A determinação das propriedades mecânicas em materiais hiperelásticos constitui uma atividade complexa, a qual requer a realização de ensaios mecânicos em laboratório, seleção de modelos matemáticos adequados a cada tipo de comportamento e ajuste de curva sobre os dados experimentais. O ensaio biaxial por inflação se caracteriza pela inflação de uma membrana fina após a aplicação de uma pressão uniforme agindo na direção normal a superfície e tem sido utilizado para obter a curva tensão versus deformação. O objetivo do presente trabalho é estudá-lo como um teste para a caracterização mecânicas de borrachas incompressíveis. É proposta uma metodologia e aspectos como a aplicabilidade da teoria de cascas finas, geometria esférica no topo da amostra, instabilidade e processo de deformação são investigados. Um código computacional foi desenvolvido para identificação de parâmetros da amostra deformada através de aquisição de imagem. A validação da metodologia foi realizada tanto através de análises numéricas por elementos finitos como através de ensaios experimentais realizados em laboratório. Um novo método analítico para a determincação da deformação no topo membrana inflada (ou bolha) foi proposto e testado. / The determination of mechanical properties of hyperelastic materials is a complex activity, which requires mechanical laboratory tests to obtain the stress-strain curve, selection of the appropriate mathematical model and curve fitting of the experimental data. The biaxial inflation test is characterized by the inflation of a thin membrane by applying uniform pressure acting on the normal direction of the surface. The purpose of this paper is to study it as a test for characterization of incompressible rubberlike materials. A methodology is proposed and aspects such as the applicability of the theory of thin shell, spherical geometry on top of the sample, instability and kinematic deformation process are investigated. A computer code was developed for identification of parameters of the deformed specimen by image acquisition. The validation of the methodology was carried out through both numerical analysis by finite elements and through experimental testing performed in laboratory. A new analytic method to determine the deformation of the apex of the inflated membrane (or bubble) is proposed and tested.

Nowadays, the rational energy consumption is one of the main concerns of the whole modern society. Thus, this dissertation contributes to improve energy efficiency, increase the renewable energy sources and to develop cleaner and more efficient technologies as the greatest challenges of science and technology. This is reflected in today s residential energy consumption in Brazil which is about 26%, mostly produced by equipment of high energy consumption as is the case of showers and air-conditioning, according to the Energy Research Company - EPE. The main goal of this research was to develop a dedicated electronic instrumentation to determine the superficial geothermal profile, focusing at cost reduction and short installation times. With many experimental data was possible to establish the heat exchange capacity of heat exchangers buried underground. The experimental data was obtained in the Center of Studies in Energy and Power Systems Center (CEESP) at Federal University of Santa Maria (UFSM). It was developed a dedicated acquisition board based on a microprocessor (PIC18f5420) and a tubular PVC probe setup with 11 digital temperature sensors model DS18B20 with 5 m long rod and half inch diameter. The temperature data were collected during 12 months recorded every 2 minutes This dissertation is mostly focused on the establishment of basic electronic instrumentation for conducting summary surveys of temperature data in shallow subsurface geothermal profile in any area, thereby reducing costs and installation times. These geothermal profile data are important for various areas in establishing the ability to exchange heat between buried materials and the homely ambient, such as construction, underground power cabling and architecture. The experimental area was the Center of Studies in Energy and Power Systems (CEESP), in the campus of UFSM in Santa Maria - RS. The data collection will serve as input for the rapid establishment of underground temperature distribution curves where is intended to utilize geothermal energy. The data collection was realized by a dedicated data logger based on the PIC18f5420 microprocessor. The entire plate is sized, constructed and programmed in CEESP along with a standard PVC tubular probe five meters long and half inch diameter fitted with 11 digital temperature sensors type DS18B20, to enable monitoring the underground temperature change from surface up to a desired depth. Collection of temperature data was made in the course of 12 months, with measurements recorded at every 2 minutes. Some interruptions occurred during the measurement period, but it did not interfere with the final outcome results. It was then possible to establish the mean thermal profile parameters during daily periods and the maximum and minimum temperatures throughout the year. With the results obtained in this research is possible to prove that the thermal variation (temperature) of the soil profile decreases gradually with depth until it stabilizes at a value which is