BORGES, R. L. Deformação permanente em misturas asfálticas a partir do Shift Model viscoplástico e ensaios triaxiais de carga repetida. 2014. 194 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-17T17:02:36Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_rlborges.pdf: 4776172 bytes, checksum: 12341b5a11260ef6610dc021805c2fb5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-31T13:41:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_rlborges.pdf: 4776172 bytes, checksum: 12341b5a11260ef6610dc021805c2fb5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-31T13:41:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_rlborges.pdf: 4776172 bytes, checksum: 12341b5a11260ef6610dc021805c2fb5 (MD5) Previous issue date: 2014-10-31 / Permanent deformation or rutting is a major distress in asphalt pavements. To predict permanent deformation of asphalt mixtures the dynamic creep test is often used in laboratory, with the result presented in terms of the so called flow number. However, for this work it was performed the triaxial repeated permanent deformation load test, a confined test that better represents field conditions. The models that incorporate the flow number do not represent the main zone of the dynamic creep test result, denoted secondary region, in which the permanent deformation rate of growth is constant. In this work the Shift Model was used, which is a viscoplastic model that accesses the permanent deformation from the superposition principles, i.e., time-temperature superposition and time-stress superposition. Thus, the asphalt mixtures were tested under different loading conditions, temperature, load time and rest period, in order to assess three parameters of the test: parameter C, which indicates where the secondary region begins (parameter that governs the primary region of the test); the parameter α (alpha) is the slope of the secondary region; and the parameter B represents the level of permanent deformation of the secondary region. The results show that the TRLPD test is more severe than the conventional dynamic creep test. Nevertheless, the use of TRLPD test represents an advance in the understanding of the behavior of asphalt mixtures with respect to rutting performance, and has the advantage of allowing the use of results in computational simulations. / A deformação permanente é um dos principais defeitos em pavimentos asfálticos. Para prever esta falha em revestimentos, por meio de ensaios laboratoriais, é frequentemente utilizado o ensaio de creep dinâmico cujo resultado final é apresentado em termos do chamado flow number. No entanto, para este trabalho foi realizado o triaxial repeated load permanent deformation (TRLPD) test, que é um ensaio sob condições de confinamento, a fim de melhor se aproximar das condições encontradas em campo. Os modelos que incorporam o flow number não representam a principal região de ensaio de creep dinâmico, denominada região secundária, na qual o incremento de deformação permanente cresce em valor constante. No presente trabalho utilizou-se o Shift Model, o qual é um modelo viscoplástico que avalia a deformação permanente a partir da superposição dos efeitos tempo-temperatura e tempo-tensão. Dessa forma, as misturas asfálticas foram testadas sob diferentes condições de carregamento, temperatura, tempo de aplicação de carga e período de repouso. Foram avaliados três parâmetros do ensaio em questão: o parâmetro C, que fornece os dados de onde a região secundária se inicia (parâmetro que governa a região primária do ensaio); o parâmetro α (alfa), que é o aclive da região secundária; e o parâmetro B, que representa o nível de deformação permanente da região secundária. Os resultados obtidos mostram que o ensaio TRLPD é mais severo do que o ensaio convencional de creep dinâmico, porém considera-se que a utilização de ensaios confinados representa um avanço para o entendimento do comportamento das misturas asfálticas quanto à resistência à deformação permanente das mesmas, e este traz a vantagem de poder ser usado em simulações computacionais.

