Tradicionalmente, em aplicações industriais predominam robôs cujas arquiteturas correspondem a estruturas cinemáticas seriais, ou seja, seus atuadores e peças movidas são dispostos em série, um após o outro, formando uma única cadeia cinemática aberta, de modo a posicionar o órgão terminal, a parte do robô que comumente contém uma garra ou um eletrodo de solda. Esses robôs apresentam desempenho insatisfatório em aplicações que demandem precisão, rigidez, alta freqüência natural e baixo tempo de ciclo. Sendo assim, tanto a comunidade acadêmica como a industrial têm manifestado um interesse crescente pela utilização de outro tipo de estrutura cinemática, denominada paralela, que se caracteriza pela presença de várias cadeias cinemáticas independentes, atuando de forma paralela e simultânea sobre o órgão terminal. Essa arquitetura não-convencional apresenta, potencialmente, uma série de vantagens, como: alta rigidez, leveza, rapidez, precisão e alta capacidade de carga. No entanto, existe uma série de problemas abertos que necessitam de uma investigação mais profunda, de modo a garantir que essa mudança de tendência venha a ser implementada com eficácia. O objetivo desta pesquisa é contribuir para o desenvolvimento de uma máquina fresadora de arquitetura paralela que seja promissora quanto à sua simplicidade construtiva, bem como a precisão de posicionamento da ferramenta, se comparada com os robôs paralelos tradicionais. Esses dois requisitos simplicidade e precisão serão alcançados mediante o emprego de uma estrutura modular e a utilização de uma barra de ancoragem ativa, de forma que a estrutura final apresente três atuadores operando em conjunto. Sendo assim, serão empregados três membros, todos ativos, formando uma estrutura cinemática redundante com mobilidade igual a dois. A avaliação do comportamento da arquitetura proposta para a fresadora será realizada por meio de simulações, com o mapeamento dos erros estáticos, de modo a identificar a sua precisão de posicionamento ao longo dos seus eixos de movimentação. / Traditionally, in industrial activities, there is a preference over robots whose architectures correspond to serial kinematic structures, i.e., its actuators and moving parts are arranged in series, one after another, forming a single open kinematic chain, in order to position the body terminal, the part of the robot that commonly contain a claw or a welding electrode. However, these robots have poor performance in applications that require precision, rigidity, high natural frequency and low cycle time. Due to these factors, both academic and industrial communities have expressed a growing interest in the use of another type of kinematic structure, called parallel, which is characterized by the presence of several independent kinematic chains, operating in parallel and simultaneously on the terminal organ. This unconventional architecture has potentially a number of advantages, such as high stiffness, lightness, speed, precision and high load capacity. However, there are a number of open problems that need further investigation in order to ensure that this trend change will be implemented effectively. The objective of this research is to contribute for the development of a parallel milling machine that presents a promising behavior in terms of precision and simplicity in construction, compared with the traditional parallel robots. Both requirements simplicity and precision will be achieved with the utilization of a modular structure and the introduction of an active docking bar, so that the final structure has three actuators working simultaneously. Thus, three members will be used, all active, forming a kinematic redundant structure with mobility equal to two. The expected behavior of the proposed architecture for the milling machine is evaluated through simulations, with the mapping of static errors that allow the identification of its positioning accuracy along the motion axes.

O principal objetivo deste trabalho é realizar a análise estrutural de edifícios de andares múltiplos que apresentam núcleos resistentes, considerando a deformação pelo esforço cortante nos mesmos, bem como nos pilares. Para atingir esse objetivo, será preciso que o comportamento à flexão dos elementos verticais de contraventamento passe a ser regido pela teoria de barras de Timoshenko e não mais pela de Euler-Bernoulli. Foram então desenvolvidos algoritmos que, utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF), permitem calcular os fatores de forma de quaisquer seções transversais abertas de paredes delgadas pertencentes a núcleos estruturais, bem como a distribuição da tensão de cisalhamento na seção transversa em função do esforço cortante atuante. As alterações acima descritas foram feitas em um programa de análise de edifícios denominado CEASO 01, de autoria de MATIAS JR (1997). Embora esse programa realize análise não-linear geométrica, a consideração da deformação por cortante só foi implementada na análise linear. Apresentam-se, ao final, exemplos numéricos que permitem avaliar a influência da deformação pelo esforço cortante sobre os deslocamentos e esforços de núcleos resistentes e pilares. / The main aim of this work is to perform structural analysis of multistory buildings with resistant cores, taking into account shear deformation in those elements, as well as in columns. To achieve this objective, the flexural behaviour of vertical elements must be governed by Timoshenko beam theory, rather than the Euler-Bernoulli theory. Procedures using the finite element method (FEM) were developped, which enable to evaluate shear correction factors of generic thin-walled open sections and shear stress distribution as a function of the shear resultant. Changes described above were made in a structural analysis program named CEASO 01, whose author is MATIAS JR (1997). Even though this program is able to perform nonlinear analysis, only in linear analysis the effect of shear deformation is taken into account. Numerical examples are provided, which enable to evaluate the influence of taking into account shear deformation on displacements and stress resultants of resistant cores and columns.

