O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um projeto para análise experimental em semeadoras agrícolas a fim de levantar dados sobre as deformações e solicitações mecânicas na sua estrutura, bem como nos diversos componentes da máquina. Visa-se o desenvolvimento de uma ferramenta / metodologia que permita localizar as regiões de maior deformação mecânica, quantificar estas deformações e registrá-las de forma dinâmica com a máquina realizando seu trabalho em campo para posterior análise dos dados. Para o desenvolvimento deste trabalho foi realizada a averiguação do estado da arte na análise experimental de tensões. Posteriormente foi feito um estudo para verificar quais dos métodos experimentais poderiam ser utilizados e qual destes métodos poderia apresentar melhores resultados para este caso. As características básicas de cada método receberam classificação e estes dados foram colocados em um programa comercial de QFD. Este estudo considerou que o baixo custo de implementação e a facilidade de operação devem apresentar maior importância. O estudo mostrou que nenhum dos métodos isoladamente atende a todos os requisitos exigidos. A fim de que atender as necessidades decidiu-se pela aplicação de dois métodos: Camada Frágil e Extensometria. O primeiro método utilizado inicialmente para localizar os pontos de maior deformação do equipamento, enquanto o segundo método fornece dados quantitativos para a posterior análise dos dados. Assim, os dois métodos escolhidos são apresentados com maior detalhamento. Este trabalho ainda apresenta uma descrição de problemas encontrados na aplicação de cada método, bem como as soluções adotadas; descreve detalhes de equipamentos e materiais comerciais utilizados e discute detalhes do processo experimental empregado. Posteriormente são discutidos os erros experimentais Os resultados obtidos demonstram que o método escolhido atendeu as necessidades e que foi capaz de proporcionar arquivos contendo dados sobre as deformações mecânicas dos componentes quando submetidos aos carregamentos dinâmicos encontrados no trabalho em campo.

Os resultados obtidos contribuíram também para ratificar a modelagem termodinâmica do estado de não-equilíbrio dos materiais poliméricos, desenvolvido por Samios, D. e colaboradores.

O contato entre corpos é um dos mecanismos básicos que se apresentam na mecânica do sólido. Através de tal efeito físico é que se aplicam cargas a uma estrutura e esta as transmite a seus apoios. Neste trabalho apresenta-se a teoria e implementação computacional de um algoritmo que permite considerar os efeitos de contato e atrito entre uma superfície rígida que prescreve deslocamentos sobre um corpo flexível de comportamento elástico linear. As restrições são impostas empregando o método das funções de penalidade. A lei geral do atrito associado à regra de Coulomb de deslocamento obtem-se por analogia com a teoria da plasticidade. Na implementação computacional apareceram problemas para contornar a sobrerestrição dos termos afetados pela função de penalidade, apresentando-se duas formas de tratar os mesmos. Finalmente são apresentados dois exemplos para testar o trabalho realizado. / Contact is a basic mechanism in solid mechanics. Trhough this physical effects loads are applied to structures and transmited to their supports. The theoretical formulations and the computational implementation of an algorithm, that models contact and friction effects between a rigid surface prescrinbing and bidimensional linear elastic body are represented in this work. Restrictions are imposed using the panlaty function approach. A general law for friction associated with Coulomb displacement rule is obtained by analogy with plasticity theory. Computational difficulties to eliminate locking in terms influenced by penalty functions were detected, and two approachs were used to solve this problem. Finally, two numerical examples to test the computational code are presented.

No presente trabalho estabelecem-se brevemente as bases do método dos elementos finitos e do conceito de elementos isoparamétricos, detalhando-se a formulação e a implementação para os elementos quadriláteros e hexaédricos. Apresentam-se a seguir as características do esquema integrado para tal implementação. Em particular os elementos desenvolvidos serão aplicados em problemas elásticos tridimensionais, em problemas bidimensionais de tensões e deformações ou axissimétricos com carregamento axissimétrico. Incluem-se, finalmente, vários exemplos ilustrativos demonstrando a aplicação prática do desenvolvimento apresentado.