approximately the average annual temperature of that local area. During these tests, it was observed that the temperature measurements in the experimental campus CEESP for a maximum depth of five meters ranged between 18 and 22 °C. The data reduction method called Least Squares Method was used to make projections of temperatures for deeper depths. Thus it was possible to confirm the theoretical information that the soil temperature at any location a few meters deep tends to stabilize at the annual average surface temperature in that place. In Santa Maria-RS, according to the National Institute of Meteorology (INMET), the annual average temperature is 19.5 °C. / Atualmente existe uma preocupação de toda a sociedade com relação ao consumo racional de energia. Desta forma busca-se melhorar a eficiência energética, aumentar a proporção de fontes renováveis de energia elétrica e desenvolver tecnologias mais eficientes e limpas. O consumo residencial hoje é 26% do consumo nacional, segundo a Empresa de Pesquisa Energética EPE, sendo que os maiores consumidores de energia nos lares são os chuveiros e os condicionadores térmicos de ambientes. Essa dissertação tem por objetivo o estabelecimento de uma instrumentação eletrônica dedicada à realização de levantamentos sumários de dados do perfil geotérmico superficial do subsolo numa área qualquer, reduzindo assim custos e tempo de instalação de projetos geotérmicos para condicionamento de ambientes. Esses dados do perfil geotérmico são importantes para várias áreas no estabelecimento da capacidade de troca do calor entre materiais enterrados e o ambiente. Este conhecimento pode ser utilizado também na construção civil, arquitetura e dimensionamento de cabos de energia subterrâneos, entre outros. A área experimental utilizada foi a do Centro de Estudos em Energia e Sistemas de Potência (CEESP), no Campus da UFSM em Santa Maria - RS. As coletas de dados vão servir de subsídios para o estabelecimento rápido das curvas de distribuição da temperatura do solo no local onde se pretenda estabelecer o aproveitamento da energia geotérmica. Para a coleta de dados foi desenvolvido uma placa dedicada de aquisição baseada num microprocessador PIC18f5420. A placa foi toda dimensionada, construída e programada no CEESP juntamente com um padrão de sonda tubular de PVC de cinco metros de comprimento e meia polegada de diâmetro, onde foram instalados 11 sensores digitais de temperaturas modelo DS18b20. Com esta sonda multissensora fez-se a monitoração automática da variação de temperatura subterrânea desde a superfície até a profundidade desejada. Para comprovar a efetividade da proposta da instrumentação geotérmica com a sonda sensora, fez-se uma coleta de dados de temperatura no decorrer de 12 meses, com medições registradas a cada 2 minutos. Durante o período de medição, ocorreram algumas interrupções nas medidas, mas que não interferiram no resultado final dos experimentos e serviram para demonstrar como se pode facilmente interpolar os valores da variável medida. Estabeleceram-se então parâmetros térmicos do perfil durante períodos diários, de máximas e mínimas temperaturas no decorrer de um ano. Com os resultados obtidos nesta pesquisa foi possível comprovar que a variação térmica (temperatura) do perfil do solo diminui gradativamente de acordo com a profundidade até estabilizar num valor que corresponde aproximadamente à temperatura média anual do sítio de estudo. Durante estes testes, observou-se que as medições de temperatura do solo no campus experimental do CEESP na profundidade máxima medida de cinco metros variaram entre 18 e 22 °C. Foi aplicada uma redução de dados através do Método dos Mínimos Quadrados para obter medidas que permitem projeções de temperaturas para profundidades maiores e assim recomendar as profundidades necessárias para a instalação de trocadores de calor. Os dados confirmaram as informações teóricas de que a temperatura do solo em qualquer local após alguns metros de profundidade tende a se estabilizar em um valor que corresponde à temperatura média anual da superfície do ambiente daquela área. Em Santa Maria-RS, segundo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) a temperatura média anual é de 19.5 °C.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseADC_DISSERT.pdf: 2896426 bytes, checksum: 501eb15ac7a699ff2e801d59e02bb1d6 (MD5) Previous issue date: 2012-04-13 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This paper aims to design and develop a control and monitoring system of vending machines, based on a Central Processing Unit with peripheral Internet communication. Coupled with the condom vending machines, a data acquisition module will be connected to the original circuits in order to collect and send, via internet, the information to the healthy government agencies, in the form of charts and reports. In the face of this, such agencies may analyze these data and compare them with the rates of reduction, in medium or long term, of the STD/AIDS in their respective regions, after the implementation of these vending machines, together with the conventional preventing programs. Reading the methodology, this paper is about an explaining and bibliography research, with the aspect of a qualitative-quantitative methodology, presenting a deductive method of approach and an indirect documentation technique research. About the results of the tests and simulations, we concluded that the implementation of this system will have the same success in any other type of dispenser machine / Este trabalho tem como proposta o projeto e desenvolvimento de um sistema de controle e monitoramento de m?quinas dispensadoras, tendo como base uma Unidade Central de Processamento com perif?rico de comunica??o atrav?s da internet. Acoplado ?s m?quinas dispensadoras de preservativos masculinos, um m?dulo de aquisi??o de dados ser? conectado aos circuitos originais com o objetivo de coletar e enviar, de forma on-line, as informa??es para os ?rg?os governamentais da sa?de, em forma de gr?ficos e relat?rios. Diante disso, tais ?rg?os poder?o analisar estes dados e compar?