Este trabalho apresenta uma discussão sobre o estudo dos efeitos térmicos e elásticos decorrentes da pressão de sustentação presentes nos mancais. Para tanto, propõe-se um modelo matemático baseado nas equações para mancais curtos considerando a região de cavitação e utilizando o princípio da continuidade de massa. Com isto, deduzem-se as equações para o mancal a partir das equações de Reynolds e da energia, aplicando uma solução modificada para a solução de Ocvirk, sendo as equações resolvidas numericamente pelo Método das Diferenças Finitas. Somado o tratamento de mecânica dos fluidos, o trabalho discute dois modelos térmicos de previsão de temperatura média do fluido e sua influência no campo de pressão, apresentando gráficos representativos do campo de pressão e de temperatura, assim como as diferenças e implicações das diferenças. Para o cálculo de deformação da estrutura, utiliza-se um Modelo de Elementos Finitos para uma dada geometria, fazendo-se uma avaliação da variação do campo de pressão e o quanto essa diferença afeta as demais propriedades do fluido. Por fim, com o modelo completo, calcula-se o quanto esse modelamento para mancais curtos se aproxima de soluções para mancais finitos, com base em resultados da literatura, chegando a desvios quase oito vezes menores que os previstos pela literatura. Além disso, pode-se estabelecer a abrangência do modelo, ou seja, prever as condições em que suas propriedades são válidas e podem ser utilizadas para estudos iniciais. / This work presents a study on thermal and elastic effects resulting from support bearings. It proposes a mathematical model based on short bearing equations within the cavitation region, using the principle of mass continuity. Then, the used equations are deduced from Reynolds and energy equations applying a modified solution for the Ocvirks solution. All the equations are numerically solved by the Backward Finite Difference Method. In addition to the treatment of fluid mechanics, this work discusses two thermal models to predict the average temperature of the fluid and its influence on the pressure field; it also presents the representative charts for pressure and temperature fields, as well as the differences and implications of these ones. To calculate the deformation of the structure, a Finite Element Model is used, considering a specific geometry and an evaluation of the variation of the pressure field is conducted to determinate how this difference affects other properties of the fluid. Finally, the full model is applied to analyse how this modeling for short bearing solutions can be used as an approach for finite bearings. Analysis reaches deviations nearly eight times smaller than predicted by literature data. Furthermore, it was possible to establish the range of the model in which its properties are valid and can be used for initial studies.

