O estudo das deformações que ocorrem em estruturas de concreto armado vem despertando um interesse cada vez maior, visto que o concreto é o principal material estrutural utilizado nas construções modernas. Os objetivos dos estudos na área incluem, além da minimização de eventuais efeitos indesejados das deformações, a determinação de métodos acurados para previsão das flechas ao longo do tempo, visto que o concreto é um material viscoelasto- plástico, que sofre deformações lentas significativas. Como é de conhecimento geral, as deformações são causadas pelo carregamento imposto, incluindo o peso próprio, sendo diretamente afetadas pelas características do elemento estrutural e do meio ambiente no qual o mesmo se insere. Para estimá-las, portanto, é necessário conhecer bem o material. A questão é que, nos últimos anos, começaram a ser utilizados concretos com características muito diferentes dos concretos convencionais. Mudanças no cimento e a utilização de aditivos e adições permitiram criar concretos com reologia e propriedades bem variadas. Embora muitos estudos sobre deformações tenham sido realizados com concretos convencionais, poucos foram realizados sobre as deformações imediatas e ao longo do tempo de concretos especiais. O presente trabalho foi concebido visando obter dados sobre o comportamento, quanto às flechas, de vigas fabricadas com concretos especiais, submetidas à flexão simples. Os objetivos propostos foram identificar mudanças de comportamento e determinar a adequação dos critérios de norma para estimativa das deformações destes concretos. O programa experimental incluiu o monitoramento das flechas em vigas de concreto armado com seção transversal de 10x20 cm e 212 cm de comprimento, bi-apoiadas, submetidas a um carregamento composto de duas cargas concentradas eqüidistantes dos apoios, constante ao longo do tempo. Foram ensaiados oito protótipos, 2 de concreto com fibras de aço, 2 de concreto de alta resistência, 2 de concreto branco e 2 de concreto convencional. São apresentados os resultados experimentais obtidos para cada viga, sendo os mesmos confrontados com os resultados teóricos obtidos com o modelo prescrito na Norma NBR 6118/03. Adicionalmente, os resultados experimentais foram comparados com resultados obtidos via um modelo numérico não-linear proposto por Barbieri (2003). A análise dos resultados evidencia que as deformações de concretos especiais não podem ser estimadas utilizando os critérios atuais para concretos convencionais, sendo necessário aplicar coeficientes de correção ou implementar modelos de estimativa específicos para estes concretos. Pelos resultados obtidos, entretanto, a estimativa do módulo de elasticidade de concretos especiais pode ser feita com boa precisão empregando as fórmulas da norma.

Orientador: Ângelo Caporalli Filho / Banca: Marcelo de S. Q. Bittencourt / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento do efeito acustoelastico durante o processo de fabricação, permitindo assim obter informações das tensões residuais por meio da técnica ultrassônica em tubos de aço API 5L X70 fabricados pelo processo ERW, utilizados no transporte de óleo e gás. A medida de tensão residual através de método não destrutivo e portátil é de grande interesse para diferentes segmentos da indústria. Dentre as técnicas, o uso do ensaio de ultrassom, por meio da medida da birrefringência, é uma das que apresenta grande potencial. Esta pesquisa consiste em determinar a variação do tempo de percurso da onda ultrassônica com a direção de propagação da onda cisalhante alinhada com a direção longitudinal e perpendicular ao sentido de laminação durante as etapas de conformação mecânica da chapa metálica em tubos, após o teste hidrostático e após o corte do tubo com auxílio de uma fresadora. Os resultados mostraram diferença no comportamento acustoelastico no tubo durante as etapas de conformação da chapa em tubo. Essa diferença foi causada pelas tensões internas que são geradas devido principalmente à heterogeneidade de deformação, ou seja, os níveis de tensões são diferentes ao mesmo tempo em locais distintos durante a etapa de conformação da chapa em tubo. Apesar dessa heterogeneidade de deformação, foi possível estimar as tensões residuais pontuais circunferenciais em cada etapa do processamento do tubo / Abstract: This work has as objective to present the behavior of the effect acoustic during the production process, allowing like this to obtain information on the residual stress by means of the ultrasonic technique in pipes API 5L X70 manufactured by the ERW process and used in the oil and gas transportation. The nondestructive residual stress measurement with portable methods is of great interest for industry segments. The ultrasonic birefringence technique is that present a larger potential. This research consists of determining the acoustic birefringence during the stages of mechanical conformation from metallic plate to pipe, after hydrostatic test, and after the cut of the pipe with edge miller. The results show a difference in the acoustic behavior of the pipe during the conformation stages from plate to pipe. This difference was caused by internal stresses which are mainly created due to heterogeneity of deformation, in which levels stress are different at de same time in different locations during the conformation stages from plate to pipe. In spite of the heterogeneity of deformation, it was possible to estimate the residual stress in circumferential point in each stage the processing of the pipe / Mestre

