sample magnetometer; the elastic constants were measured using the Frederikzs transition in a special experimental set-up. Starting from the concept of localized magnetic susceptibilities, molecular anisotropies were calculated for saturated hydrocarbons , alcohols and amphiphilic compounds, which are of interest for lyomesophases. Comparing these results with the experimentally measured anisotropies of the lyomesophases it is possible to conclude that a high degree of molecular order is present in the nematic amphiphilic systems. The Kirkwood method is extended and adapted for complex mixtures. The use of this method opens new perspectives for exploring the correlation between the molecular polarizability and the mean diamagnetic susceptibility.
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Caracterização de materiais compostos por ultra-som. / Ultrasonic characterization of composite materials.

Daniel Verga Boeri 19 April 2006 (has links)
Este trabalho apresenta duas técnicas de ensaios não-destrutivos por ultra-som realizados em um tanque com água para determinar as constantes elásticas de materiais compostos de fibra de vidro/epóxi. A primeira técnica é a transmissão direta utilizando um par de transdutores. A segunda é a técnica de pulso-eco, utilizando um único transdutor. A água do tanque atua como um acoplante para transferir a energia mecânica do transdutor para a amostra. Como o transdutor não fica em contato direto com a amostra, pode-se garantir um acoplamento constante. O sistema de medição dota de um dispositivo que permite medir a velocidade da onda elástica sob diferentes ângulos de incidência, através da rotação manual da amostra. Devido ao fenômeno de conversão de modos com incidência oblíqua na interface amostra-água, ensaios por ultra-som em tanques com água fornecem as informações necessárias para o cálculo das constantes elásticas em amostras de materiais anisotrópicos, numa dada direção, a partir das medições das velocidades longitudinal e de cisalhamento. Numa dada direção de propagação em um meio anisotrópico, existem três ondas elásticas distintas: uma longitudinal e duas de cisalhamento. Se as constantes elásticas do material são conhecidas, é possível obter as três velocidades em uma dada direção bastando resolver a equação de Christoffel. Invertendo a equação de Christoffel, obtém-se as constantes elásticas a partir das velocidades medidas em uma dada direção. Os experimentos são realizados com amostras de fibra de vidro/epóxi unidirecionais e bidirecionais, utilizando transdutores com freqüências de 0,5 MHz, 1 MHz e 2,25 MHz. Os resultados experimentais obtidos utilizando ambas as técnicas são comparados com um modelo denominado “Regra das Misturas” e com resultados da literatura. / In this work, two ultrasonic non destructive techniques were implemented in a water tank and used to determine the elastic constants of glass-epoxy composites samples. The first is the through-transmission technique implemented with a pair of ultrasonic transducers. The second is the back-reflection technique that uses a single transducer in pulse-eco mode. The water acts as a couplant and transfers the mechanical energy from the transducer to the sample. As the transducer is not in direct contact with the sample, we can guarantee a good coupling with the immersion technique. With the system device, it is possible to measure the velocities of the elastic waves in different angles by manually rotating the sample. Due to wave mode conversion phenomenon at the sample-water interface with oblique incidence, ultrasonic immersion testing provides information to calculate the elastic constants of the specimen by measuring longitudinal and shear wave speeds. There are three different modes of waves, one longitudinal and two shear waves, for any given direction of propagation in an anisotropic medium. If the elastic constants of a medium are known, it is possible to obtain the three wave speeds in particular propagations directions by solving the Christoffel equation. Inverting the Christoffel equation, it is possible to obtain the elastic constants from the measured wave speed in several specific directions of the anisotropic material. Measurements were carried out on unidirectional and bidirectional glass-epoxy composite samples, using transducers with central frequency of 0.5 MHz, 1 MHz, and 2.25 MHz. The experimental results obtained with both techniques are compared with a model denominated “Rule of Mixture” estimation and with the literature.

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