Distribuições angulares associadas ao espalhamento inelástico de dêuterons de 13,0 MeV em ANTPOT. 104,106,108,110. Pd foram obtidas utilizando o sistemas Pelletron-Espectrógrafo Magnético Enge com detecção em placas de emulsão nuclear no plano focal. A Análise da Interferência Nuclear Coulombiana (INC) associada ao espalhamento inelástico com dêuterons, projéteis que interagem isoescalarmente com o núcleo, na excitação do primeiro estado quadrupolar, foi realizada na descrição DWBA-DOMP utilizando potenciais ópticos globais. O ajuste das previsões sobre as distribuições angulares experimentais foi realizado pela minimização do X POT. 2 através do método interativo de Gauss, permitindo a extração dos parâmetros correlacionados: delta POT. N IND. 2, comprimento de deformação de carga nuclear e C= delta POT. N IND. 2/delta POT. N IND. 2, razão entre os comprimentos de deformação de carga e nuclear. Testes estatísticos através da simulação de Monte Carlo de 5000 novos conjuntos de dados comprovaram a qualidade da metodologia aplicada. Os valores extraídos da probabilidade reduzida de transição isoescalar B (IS2) e da razão B(E2)/B(IS2) no presente trabalho são inéditos e permitem uma análise da evolução da coletividade ao longo da cadeia de Pd. Os resultados obtidos indicam para o ANTPOT. 106 Pd e ANTPOT. 110 Pd deformações de carga e massa iguais, conforme usualmente proposto, ao contrário dos 104, 108Pd, onde existem indícios de uma maior contribuição dos prótons em relação aos nêutrons. Comparando os núcleos estudados no presente com resultados de medidas de INC em espalhamentos inelásticos com projéteis de características isoescalares, na região de A 100 medidos em São Paulo, considerando os isótonos medidos, o ANTPOT. 104 Pd, da mesma maneira que seu isótono ANTPOT. 102 Ru, apresenta na primeira excitação quadrupolar uma maior contribuição de prótons em relação aos nêutrons. ) O ANTPOT. 106 Pd entretanto revela uma possível diluição desse comportamento não homogêneo, em contraste com o seu isótono ANTPOT. 104 Ru para o qual salienta-se uma maior contribuição dos prótons. Acompanhando a evolução dos valores experimentais da razão B(E2)/B(IS2) , verifica-se que para os isótopos pares de Ru há um crescimento quando N aumenta, enquanto o comportamento é diferenciado para os isótopos pares de Pd. Os valores da razão B(E2)/B(IS2) variam de cerca de 1,1 e POT. 2(ANTPOT. 106,110 Pd e ANTPOT. 100 Ru), a e POT. 2 para o modelo coletivo homogêneo. Dentro deste contexto conclui-se que os nêutrons devem ser responsáveis por alguns efeitos importantes fora da interpretação do modelo coletivo simples. / Angular distributions for the inelastic scattering of 13.0 MeV deuterons on ANTPOT.104, 106, 108, 110 Pd were measured with the Pelletron-Enge-Spectrograph facility using as detectors nuclear emulsion plates on the focal plane. A Coulomb-Nuclear Interference (CNI) analysis was applied to the inelastic scattering of deuterons, an isoscalar projectile, to the first quadrupolar excitation, employing the DWBA-DOMP description, under well-established global optical parameters. The fit of the predicted cross sections to the experimental data through the X POT.2 minimization, using the iterative method of Gauss, allowed for the extraction of the correlated parameters, delta POT.N IND.2, the mass deformation lengths. Statistical tests, through a Monte Carlo simulation of 5000 new data sets, validated the method employed. The values of B(IS2) and of the ratios B(E2)/B(IS2) obtained in the present work have not been reported before and allow to follow the evolution of the collectivity throughout the Pd chain. For ANTPOT.104, 108 Pd, the results reveal a non-homogeneous behavior, with an enhanced contribution of the protons relative to the neutrons, while a less pronounced effect is found for ANTPOT.106, 110 Pd. Comparing the nuclei studied in the present work with the nucleus formerly investigated by the São Paulo group in the A ~ 100 region with the CNI methodology through the inelastic scattering of isoscalar projectiles, considering the isotones, the nucleus ANTPOT.102 Ru (isotone of ANTPOT.104 Pd) also shows a more important contribution of protons than of neutrons to the first quadrupolar excitation. However, its neighbor. ANTPOT.104 Ru, presents a rather strong non-homogeneous behavior, also in favor of the protons, in contrast to that of its isotone, ANTPOT.106 Pd. Following the evolution of B(E2)/B(IS2) ratios along the isotopic chains, for the even Ru isotopes there is a growth as N increases, while for the even Pd isotopes a different behavior emerges. The values of the B(E2)/B(IS2) ratio vary from around 1.1 e POT.2 (ANTPOT.106, 110 Pd and ANTPOT.100 Ru) to approximately 1.6 e POT.2 (ANTPOT.104 Ru), in contrary to the expectation of the B(E2)/B(IS2) ~1 predicted by the homogeneous collective model. These facts pointed out that, in this mass region, neutrons may be responsible for some interesting effects outside the simple collective interpretation.