-los com os ?ndices de redu??o, em m?dio ou longo prazo, das DST/AIDS nas respectivas regi?es, ap?s a implanta??o dessas m?quinas dispensadoras, juntamente com os programas convencionais de preven??o. No que tange ? metodologia, cuida-se de um artigo de pesquisa com vertente metodol?gica quali-quantitativa, apresentando m?todo de abordagem dedutivo e t?cnica de pesquisa de documenta??o indireta. No que concerne aos resultados dos testes e simula??es, pudemos concluir que implanta??o deste sistema ter? o mesmo sucesso em qualquer outro tipo de m?quina dispensadora

Sistemas elétricos possuem grande influência no desenvolvimento econômico mundial. Dada a importância da energia elétrica para nossa sociedade, os sistemas elétricos frequentemente são alvos de intrusões pela rede causadas pelas mais diversas motivações. Para minimizar ou até mesmo mitigar os efeitos de intrusões pela rede, estão sendo propostos mecanismos que aumentam o nível de segurança dos sistemas elétricos, como novos protocolos de comunicação e normas de padronização. Além disso, os sistemas elétricos estão passando por um intenso processo de modernização, tornando-os altamente dependentes de sistemas de rede responsáveis por monitorar e gerenciar componentes elétricos. Estes, então denominados Smart Grids, compreendem subsistemas de geração, transmissão, e distribuição elétrica, que são monitorados e gerenciados por sistemas de controle e aquisição de dados (SCADA). Nesta dissertação de mestrado, investigamos e discutimos a aplicabilidade e os benefícios da adoção de Redes Definidas por Software (SDN) para auxiliar o desenvolvimento da próxima geração de sistemas SCADA. Propomos também um sistema de detecção de intrusões (IDS) que utiliza técnicas específicas de classificação de tráfego e se beneficia de características das redes SCADA e do paradigma SDN/OpenFlow. Nossa proposta utiliza SDN para coletar periodicamente estatísticas de rede dos equipamentos SCADA, que são posteriormente processados por algoritmos de classificação baseados em exemplares de uma única classe (OCC). Dado que informações sobre ataques direcionados à sistemas SCADA são escassos e pouco divulgados publicamente por seus mantenedores, a principal vantagem ao utilizar algoritmos OCC é de que estes não dependem de assinaturas de ataques para detectar possíveis tráfegos maliciosos. Como prova de conceito, desenvolvemos um protótipo de nossa proposta. Por fim, em nossa avaliação experimental, observamos a performance e a acurácia de nosso protótipo utilizando dois tipos de algoritmos OCC, e considerando eventos anômalos na rede SCADA, como um ataque de negação de serviço (DoS), e a falha de diversos dispositivos de campo. / Power grids have great influence on the development of the world economy. Given the importance of the electrical energy to our society, power grids are often target of network intrusion motivated by several causes. To minimize or even to mitigate the aftereffects of network intrusions, more secure protocols and standardization norms to enhance the security of power grids have been proposed. In addition, power grids are undergoing an intense process of modernization, and becoming highly dependent on networked systems used to monitor and manage power components. These so-called Smart Grids comprise energy generation, transmission, and distribution subsystems, which are monitored and managed by Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems. In this Masters dissertation, we investigate and discuss the applicability and benefits of using Software-Defined Networking (SDN) to assist in the deployment of next generation SCADA systems. We also propose an Intrusion Detection System (IDS) that relies on specific techniques of traffic classification and takes advantage of the characteristics of SCADA networks and of the adoption of SDN/OpenFlow. Our proposal relies on SDN to periodically gather statistics from network devices, which are then processed by One- Class Classification (OCC) algorithms. Given that attack traces in SCADA networks are scarce and not publicly disclosed by utility companies, the main advantage of using OCC algorithms is that they do not depend on known attack signatures to detect possible malicious traffic. As a proof-of-concept, we developed a prototype of our proposal. Finally, in our experimental evaluation, we observed the performance and accuracy of our prototype using two OCC-based Machine Learning (ML) algorithms, and considering anomalous events in the SCADA network, such as a Denial-of-Service (DoS), and the failure of several SCADA field devices.