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um projeto para análise experimental em semeadoras agrícolas a fim de levantar dados sobre as deformações e solicitações mecânicas na sua estrutura, bem como nos diversos componentes da máquina. Visa-se o desenvolvimento de uma ferramenta / metodologia que permita localizar as regiões de maior deformação mecânica, quantificar estas deformações e registrá-las de forma dinâmica com a máquina realizando seu trabalho em campo para posterior análise dos dados. Para o desenvolvimento deste trabalho foi realizada a averiguação do estado da arte na análise experimental de tensões. Posteriormente foi feito um estudo para verificar quais dos métodos experimentais poderiam ser utilizados e qual destes métodos poderia apresentar melhores resultados para este caso. As características básicas de cada método receberam classificação e estes dados foram colocados em um programa comercial de QFD. Este estudo considerou que o baixo custo de implementação e a facilidade de operação devem apresentar maior importância. O estudo mostrou que nenhum dos métodos isoladamente atende a todos os requisitos exigidos. A fim de que atender as necessidades decidiu-se pela aplicação de dois métodos: Camada Frágil e Extensometria. O primeiro método utilizado inicialmente para localizar os pontos de maior deformação do equipamento, enquanto o segundo método fornece dados quantitativos para a posterior análise dos dados. Assim, os dois métodos escolhidos são apresentados com maior detalhamento. Este trabalho ainda apresenta uma descrição de problemas encontrados na aplicação de cada método, bem como as soluções adotadas; descreve detalhes de equipamentos e materiais comerciais utilizados e discute detalhes do processo experimental empregado. Posteriormente são discutidos os erros experimentais Os resultados obtidos demonstram que o método escolhido atendeu as necessidades e que foi capaz de proporcionar arquivos contendo dados sobre as deformações mecânicas dos componentes quando submetidos aos carregamentos dinâmicos encontrados no trabalho em campo.

Os resultados obtidos contribuíram também para ratificar a modelagem termodinâmica do estado de não-equilíbrio dos materiais poliméricos, desenvolvido por Samios, D. e colaboradores.

A presente dissertação de mestrado tem por assunto a representação do comportamento mecânico do concreto sob cargas de curta e longa duração, incluindo efeitos não-lineares. Para tal fim trabalha-se com equações baseadas na teoria do dano contínuo. São propostas equações para o caso triaxial e, baseado nelas, é implementado um programa computacional. Com diversos exemplos verifica-se que: a) A solução numérica aproxima bem os resultados teóricos. b) O comportamento do modelo representa bem as características qualitativas do concreto. c) O modelo permite aproximar bem alguns resultados experimentais, mas ainda deve ser aperfeiçoado, particularmente no que refere-se à identificação de parâmetros. / This work aims to the representation of the mechanical behaviour of concrete under short and long time loads, including nonlinear effects. We propose equations based on the theory of Continous Damage for three dimensional structures and implement the corresponding computer code. Several examples show: a) The numerical solution approximates well simple analytical solutions. b) The model represents well the qualitative behaviour of concrete. c) The model approximates reasonably well some experimental results, but must still be improved, particulary with reference to parameter identification.

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-02-15T20:34:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Doutorado_Rhonald.pdf: 10940068 bytes, checksum: bd5c869e9676e80790b3c3358e2f920f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T20:34:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Doutorado_Rhonald.pdf: 10940068 bytes, checksum: bd5c869e9676e80790b3c3358e2f920f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesta tese estudamos três problemas teóricos relacionados ao grafeno e um problema relacionado a um sistema bosônico interagente e desordenado em uma dimensão. Sobre o grafeno, estudamos alguns efeitos das deformações. Primeiro, calculamos o efeito de campos magnéticos aleatórios devido às deformações fora do plano em uma folha de grafeno na condutividade de Boltzmann. Encontramos que essas deformações são uma fonte importante de desordem para condutividade. Tamb em estudamos as oscilações de Weiss no grafeno devido a deformações unidimensionais. Usamos uma equação de Boltzmann quântica e teoria de perturbações até primeira ordem para resolver esse problema. Encontramos valores acessíveis experimentalmente para a condutividade. O efeito de localização fraca na conductividade é ainda um problema em andamento. Mesmo sabendo que o pseudo-campo magnético devido a deformações não quebra a simetria de inversão temporal quando considerados os dois valleys, acreditamos que a parte respons avel pelo espalhamento intra-valleys deve sentir o efeito desse pseudo-campo. O tempo de desfasagem devido a esse campo foi calculado. O problema de sistemas bosônicos tamb em está ainda em andamento. Identificamos algumas dificuldades na teoria de perturbações usada normalmente para sistemas fermiônicos e uma possivel forma de resolver esse problema. / In this thesis we address three theoretical problems related to electronic transport properties of graphene and one related to interacting Bosonic systems with disorder in one dimension. Concerning graphene, we have studied some efects of strain. First, we calculated the efect of random gauge fields due to out of plane deformation in the Boltzmann conductivity. We have found that strain plays an important role as a disorder source that limits the conductivity. We have also studied Weiss oscillation in graphene due to uniaxial strain. We have used a quantum Boltzmann approach and first order perturbution theory to this end. We found measurable values to the conductivity in this system. The efect of weak localization is still a work in progress. Although the pseudo magnetic field in graphene does not break time reversal symmetry in the two valleys, we believe that the channel responsable for intravalley scattering must be sensitive to dephasing due to strain. This dephasing time has been calculated. Concerning the Bosonic system, this is also a work in progress. We have identified some difculties in the standard procedure of perturbation theory when applied to this system and a possible way to face them.