Este trabalho teve como principal objetivo o estudo de deformações plásticas de chapas de alumínio soldadas à topo. As distorções transientes foram medidas durante e após a soldagem, como forma de melhor compreender os mecanismos envolvidos. Com base nos dados obtidos foi criado um método chapa durante a soldagem, sob o ponto de vista de distorções, e a previsão dos valores finais destas distorções à temperatura ambiente.

O presente trabalho aborda uma análise das deformações residuais que ocorrem em painéis estruturais soldados compostos de chapas de aço com espessura de até 10 mm. Baseando-se em resultados experimentais, obtidos através da realização sistemática de ensaios de soldagem em corposde prova, o autor utiliza-se da análise dimensional para tentar encontrar o melhor correlacionamento entre as variáveis envolvidas no processo. Em seguida, utilizando-se dos recursos da análise de regressão, tenta-se obter algorítimos que facilitem a tarefa de prever as deformações nos referidos painéis. / This study deals with an analysis of residual distortion on welded structural panels with plate thickness up to 10 mm. From a systematic set of experiments conducted for welded test panels, tentative correlations were done in order to relate the major variables involved in the welding process by means of dimensional analysis. Futhermore, by utilizing regression analysis, appropriate equations were developed so that they could be used in the prediction of the residual distortion of the above mentioned panels.

Este trabalho analisa numerica e experimentalmente - 'problemas de fluência do concreto, checando métodos tradicionais já propostos e, sugerindo uma solução numerica para esses problemas, Inicialmente é feita uma análise dos fundamntos da viscoelasticidade e sua aplicação para a representação do comportamento mecânico do concreto. Estudam-se , a seguir , as teorias de Dischinger e Arutyunyan e, propõe-se uma solução numerica, a qual é checada com as teorias, pel a resolução de exemplos. Finalmente, é detalhada a execução de ensaios de influência e relaxação, analisados os resultados obtidos, tecendo-se, também, algumas recomendações. / In tne present work, problems of creep o f concrete are analized both numerical l y experimentally, c1 assi cal compari ng methods and a numeri cal procedure far t h e solution o f these problems. Firstly , fundarnentals of viscoelasticit y and its a application to concrete behavior representation are presented. Then, the theori e s o f Dischinger and Awtyun are studied , and the computing numerical solutions are cornpared i n severa1 examples. Finally, experienceçon creep and relaxation are described, and its result are analized . Some coments on possible future developments are included

Este trabalho apresenta inicialmente um estudo sobre diversos modelos constitutivos para elastômeros incompressíveis disponíveis na literatura, sendo considerados tanto modelos clássicos quanto contribuições mais recentes. As respectivas expressões para energia de deformação são implementadas em um código computacional que permite a obtenção das constantes constitutivas de cada modelo através da otimização do erro das tensões teóricas em relação aos valores experimentais (calibração) obtidos em ensaios de tração uniaxial, cisalhamento puro e tração biaxial. As predições teóricas são comparadas com os resultados experimentais para três tipos de materiais elastoméricos em diversas faixas de deformação, permitindo uma análise comparativa subjetiva de todos os modelos, bem como inferir sobre o desempenho de cada um. A seguir é proposto um estimador que permite avaliar quantitativamente a qualidade com que as curvas teóricas se ajustam às curvas experimentais, em substituição à coeficientes de correlação que não se adaptam adequadamente à ajustes não-lineares. Este estimador é testado para as amostras analisadas em diversas faixas de deformação, e sua eficiência em apontar os melhores modelos para cada caso é demonstrada. Tendo em vista que muitos dos modelos estudados não geram predições teóricas satisfatórias para outros modos de deformação que não o empregado na calibração, investiga-se um esquema de otimização de compromisso com o intuito de melhorar a qualidade dessas predições sem comprometer a predição correspondente à calibração. A partir de uma análise crítica dos termos governantes nas expressões da energia de deformação dos modelos que apresentam melhor desempenho geral, propõe-se uma família de modelos hiperelásticos. A família proposta mantém na sua equação constitutiva tanto os termos que sabidamente representam o enrijecimento dos elastômeros sob altas deformações, quanto os responsáveis por capturar a oscilação característica da curva tensão x deformação em baixas deformações. Resultados são apresentados para diversas faixas de deformação, e comparados com outros modelos consagrados da literatura. / The present work presents initially a study on several constitutive models for incompressible elastomers published in the technical literature. Classical models are considered as well as recent contributions to the field. The corresponding expressions for the strain energy are implemented in a computational code to recover the constitutive constants for each model through the optimization of the differences between theoretical and experimental stress (calibration), the later obtained from uniaxial tensile, pure shear and biaxial tensile testings. The theoretical stress predictions are compared against experimental values for three samples of elastomers under different strain ranges, allowing a subjective analysis comparing all models, and a discussion about the performance of each one. Next, a estimator is proposed to evaluate quantitatively the goodness of fit of the theoretical predictions with the experimental curves, as a substitute for correlation coefficients which are not suited to non-linear curve fitting. The proposed estimator is tested for the samples under several strain ranges, and is is shown its efficiency as an aid to select the best models for a given application. Many of the models studied here cannot deliver satisfactory theoretical predictions for deformation modes different from the used in the calibration. Therefore, a compromise optimization scheme is investigated in order to improve the quality of faulty predictions without destroying the good ones. Finally, departing from a critical analysis of the key terms in the strain energy expressions of those models which showed the best overall performance, a new family of hyperelastic models is proposed. The proposed strain energy function keeps both, the terms responsible for capturing the stiffening under high strains, and the terms which represent the characteristic oscilation in the stress x strain curve under small strains. Results are presented for several strain regimes, and compared with other well known models.