Há décadas pesquisas e diretrizes educacionais no ensino de Física apontam que nós, professores, devemos diversificar as estratégias e metodologias de aprendizagem, nos apropriando e utilizando diferentes recursos didáticos a fim de proporcionar um ensino mais plausível, que conduza a uma aprendizagem significativa por parte dos alunos. Preocupados com essa questão e com a formação dos futuros docentes, desenvolvemos uma proposta didática junto ao curso de Licenciatura em Física da Universidade de Passo Fundo, com o objetivo central de: i) conduzir os licenciandos à reflexão e discussão sobre as tecnologias na sociedade versus seu uso nas escolas e suas potencialidades, como ferramenta, para levar os alunos a atingirem várias das habilidades e competências previstas nas Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+); ii) torná-los ativos na aprendizagem de Física com o uso de computadores; iii) reconhecer a importância do suporte de um modelo teórico na realização de atividades experimentais, assim como para a compreensão das representações dos sistemas físicos em simulações e animações computacionais. Pelo fato de nossas práticas didáticas buscarem promover nos alunos certas habilidades e competências, nos amparamos em fundamentos teóricos e metodológicos, sobre atividades experimentais, computacionais e modelagem de sistemas físicos, para nortear nossas práticas didáticas. Durante sete encontros, os alunos e professores participantes do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência, desenvolveram seis atividades envolvendo o uso de recursos computacionais: simulações e modelagem computacionais, análise de dados com planilhas eletrônicas, aquisição de dados a partir da análise de vídeos e de recursos que fazem parte de qualquer computador como, microfone e a placa de som, e o compartilhamento online de dados. Para a aplicação da proposta, foram elaborados Guias de Atividade para os Alunos, e essas experiências são relatadas em detalhes neste trabalho. Os resultados apresentados indicam grande interesse e engajamento por parte dos alunos. Desta forma, acreditamos ter contribuído para a formação dos participantes da experiência didática, futuros docentes. O produto educacional deste trabalho consiste em um conjunto de Guias de Atividades para os Alunos e Professores que contemplam em detalhes as atividades desenvolvidas. / It’s been decades since researches and guidelines on the teaching of Physics started pointing out that we, teachers, must diversify strategies and methodologies of learning, appropriating and utilizing different didactic resources in order to provide a more plausible teaching, conducing to a meaningful learning by the students. Worried about this question and with formation of Physics teachers, a new didactic proposal was developed , and applied to undergraduate Physics´ student at the University of Passo Fundo, having as main objetives: i) promote reflections and discussions about the technologies in society versus its use in schools, and it potential to help students to reach many of the abilities and competences under the Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PNC+) (Brazilian Guidelines of National Education) ; ii) make the students to be active on the learning of Physics through the use of computers; iii) make them recognize the importance of the support of a theoretical model on the performing of experimental activities, as well as for the comprehension of the physical systems in simulations and computer animations. Because our didactic practices seek to promote certain abilities and competences on students, some theoretical and methodological fundaments were used as axes on experimental, computational and modeling of physical systems activities, to steer the didactical practices. In seven meetings, students and teachers participating on the Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (Institutional Scholarship Program of Initiation on Teaching) developed six activities involving the use of computational resources: simulations and computational modeling, data analyses with electronic spreadsheets, acquisition of data through the analysis of videos and resources on any computer, such as microphones and sound card, and online data sharing. For the application of the proposal, Guides of Activity for the Students were developed, and these experiences are reported in detail on this study. The results presented indicate great interest and engaging from the students. Thus, it is believed that it contributed on the formation of the participants of the didactic experience, the future teachers. The educational product of this study consists of a set of Guides of Activities for the Students and Teachers that contemplate in detail the activities developed.