O presente trabalho teve por objetivo o desenvolvimento e aprimoramento da técnica de execução de ensaios mecânicos a altas taxas de deformação (cerca de 1000 a 5000 s-1), por meio do desenvolvimento de um equipamento do tipo Split Hopkinson Bar (SHB), com corpos-de-prova no formato cilíndrico. A construção de tal equipamento fez-se necessária para a obtenção de informações acerca do comportamento dinâmico dos materiais, quando utilizados em condições de impacto, para aplicações de engenharia. Foram definidos os requisitos técnicos para a construção do equipamento SHB para a modalidade de ensaios em tração. Os elementos mecânicos foram projetados, usinados e montados, segundo a configuração de teste adotada. Determinou-se as dimensões e geometrias dos corpos-de-prova, confeccionados em aço ABNT 1020. Realizou-se ainda a instrumentação do equipamento SHB, para a determinação da resposta tensão-deformação dos corpos-de-prova. Adicionalmente, utilizou-se uma câmera de alta velocidade, com capacidade para filmar até 100.000 quadros/s, no intuito de estudar o comportamento do corpo-de-prova durante carregamento dinâmico. Os resultados dos testes realizados indicaram que, apesar da construção mecânica satisfatória do primeiro protótipo, a pressão usada no carregamento (8 kgf/cm²) foi insuficiente para assegurar que a falha do material testado ocorresse durante a propagação do primeiro pulso trativo ao longo do comprimento do corpo-de-prova, que sofreu sucessivos carregamentos até a fratura. Este comportamento é chamado efeito sanfona. Para que o corpo-de-prova se quebrasse após a propagação de apenas um pulso trativo foram sugeridas melhorias na vedação da câmara de gás e o aumento da pressão de trabalho. A utilização de extensômetros de menor grade também foi indicada como melhoria futura. A sincronização entre a câmera de alta velocidade e o sistema de aquisição deverá ser aprimorada, pois é fundamental para a precisão na determinação do instante da colisão entre o projétil e a barra incidente, assim como do instante da ruptura do corpo-de-prova. A continuidade dessa pesquisa, com a busca da solução dos desafios tecnológicos oriundos da construção e teste desse primeiro protótipo, será tema de trabalhos futuros desse grupo de pesquisa. / The present work consist in the development and improvement of execution technique of mechanical tests at high strain rates (about 1000 to 5000 s-1), with an equipment tensile split Hopkinson bar (SHB) using cylindrical specimen. The construction of such equipment was necessary to obtain information about the dynamic behavior of materials, when used under impact conditions, for engineering applications. Technical requirement are defined for construction of SHB equipment for tensile type tests. The mechanical elements were designed, machined and assembled according to the test configuration adopted. Determined the dimensions and geometries the specimens, made of AISI 1020. Also realized the SHB equipment instrumentation to determine the stress-strain response of specimen. Additionally, used a high speed camera, capable of record up to100,000 frames/s, with the aim of study the behavior of specimen during dynamic loading. The results of tests indicate that despite the satisfactory mechanical structure, of the first prototype, the pressure used in the load (8 kgf/cm²) was insufficient to ensure that the material failure occurred during the propagation of the first tensile pulse along the specimen length, which undergo successive loading until the fracture. This behavior is named concertina effect. For the specimen is broke after propagation of only one tensile pulse, improved in sealing the gas gun and an increase the work pressure, wave been suggested. The use of strain gages smaller grid was also suggested as a future improvement. The synchronization between high speed camera and the system of acquisition should be improved, because it is fundamental to the accuracy in determining the instant collision between the hammer and the incident bar as well as the instant failure of specimen. The continuation of this research, with the pursuit of technological solutions arising from the construction and tests this first prototype will be the subject of future work of this research group.