A utilidade de alguns polímeros depende principalmente de suas propriedades elétricas, ópticas, bioquímicas e térmicas, porém na maioria dos exemplos a propriedade fundamental para as aplicações reside em suas propriedades mecânicas. Os mecanismos de deformação em polímeros semi-cristalinos são em geral complexos e dependem do arranjo e do tamanho dos cristais. A deformação plástica de polímeros semi-cristalinos é produzida pela força aplicada ao sistema, com modificações de suas propriedades termodinâmicas e morfológicas, obtendo-se materiais com novas propriedades e aplicações. Os sistemas estudados neste trabalho, consistem de amostras de polipropileno isotático, (i-PP) comercial, fornecidas pela OPP Petroquímica (III Pólo Petroquímico – Triunfo / RS). As amostras, na forma de grânulos, foram moldadas pelo processo de injeção onde duas massas molares diferentes foram investigadas. As placas moldadas por injeção, com espessura de aproximadamente 3,0 mm, foram cortadas nas dimensões padrões de 17,2 mm X 4,7 mm e após, deformadas plasticamente por compressão plana uniaxial à temperatura ambiente. A análise da morfologia e cristalinidade deste material foram realizadas utilizando as técnicas de difração raios-X em alto ângulo (WAXD), espalhamento de raios-X em baixo ângulo (SAXS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Através da técnica de WAXD foi possível a identificação das diferentes fases cristalinas α e β do i-PP, antes e depois das amostras serem deformadas por compressão uniaxial. A determinação da cristalinidade foi realizada via difração de raios-X, utilizando as geometrias θ - 2θ e de Debye Scherrer, sendo a quantificação realizada a partir da área dos picos cristalinos obtidos a partir da indexação das reflexões de Bragg, utilizando o programa FULLPROF. Como resultado obtido, foi verificado uma significativa diminuição da cristalinidade com o aumento da deformação por compressão aplicada sobre as amostras. Com as medidas de SAXS, foram observados os perfis de espalhamento anisotrópicos e isotrópicos para as amostras sem deformação para maior e menor massa molar, respectivamente. O período longo (L) do material, definido pela soma da espessura lamelar do cristal (dc) e a espessura da camada amorfa (da), também foi obtido para estas amostras. A deformação causou uma diminuição do L, o que levou a diminuição da dc, seguido pelo aumento da da. Porém, com o aumento da deformação observa-se uma diminuição das intensidades espalhadas em torno do eixo azimutal. Este efeito pode ser atribuído ao aumento da fase amorfa seguido pela diminuição da fase cristalinidade. As modificações morfológicas ocorridas nas estruturas esferulíticas e lamelares foram avaliadas utilizando a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), e a Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). O efeito da deformação plana por compressão ficou registrado nas imagens de XXIX MEV e MET, onde verificou-se o alongamento das estruturas esferulíticas na direção de fluxo, seguido da destruição parcial da mesma em deformação por compressão maiores. As imagens obtidas em MEV e MET, foram tratadas a fim de se verificar o grau de orientação e a distribuição da orientação em nível microestrutural por meio do método direto das secantes em um plano e da rosa dos interceptos. Neste caso, quando a rosa apresenta duas pétalas, tem-se um eixo de orientação; com quatro pétalas, dois eixos de orientação, e assim sucessivamente.Em um sistema isométrico sem nenhuma orientação, a rosa dos interceptos apresentará como resultado uma circunferência. Os resultados obtidos para as imagens de MEV e MET em nível esferulítico mostraram que a rosa dos interceptos parte de uma estrutura simétrica com baixo grau de orientação para uma estrutura orientada definida por um sistema de duas pétalas, seguido pelo aumento do grau de orientação para pressões de deformações maiores. Para as imagens de MET em nível lamelar observou-se o aumento do grau de orientação devido o aumento da deformação até 10 MPa. Neste caso, a rosa dos interceptos parte de uma estrutura definida por quatro pétalas (sistema dois eixos de orientação) para uma estrutura de duas pétalas, apresentando um sistema com um eixos de orientação. Porém, para pressões de deformações entre 20-3200 MPa observou-se a diminuição do grau de orientação, pois uma maior desordem é observado nas estruturas devido a amorfização do material, sendo a rosa dos interceptos demostrada por uma estrutura simétrica. Medidas com termopar foram realizadas para verificação do comportamento térmico no momento da deformação. Neste caso, foi verificado um aumento significativo da temperatura com o aumento da deformação. Porém, para as amostras deformadas com 3200 MPa foi observado dois picos de temperatura. Onde o primeiro pico foi atribuído ao comportamento adiabático seguido pela relaxação do material, enquanto o segundo pico foi verificado com grande aumento de temperatura no momento da explosão do material.