A determinação das propriedades mecânicas em materiais hiperelásticos constitui uma atividade complexa, a qual requer a realização de ensaios mecânicos em laboratório, seleção de modelos matemáticos adequados a cada tipo de comportamento e ajuste de curva sobre os dados experimentais. O ensaio biaxial por inflação se caracteriza pela inflação de uma membrana fina após a aplicação de uma pressão uniforme agindo na direção normal a superfície e tem sido utilizado para obter a curva tensão versus deformação. O objetivo do presente trabalho é estudá-lo como um teste para a caracterização mecânicas de borrachas incompressíveis. É proposta uma metodologia e aspectos como a aplicabilidade da teoria de cascas finas, geometria esférica no topo da amostra, instabilidade e processo de deformação são investigados. Um código computacional foi desenvolvido para identificação de parâmetros da amostra deformada através de aquisição de imagem. A validação da metodologia foi realizada tanto através de análises numéricas por elementos finitos como através de ensaios experimentais realizados em laboratório. Um novo método analítico para a determincação da deformação no topo membrana inflada (ou bolha) foi proposto e testado. / The determination of mechanical properties of hyperelastic materials is a complex activity, which requires mechanical laboratory tests to obtain the stress-strain curve, selection of the appropriate mathematical model and curve fitting of the experimental data. The biaxial inflation test is characterized by the inflation of a thin membrane by applying uniform pressure acting on the normal direction of the surface. The purpose of this paper is to study it as a test for characterization of incompressible rubberlike materials. A methodology is proposed and aspects such as the applicability of the theory of thin shell, spherical geometry on top of the sample, instability and kinematic deformation process are investigated. A computer code was developed for identification of parameters of the deformed specimen by image acquisition. The validation of the methodology was carried out through both numerical analysis by finite elements and through experimental testing performed in laboratory. A new analytic method to determine the deformation of the apex of the inflated membrane (or bubble) is proposed and tested.

Este trabalho descreve as pesquisas e desenvolvimentos em instrumentação eletrônica computacional, realizados para viabilizar experiências na área de neurobiofísica, tendo como objetivos principais a geração de estímulos visuais para invertebrados e a captação de sinais eletrofisiológicos gerados por sistemas biológicos sensoriais submetidos a estímulos. Trata-se de um conjunto de equipamentos que, operando de maneira integrada, são capazes de fornecer e sincronizar estímulos, realizar a aquisição dos dados de sinais neurais a serem utilizados para controle e análise em experiências in vivo\" nos estudos da visão de invertebrados no Laboratório de Neurobiofísica - DipteraLab do IFSC. A integração desta instrumentação eletrônica visa facilitar a sua utilização durante os experimentos, permitindo o acompanhamento das aquisições de dados neurais, viabilizando a realização de experimentos com alterações dos estímulos através de realimentação em tempo real. / This work describes the research and development of computational instrumentation to be used in experimental neurobiophysics. The developed electronic modules operate in an integrated manner and are used to generate visual stimuli for invertebrates and capture electrophysiological signals generated by biological systems subjected to sensory stimuli. They are able to provide synchronized stimuli and perform data acquisition of neural signals events to be used for control and analysis of vision experiments with invertebrates at the Laboratory of Neurobiophysics Dipteralab Laboratory, at the IFSC. The integration of electronic instrumentation facilitate its use during experiments allowing, through its monitoring capabilities of the neural data acquisition, the realization of experiments with real time stimuli changes through feedback. The possibility to perform pre-analyses of neural responses in behavioral closed loop experiments is also implemented.