Filmes amorfos que não apresentam piezoeletricidade intrínseca, podem ser induzidos a mostrar um efeito piezoelétrico linear quando um fluxo de íons é estabelecido através dele. O efeito está relacionado ao efeito piezoelétrico induzido pela corrente elétrica, exceto que ele está presente ainda que o fluxo de íons positivo a negativo sejam iguais (corrente zero). Um filme circular de celofane é colocada entre duas células de vidro, tal que ela separa água pura de uma solução de cloreto de sódio (NaCl). A diferença de nível dos líquidos fornece uma pressão estática que mantém uma curvatura na membrana, ou no sentido da água ou no sentido da solução. Um transdutor eletromagnético acoplado a água e dirigido senoidalmente por um oscilado, deforma o filme ciclicamente, e eletrodos de platinam um de cada lado do filme, levam os sinais elétricos a um detector síncromo com a deformação aplicada. Enquanto o sinal elétrico observado poderia ser devido a efeitos espúrios dos eletrodos, a inversão observada na fase deste sinal com a mudança da curvatura indica que ele é dependente da deformação de um filme separando dois eletrólitos é devido `a modulação da mobilidade iônica pela deformação aplicada / Amorphous films which can have intrinsic piezoelectricity, can be induced to show a linear piezoelectric effect when a flux of ions is established across them. The effect is related to the electric current induced piezoelectric effect, except that is present even though positive and negative ion fluxes are equal (zero-current). A circular cellophane film is put between two glass cell, so that it separates pure water from a NaCl solution. A level difference of liquids provides a static pressure supports a membrane curvature, either towards or away from the water. An electromagnetic transducer, coupled to the water and driven sinusoidally by a oscillator deforms the film cyclically and platinum electrodes on either side of the film lead the electric signals to a detector synchronized with the applied deformation. While the electric signal observed might be due spurious effects from the electrodes, the observed might be due to spurious effects from the electrodes, the observed reversal in phase of the signal with the change of curvature of the film signifies that it is deformation-dependent. The deformation-dependent electricity in a film separating two electrolytes is owing to the modulation of the mobility of the ions by the applied deformation

Esta dissertação apresenta um projeto de um dispositivo para levantar dados característicos de materiais submetidos às altas taxas de deformação, dispositivo este que leva o nome do seu idealizador o engenheiro Inglês Sir Bertram Hopkinson. Mais especificamente, esta dissertação está inseparavelmente ligada ao desenvolvimento de um embalado para transporte de elementos radioativos como sendo uma das partes do escopo geral, de um projeto da CAPES em convênio com o Centro de Ciência e Tecnologia de Materiais - CCTM do, Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN - CNEN/SP, autarquia associada à Universidade de São Paulo. O desenvolvimento do dispositivo faz parte do escopo de obtenção, e levantamento dos dados necessários para o projeto, e a construção do embalado. Esta dissertação versa sobre a concepção mecânica do dispositivo, importante, dividida em duas partes, dimensionamento das barras, que seriam a barra de impacto, a barra de entrada, e a barra de saída, e o dimensionamento do dispositivo de impacto. O dimensionamento das barras envolve conhecimentos do conceito de ondas elásticas em meios sólidos para que o comprimento das barras seja estimado de forma a servir de guia das ondas elásticas, que provocarão a deformação no corpo de prova, e possibilite a boa leitura dessas ondas para análise dos dados. O dispositivo de impacto, este tem que ser robusto o suficiente para produzir a onda de tensão que deforme o corpo de prova, mas não para deformar plasticamente as barras, que terão que continuar durante todo o teste dentro do regime elástico. / This dissertation presents a design of a device to collect characteristic data of materials submitted to the high strain rates, device that takes the name of its idealizer the English engineer Sir Bertram Hopkinson. More specifically, this dissertation is inseparably linked to the development of a package for the transport of radioactive elements as part of the general scope of a CAPES project in partnership with the Materials Science and Technology Center (CCTM), Nuclear and Energy Research Institute IPEN - CNEN / SP, autarchy associated with the University of São Paulo. The development of the device is part of the scope of procurement, and collection of data required for the design, and the construction of the packaging. This dissertation deals with the mechanical design of the device, important, divided into two parts, dimensioning of the bars, which would be the impact bar, the input and output bars and the design of the impact device. The sizing of the bars involves knowledge of the concept of elastic waves in solid media so that the length of the bars is estimated in order to serve as a guide for the elastic waves, which will cause deformation in the test body, and enable a good reading of these waves for analysis of the data. The impact device has to be robust enough to produce the stress wave that deforms the test body but not to deform the bars plastically, which will have to continue throughout the test within the elastic regime.