O estudo das deformações que ocorrem em estruturas de concreto armado vem despertando um interesse cada vez maior, visto que o concreto é o principal material estrutural utilizado nas construções modernas. Os objetivos dos estudos na área incluem, além da minimização de eventuais efeitos indesejados das deformações, a determinação de métodos acurados para previsão das flechas ao longo do tempo, visto que o concreto é um material viscoelasto- plástico, que sofre deformações lentas significativas. Como é de conhecimento geral, as deformações são causadas pelo carregamento imposto, incluindo o peso próprio, sendo diretamente afetadas pelas características do elemento estrutural e do meio ambiente no qual o mesmo se insere. Para estimá-las, portanto, é necessário conhecer bem o material. A questão é que, nos últimos anos, começaram a ser utilizados concretos com características muito diferentes dos concretos convencionais. Mudanças no cimento e a utilização de aditivos e adições permitiram criar concretos com reologia e propriedades bem variadas. Embora muitos estudos sobre deformações tenham sido realizados com concretos convencionais, poucos foram realizados sobre as deformações imediatas e ao longo do tempo de concretos especiais. O presente trabalho foi concebido visando obter dados sobre o comportamento, quanto às flechas, de vigas fabricadas com concretos especiais, submetidas à flexão simples. Os objetivos propostos foram identificar mudanças de comportamento e determinar a adequação dos critérios de norma para estimativa das deformações destes concretos. O programa experimental incluiu o monitoramento das flechas em vigas de concreto armado com seção transversal de 10x20 cm e 212 cm de comprimento, bi-apoiadas, submetidas a um carregamento composto de duas cargas concentradas eqüidistantes dos apoios, constante ao longo do tempo. Foram ensaiados oito protótipos, 2 de concreto com fibras de aço, 2 de concreto de alta resistência, 2 de concreto branco e 2 de concreto convencional. São apresentados os resultados experimentais obtidos para cada viga, sendo os mesmos confrontados com os resultados teóricos obtidos com o modelo prescrito na Norma NBR 6118/03. Adicionalmente, os resultados experimentais foram comparados com resultados obtidos via um modelo numérico não-linear proposto por Barbieri (2003). A análise dos resultados evidencia que as deformações de concretos especiais não podem ser estimadas utilizando os critérios atuais para concretos convencionais, sendo necessário aplicar coeficientes de correção ou implementar modelos de estimativa específicos para estes concretos. Pelos resultados obtidos, entretanto, a estimativa do módulo de elasticidade de concretos especiais pode ser feita com boa precisão empregando as fórmulas da norma.