Há décadas pesquisas e diretrizes educacionais no ensino de Física apontam que nós, professores, devemos diversificar as estratégias e metodologias de aprendizagem, nos apropriando e utilizando diferentes recursos didáticos a fim de proporcionar um ensino mais plausível, que conduza a uma aprendizagem significativa por parte dos alunos. Preocupados com essa questão e com a formação dos futuros docentes, desenvolvemos uma proposta didática junto ao curso de Licenciatura em Física da Universidade de Passo Fundo, com o objetivo central de: i) conduzir os licenciandos à reflexão e discussão sobre as tecnologias na sociedade versus seu uso nas escolas e suas potencialidades, como ferramenta, para levar os alunos a atingirem várias das habilidades e competências previstas nas Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+); ii) torná-los ativos na aprendizagem de Física com o uso de computadores; iii) reconhecer a importância do suporte de um modelo teórico na realização de atividades experimentais, assim como para a compreensão das representações dos sistemas físicos em simulações e animações computacionais. Pelo fato de nossas práticas didáticas buscarem promover nos alunos certas habilidades e competências, nos amparamos em fundamentos teóricos e metodológicos, sobre atividades experimentais, computacionais e modelagem de sistemas físicos, para nortear nossas práticas didáticas. Durante sete encontros, os alunos e professores participantes do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência, desenvolveram seis atividades envolvendo o uso de recursos computacionais: simulações e modelagem computacionais, análise de dados com planilhas eletrônicas, aquisição de dados a partir da análise de vídeos e de recursos que fazem parte de qualquer computador como, microfone e a placa de som, e o compartilhamento online de dados. Para a aplicação da proposta, foram elaborados Guias de Atividade para os Alunos, e essas experiências são relatadas em detalhes neste trabalho. Os resultados apresentados indicam grande interesse e engajamento por parte dos alunos. Desta forma, acreditamos ter contribuído para a formação dos participantes da experiência didática, futuros docentes. O produto educacional deste trabalho consiste em um conjunto de Guias de Atividades para os Alunos e Professores que contemplam em detalhes as atividades desenvolvidas. / It’s been decades since researches and guidelines on the teaching of Physics started pointing out that we, teachers, must diversify strategies and methodologies of learning, appropriating and utilizing different didactic resources in order to provide a more plausible teaching, conducing to a meaningful learning by the students. Worried about this question and with formation of Physics teachers, a new didactic proposal was developed , and applied to undergraduate Physics´ student at the University of Passo Fundo, having as main objetives: i) promote reflections and discussions about the technologies in society versus its use in schools, and it potential to help students to reach many of the abilities and competences under the Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PNC+) (Brazilian Guidelines of National Education) ; ii) make the students to be active on the learning of Physics through the use of computers; iii) make them recognize the importance of the support of a theoretical model on the performing of experimental activities, as well as for the comprehension of the physical systems in simulations and computer animations. Because our didactic practices seek to promote certain abilities and competences on students, some theoretical and methodological fundaments were used as axes on experimental, computational and modeling of physical systems activities, to steer the didactical practices. In seven meetings, students and teachers participating on the Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (Institutional Scholarship Program of Initiation on Teaching) developed six activities involving the use of computational resources: simulations and computational modeling, data analyses with electronic spreadsheets, acquisition of data through the analysis of videos and resources on any computer, such as microphones and sound card, and online data sharing. For the application of the proposal, Guides of Activity for the Students were developed, and these experiences are reported in detail on this study. The results presented indicate great interest and engaging from the students. Thus, it is believed that it contributed on the formation of the participants of the didactic experience, the future teachers. The educational product of this study consists of a set of Guides of Activities for the Students and Teachers that contemplate in detail the activities developed.