Este trabalho teve como objetivo principal contribuir para aprimoramento dos procedimentos de ensaio e da metodologia de medição dos deslocamentos para determinação das deformações específicas de retração das madeiras de Eucalyptus urophylla, E. saligna e do híbrido urograndis nas direções radial e tangencial utilizando o método da Thin-plate Spline - TPS. Foi realizado um estudo teórico e prático de maneira a contribuir para a revisão do texto da Norma Brasileira NBR 7190/97 no sentido de otimizar os ensaios de variação dimensional, principalmente no que se refere à especificação dos corpos-de-prova e ao método utilizado para o cálculo das deformações específicas por retração. Para o desenvolvimento da pesquisa, foram utilizadas 30 árvores das espécies Eucalyptus urophylla, E. saligna, e urograndis provenientes da Estação Experimental de Ciências Florestais de Anhembi, SP. A análise estatística foi feita segundo o delineamento inteiramente casualizado, com amostragem independente e cinco repetições utilizando-se os esquemas fatoriais 3 x 2 x 4 (espécie x altura x posição radial) para o estudo das variáveis obtidas dos corpos de prova em forma de cunha; 3 x 2 (espécie x altura) para o estudo das variáveis obtidas dos corpos-de-prova da NBR 7190/97 e dos discos de umidade; e 3 x 2 x 3 (espécie x altura x método) para o estudo das variáveis obtidas entre os métodos TPScunha, TPS-NBR e NBR. O método proposto mostrou-se sensível às deformações sofridas pelas amostras e possibilita uma análise detalhada das deformações em toda a superfície de um corpode- prova. Foram verificadas variações da retração no sentido medula-casca verificando-se que o método da TPS aplicado no corpo de prova do tipo cunha forneceu valores de retração sempre inferiores aos obtidos através dos procedimentos normatizados. Quando aplicado no corpo cúbico forneceu valores estatisticamente iguais aos obtidos pelo uso da NBR 7190/97. A umidade natural da madeira na árvore viva e a densidade básica da madeira não foram suficientes para explicar as variações encontradas na retração mas verificou-se uma tendência de a retração radial decrescer com o aumento dessas duas variáveis e de a retração tangencial crescer com o aumento da umidade natural e densidade básica. / The present research work had the aim to contribute for the development of testing procedures and evaluation of displacements to determine shrinkage of Eucalyptus urophylla, E. saligna and a hybrid E. urograndis in the radial and tangential directions using the Thin-plate Spline TPS method. It was carried out a theoretical and practical study in order to contribute to reviewing of Brazilian Standard NBR 7190/97 looking forward to optimize the dimensional variation testes mainly on the specification of specimen and method of assessment of shrinkage. Thirty trees of those species from the Forest Sciences Experimental Station of Anhembi were utilized for the study. The statistical analysis were made according full randomly experimental design with independent sampling and five replications through factorial scheme 3 x 2 x 4 (species x longitudinal location x radial location) for the study on variables obtained from the specimens which had the wedge shape; 3 x 2 (species x longitudinal location) for the study on variable obtained from the NBR 7190 standardized specimen and for the study on natural moisture content in trees and 3 x 2 x 3 (species x longitudinal location x method) to compare the methods of assessment of wood shrinkage. The proposed method showed to be sensible to samples shrinkage and make possible a detailed analysis of strains in the whole specimen surface. Shrinkages variations from pith to bark were studied observing that the TPS method applied on the wedge shape specimen produced shrinkage values smaller than those obtained through standardized procedures. When applied on cubic specimen produced values statistically the same as those obtained through NBR 7190/97. The natural moisture content in alive tree and the basic density of wood were not enough to explain the verified shrinkage variation but it was verified a tendency of the radial shrinkage to decrease as those variables increase and a tendency of tangential shrinkage to increase as the natural moisture and basic density also increase.