Este trabalho tem por objetivo desenvolver e implementar, computacionalmente, procedimentos numéricos eficientes, aplicados à determinacão do diagrama momento-curvatura, correspondentes à: -uma seção tipica, em vigas de concreto armado, submetida à carga monotônica ou cíclica de curta duração; - um ponto genérico da superficie média em placas de concreto armado, submetidas à carga monotônica de curta duração. Ainda à luz dos resultados obtidos, visa também propôr um modelo simplificado em termos de resultantes de tensões e deformações generalizadas. Inicialmente, é descrito um modelo laminar para vigas, no qual a carga é aplicada de forma incremental sendo que para cada etapa, as equaçães de equilibrio não-lineares são resolvidas de maneira iterativa. Como consequência é proposta uma relação momento-curvatura em termos de resultantes. A fim de verificar a validade e aplicabilidade dos métodos e dos algorítmos estudados e comparar-se os resultados com dados experimentais e respostas obtidas por outros pesquisadores, é apresentada uma série de exemplos numéricos. A continuação, é aplicado o procedimento anterior para modelos de laje, livres de solicitações de membrana. Finalmente através de um estudo paramétrico dos diversos fatores que afetam o diagrama momento-curvatura, propõe-se uma relação simplificada. / The objective of the present study is to develop an efficient numerical procedure for obtaining the moment-curvature relationship, corresgondents: - a typical section, in reinforced concrete beams, under cyclic or monotonically short term loading; - a generic point on the average of reinforced concrete plates under monotonik, short duration loading. On the basis of the results indicated above, a simplified model is proposed, in terms of: generalized stresses and deformations. At first, a laminar model applicable to beams is described. The loads are incrementaly applied and at each slage the nonlinear equilibrium equations are solved iterative manner. In consequence it is proposed moment-curvature relationship in term of resultants. Several numerical examples are presented in order to verify the validity and applicability of the developed models. The results obtained are compared to experimental and analytical data obtained by others investigators. Next, the procedure previously described is applied to slabs free of membrane stresses. Finally through a parametric studu of the different factors that affect a moment-curvature relationshhip, a simplified diagram is progosed.

Orientador: Ricardo Enrique Medrano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-15T00:34:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Padua_CleiaGuiottide_M.pdf: 3230847 bytes, checksum: 4236e93fe0059cfdad46c595872fdc74 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Realizamos ensaios de deformação, com o objetivo de estudar as propriedades mecânicas de monocristais de cobre. Para isso foram crescidos monocristais laminares de 1mm de espessura, orientados convenientemente tal que os segmentos de discordância que predominem no cristal fossem do tipo em parafuso ou em cunha. Alguns monocristais não se comportaram de acordo com a Lei de Schmid, ou seja, começaram a se deformar fora do sistema que tem a tensão de cisalhamento resolvida maior, chamado sistema primário. Devido a isso foi determinado o sistema de deslizamento, seguindo as variações da orientação do eixo de tensão, no difratômetro de Raios-X. Os resultados dos ensaios mecânicos mostraram que a tens ao critica de cisalhamento resolvida no plano primário, era maior nos cristais com predominância de discordâncias do tipo cunha do que nos cristais com predominância de discordâncias do tipo parafuso. Também foi observado que no primeiro tipo de cristais a região I de deformação esteve praticamente ausente. Este fenômeno está associado à distintas tensões criticas de cisalhamento para distintos sistemas de deslizamento. Devemos mencionar que resultados similares já haviam sido observados no alumínio[3l]. No entanto, os efeitos superficiais muito importantes neste material, deixavam dúvidas se esses resultados eram devidos à cristalografia da deformação ou aos efeitos superficiais. No cobre, como os efeitos superficiais (camada de óxido) são praticamente inexistentes, os resultados obtidos foram atribuídos somente à cristalografia da deformação / Abstract: Single crystal plates of copper with a thickness of about 1mm, oriented for easy glide were deformed in tensile tests. In addition, the orientation of the Burgers vector of the deformation is carried mainly either by edge dislocation (E - type crystal) or by screw dislocation (S - type crystal). This follows from the fact that the slip line length is so large that one of the dislocation components escapes through the plate surface. The flow stress for E - type crystal is found to be higher than for S - type crystals. For E - type crystals the strain - hardening curve begins practically with the transition to stage II and violation of Schmid's law of critical resolved shear stress are observed: in E - type crystals deformation can star in a secondary system which has more screw character than the primary one. Similar results have been reported for aluminum single crystals[31], but due to the fact that aluminum have a strong oxide layer at the surface, the results could be related to either the crystallography of deformation or surface effects. In the case of copper the oxide layer is not adhered to the metal, therefore the present results are related to the crystallography of deformation / Mestrado / Física / Mestre em Física