A determinação das propriedades mecânicas em materiais hiperelásticos constitui uma atividade complexa, a qual requer a realização de ensaios mecânicos em laboratório, seleção de modelos matemáticos adequados a cada tipo de comportamento e ajuste de curva sobre os dados experimentais. O ensaio biaxial por inflação se caracteriza pela inflação de uma membrana fina após a aplicação de uma pressão uniforme agindo na direção normal a superfície e tem sido utilizado para obter a curva tensão versus deformação. O objetivo do presente trabalho é estudá-lo como um teste para a caracterização mecânicas de borrachas incompressíveis. É proposta uma metodologia e aspectos como a aplicabilidade da teoria de cascas finas, geometria esférica no topo da amostra, instabilidade e processo de deformação são investigados. Um código computacional foi desenvolvido para identificação de parâmetros da amostra deformada através de aquisição de imagem. A validação da metodologia foi realizada tanto através de análises numéricas por elementos finitos como através de ensaios experimentais realizados em laboratório. Um novo método analítico para a determincação da deformação no topo membrana inflada (ou bolha) foi proposto e testado. / The determination of mechanical properties of hyperelastic materials is a complex activity, which requires mechanical laboratory tests to obtain the stress-strain curve, selection of the appropriate mathematical model and curve fitting of the experimental data. The biaxial inflation test is characterized by the inflation of a thin membrane by applying uniform pressure acting on the normal direction of the surface. The purpose of this paper is to study it as a test for characterization of incompressible rubberlike materials. A methodology is proposed and aspects such as the applicability of the theory of thin shell, spherical geometry on top of the sample, instability and kinematic deformation process are investigated. A computer code was developed for identification of parameters of the deformed specimen by image acquisition. The validation of the methodology was carried out through both numerical analysis by finite elements and through experimental testing performed in laboratory. A new analytic method to determine the deformation of the apex of the inflated membrane (or bubble) is proposed and tested.

The use of forced oscillation technique (FOT) to study the mechanical properties of the respiratory system was proposed by Dubois (1956). This technique allows studying the mechanical behavior of the respiratory system, and from models, extracting features of pulmonary mechanics that would be barely noticeable by other methods. The object of this work was to build a portable device that uses the forced oscillation technique so that tests could be performed in locations with limited space. The device of TOF2 was remodeled from an early version called TOF1. Its components are integrated by replacing the set of equipment, power, signal generator, pressure transducers and data acquisition board with a single portable system. It was also developed a processing system for the collected data. In the validation process of TOF2 the pressure transducers were calibrated, the acquisition and data processing approach were defined, a standard resistance-inertance-compliance (RIC) model was built (analogue), and compared to the known value of impedance with the measured values in TOF2. The resulting procedure is analogous to that used in characterization of electric resistances. The reproducibility of the resistance measurements with TOF2 coupled to the analogue, along with the coherence function was greater than 95%, which indicates a good reliability. We conclude that the developed device, called TOF2, includes all the instrumentation needed to perform the measurements of a conventional TOF instrument, and meets the general recommendations for the design and implementation of the measurement system. / O uso da Técnica de Oscilações Forçadas (TOF) no estudo das propriedades mecânicas do sistema respiratório foi proposto por DUBOIS (1956). Essa técnica permite estudar o comportamento mecânico do sistema respiratório e, a partir de modelos, extrair características da mecânica pulmonar que seriam pouco perceptíveis por outros métodos. O objeto deste trabalho foi a construção de um aparelho portátil que utiliza a técnica de oscilações forçadas para que os exames pudessem ser realizados em locais com pouco espaço. O aparelho da TOF2 foi remodelado a partir de uma versão inicial denominada TOF1. Seus componentes foram integrados substituindo o conjunto de aparelhos, fonte, gerador de sinais, transdutores de pressão e placa de aquisição de dados por um único sistema portátil. Foi desenvolvido também um sistema de processamento dos dados coletados. No processo de validação do TOF2 foram calibrados os transdutores de pressão, definidos a aquisição e o processamento dos dados, foi construído um modelo resistência-inertância-complacência (RIC) padrão (analogue) e comparou-se o valor de impedâncias conhecidas com os valores mensurados no TOF2. Os resultados foram compatíveis aos valores obtidos na caracterização das resistências. A reprodutibilidade das medidas de resistência com o TOF2 acoplado ao analogue, juntamente com a função de coerência foi superior a 95%,o que indica uma boa confiabilidade dos dados. Conclui-se que o aparelho desenvolvido, denominado TOF2, inclui toda a instrumentação necessária para realizar as medições convencionais de um aparelho TOF, e cumpre as recomendações gerais para a elaboração e implementação do sistema de medidas.