Orientador: Rezende Gomes dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-07-25T14:41:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rizzo_ErnandesMarcosdaSilveira_D.pdf: 32173805 bytes, checksum: 05f750567db699c6df85038314e1158f (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Em determinados processos, como por exemplo no lingotamento contínuo de placas fmas de aço, lingotamento de tiras fmas (duplo-rolo) e forjamento semi-sólido, faz-se uso da aplicação da deformação plástica da peça com o núcleo da mesma parcialmente no estado líquido. Este processo geralmente acarreta variações na composição química e na microestrutura ao longo do produto a ser obtido. Neste trabalho, propõe-se dois modelos matemáticos que permitem analisar a movimentação das fases sólida e líquida antes, durante e após a aplicação da deformação plástica. Os modelos também possibilitam a determinação da variação da temperatura, da evolução da fração de sólido e da variação da composição no líquido e no sólido durante o processo de solidificação/deformação. São implementados dois tipos de modelos: i) Um modelo simplificado, considerando apenas a condução. Este modelo foi desenvolvido considerando a aplicação do método do contínuo; ii) Um modelo bidimensional que considera simultaneamente os fenômenos de convecção e de difusão. Neste modelo, é dado ênfase na incorporação de fenômenos ocorrendo em escala microscópica no modelo macroscópico de transporte de determinadas variáveis no sistema. As equações macroscópicas de conservação são introduzidas através do método de volumes ponderados. Os resultados numéricos são comparados com resultados experimentais obtidos pelo autor utilizando-se um dispositivo especialmente construído que permite a realização da solidificação controlada de um composto orgânico (SCN e acetona) de comportamento de solidificação similar às ligas metálicas. A comparação dos resultados numéricos com os resultados experimentais permitiu validar o modelo desenvolvido. A seguir o programa computacional desenvolvido é aplicado no estudo da solidificação/deformação plástica de um aço multicomponente / Abstract: The deformation of the partially solidified strand during near net shape continuous casting of thin slabs is only one example of a technologically important process where a mushy zone is mechanically altered in order to achieve improved grain structures and homogeneity. However, the phenomena occurring during plastic deformation of a solidifying mush are poorly understood, have not been observed directly, and have not been modeled in detail. An experimental setup has been designed for performing controlled solidification experiments. The test material chosen is the transparent SCN-acetone alloy, which not only closely approximates the solidification behavior of metallic alloys, but also has similar mechanical properties as metais near the melting point. During the experiments, we have visualized and/or measured the convection pattems of the liquid, the local displacement and deformation rate of the mushy zone solid, temperature pro files using a set of thermocouples, and liquid compositions by withdrawing small samples. Results are presented for a range of experimental conditions. A mathematical model is presented that predicts the temperature and solid fraction profiles, liquid concentration evolution, and solid phase displacement during the deformation of a solidifying mush. Two mathematical models are developed. One uses continuum method and solves only the energy conservation equation for a one-dimensional situation. The second mathematical model takes in account conduction and convection and applies the volume averaging method, the enthalpy technique, and a coordinate transformation to avoid a changing mesh in a numerical solution. This model is derived considering a twodimensional case. The numerical results are found to closely match the experimental measurements. The two-dimensional model developed is applied to study the process of solidification/plastic deformation of multicomponent steel / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Este trabalho tem como objetivo o estudo de características químicas e de deformação de inclusões não metálicas de aços aplicados na construção mecânica provenientes do processo de lingotamento contínuo, relacionando aspectos de deformação de várias inclusões com as fases apresentadas. As análises referentes às fases presentes foram realizadas por técnicas de mjcroanálise de raios X, e as referentes a suas características de deformabilidade através de ensaios de compressão a quente. Buscou-se comparar os resultados de análises químicas em várias inclusões através do uso de espectrometria por dispersão de comprimento de onda (WDS) com resultados de análises por espectrometria por dispersão de energia (EDS), sendo a última tomada como rotineira e a primeira como técnica de base. Em relação ao mecanismo de deformação, amostras que continham inclusões e que eram provenientes de tarugos brutos de fusão foram submetidas a ensaios de compressão a quente com diferentes graus de deformação final e diferentes velocidades de deformação. Desta forma pode ser gerada uma rotina de análise que possibilitou o agrupamento das inclusões analisadas de acordo com suas características químicas e morfológicas, as quais foram relacionadas com as características de deformação. / The aim of this work is to correlate the chemical and deforrnation characteristics of nonmetallic inclusions presented in structural carbon steels produced by the continuous casting process, with their microestrutural and morphological protile. The microestrutural analyses were carried out by X-ray microanalysis techniques, and the deformation analysis by hot compression tests. The results from chemical analysis by Wavelength Dispersive Spectrometry (WDS) were compared with those obtained by Energy Dispersive Spectrometry (EDS), with the fust one applied as basis analysis and the second as routine analysis. In terms of deforrnation mechanisms, samples with inclusions from continuous casting billets were submitted to hot compression tests with different final deformation degrees and different deforrnation rates. In such way, an anal ysis routine could be obtained, making possible to relte the chemical and morphological features of the inclusions with their deforrnation characteristics.