A Mecânica do Dano Contínuo é atualmente uma poderosa ferramenta para se modelar o comportamento não-linear de vários materiais decorrente da evolução de um processo de microfissuração. A perda de rigidez causada pelo processo físico tem sido considerada em modelos constitutivos através de variáveis de dano escalar, vetorial ou tensorial. Quando o carregamento é proporcionalmente crescente as deformações residuais podem ser ignoradas e relações constitutivas simples podem ser obtidas, onde os efeitos do dano aparecem por uma penalização direta das propriedades elásticas. Por outro lado, efeitos de dano podem ser acoplados com deformações residuais levando a relações constitutivas mais gerais. Esse trabalho está relacionado a esses tipos de modelos assumindo que o meio ideal apresenta um comportamento elástico linear com danificação ou elastoplástico com danificação. Um dos principais aspectos discutido relaciona-se à formulação variacional, a qual está baseada em conceitos de Análise Convexa e Não-Convexa. Explorando o fato que a evolução do dano tem correspondência com a idealização de regime de encruamento negativo, a teoria de localização de deformação é abordada e um estudo da condição necessária de singularidade ou perda da condição de elipticidade é realizado. Na sequência, uma proposta preliminar para uma análise de pós-singularidade, baseada na Teoria de Bifurcação, é feita no sentido de caracterizar pontos limite ou pontos de bifurcação de solução, em sistemas conservativos. / Continuum Damage Mechanics is nowadays a powerful tool to model the non-linear behaviour of several materials due to evolution of a microcracking process. The lost of rigidity caused by such physical process has been accounted in the constitutive models through a scalar, vectorial or tensorial damage variables. When proportional loading is considered the residuals strains can be ignored and simple constitutive relations can be obtained in which damage effects appear by direct penalization of the elastic properties. On the other hand, damage effects can be coupled with residual strains leading to more general constitutive relations. This work is related to such kind of models assuming that the ideal medium presents a linear elastic-damage or an elastoplastic-damage behaviour. One of the main topics discussed is related to the variational formulation which is based on Convex and Non-Convex Analysis concepts. Exploring the fact that damage evolution has correspondence with a softening idealised regime, the strain localization theory is treated and a study of a necessary condition for singularity or ellipticity tose condition is developed. In the sequence, a introductory poscritical analysis is proposed, based in the bifurcation theory and aiming to detect if the singularity corresponds to a limit or a bifurcation point solution, in conservative systems.

Esta dissertação apresenta um projeto de um dispositivo para levantar dados característicos de materiais submetidos às altas taxas de deformação, dispositivo este que leva o nome do seu idealizador o engenheiro Inglês Sir Bertram Hopkinson. Mais especificamente, esta dissertação está inseparavelmente ligada ao desenvolvimento de um embalado para transporte de elementos radioativos como sendo uma das partes do escopo geral, de um projeto da CAPES em convênio com o Centro de Ciência e Tecnologia de Materiais - CCTM do, Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN - CNEN/SP, autarquia associada à Universidade de São Paulo. O desenvolvimento do dispositivo faz parte do escopo de obtenção, e levantamento dos dados necessários para o projeto, e a construção do embalado. Esta dissertação versa sobre a concepção mecânica do dispositivo, importante, dividida em duas partes, dimensionamento das barras, que seriam a barra de impacto, a barra de entrada, e a barra de saída, e o dimensionamento do dispositivo de impacto. O dimensionamento das barras envolve conhecimentos do conceito de ondas elásticas em meios sólidos para que o comprimento das barras seja estimado de forma a servir de guia das ondas elásticas, que provocarão a deformação no corpo de prova, e possibilite a boa leitura dessas ondas para análise dos dados. O dispositivo de impacto, este tem que ser robusto o suficiente para produzir a onda de tensão que deforme o corpo de prova, mas não para deformar plasticamente as barras, que terão que continuar durante todo o teste dentro do regime elástico. / This dissertation presents a design of a device to collect characteristic data of materials submitted to the high strain rates, device that takes the name of its idealizer the English engineer Sir Bertram Hopkinson. More specifically, this dissertation is inseparably linked to the development of a package for the transport of radioactive elements as part of the general scope of a CAPES project in partnership with the Materials Science and Technology Center (CCTM), Nuclear and Energy Research Institute IPEN - CNEN / SP, autarchy associated with the University of São Paulo. The development of the device is part of the scope of procurement, and collection of data required for the design, and the construction of the packaging. This dissertation deals with the mechanical design of the device, important, divided into two parts, dimensioning of the bars, which would be the impact bar, the input and output bars and the design of the impact device. The sizing of the bars involves knowledge of the concept of elastic waves in solid media so that the length of the bars is estimated in order to serve as a guide for the elastic waves, which will cause deformation in the test body, and enable a good reading of these waves for analysis of the data. The impact device has to be robust enough to produce the stress wave that deforms the test body but not to deform the bars plastically, which will have to continue throughout the test within the elastic regime.