Este trabalho apresenta propostas para o remanejo de malhas em problemas tridimensionais de grandes deformações. É focalizada a aplicação de uma formulação Lagrangeana-Euleriana Arbitrária, capaz de manter uma boa qualidade dos elementos finitos ao longo de processos como conformação mecânica e impacto. Esta formulação é uma alternativa a formulações Lagrangeanas, nas quais a malha de elementos finitos fica "colada" à matéria, o que ocasiona uma distorção excessiva da mesma. Para introduzir a formulação LEA, os aspectos relacionados à cinemática da formulação, o princípio dos trabalhos virtuais, a técnica de separação do operador LEA em dois passos (Lagrangeano Atualizado-LA e Euleriano), os métodos de solução numérica do problema e as leis constitutivas são revistos. Em seguida, são descritas as técnicas de realocação nodal para o remanejo de malhas e os procedimentos para a transferência de dados (utilizados após a realocação nodal para a passagem dos valores das variáveis de estado da malha do passo LA para a malha realocada do passo Euleriano). Finalmente, são apresentados critérios de avaliação da distorção e do erro, empregados para a verificação da qualidade da malha e dos resultados obtidos em aplicações numéricas realizadas. A formulação LEA mostrou ser uma alternativa eficiente em muitos casos, porque possibilita um remanejo de malhas automático com resultados de boa qualidade sem precisar interromper a análise. / This work presents remeshing techniques for three-dimensional large deformation problems. It is focused on the application of an Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation, which is able to mantain the finite elements shape during processes such as metal forming and impact. This formulation is an alternative to Lagrangian formulations, where the finite element mesh, attached to the material, suffers excessive mesh distortion. To introduce the ALE formulation, the aspects related to kinematic, virtual work principle, operator splitting technique in two steps (Updated Lagrangian-UL and Eulerian), numerical solution methods and constitutive laws are revised. Then, nodal relocation techniques for mesh adaptation and data transfer procedures (employed after the nodal relocation to transfer state variables from UL mesh to relocated mesh of the Eulerian step) are described. Finally, mesh distortion and error evaluation criteria are presented and used for verifying mesh quality and results accuracy in the numerical applications performed. The ALE formulation is shown to be an efficient alternative in many cases, because it provides automatic remeshing with good quality results without interrupting the analysis.

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.

Submitted by Santos Davilene (davilenes@ufba.br) on 2016-05-25T16:18:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Luciana Patricia das Virgens Silva.pdf: 7545433 bytes, checksum: c39af34c3f767bf7b726d1661b7f8a92 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T16:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Luciana Patricia das Virgens Silva.pdf: 7545433 bytes, checksum: c39af34c3f767bf7b726d1661b7f8a92 (MD5) / O presente trabalho tem por objetivo desenvolver técnicas de deformação de objetos gráficos em GPU combinando lançamento de raios (ray casting) e campos de vetores. Na implementação computacional deste trabalho foi desenvolvida uma ferramenta para visualização e deformação de objetos gráficos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-18Bitstream added on 2014-06-13T19:32:47Z : No. of bitstreams: 1 langiano_sc_me_ilha.pdf: 1075895 bytes, checksum: 6aecb8eb1c35867aeb342403eda112d5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Atualmente um dos principais objetivos nas pesquisas de polímeros condutores é a produção de blendas poliméricas, que combinam as propriedades de processamento dos polímeros convencionais com as características elétricas do polímero condutor. Neste trabalho, blendas de poli (fluoreto de vinilideno) com polianilina - PVDF/PANI, em diferentes composições, foram preparadas pela polimerização química do monômero anilina em solução de PVDF dissolvido em N,N-dimetilformamida-DMF. Filmes flexíveis e homogêneos das blendas foram obtidos por prensagem a quente a uma temperatura de 180oC e 30 MPa de pressão e caracterizados por ensaios térmicos (TGA, DSC e DMA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratometria de Raios X e ensaios de tensão-deformação. As análises de DMA mostraram que a presença da PANI na blenda não alterou a temperatura da transição vítrea do PVDF (-40oC), e que a PANI provocou um aumento no módulo de armazenamento das blendas para temperaturas acima da transição vítrea devido à presença das cadeias rígidas da polianilina. Análises termogravimétricas mostraram que as blendas são termicamente estáveis até uma temperatura de 300oC, com perda de massa de 5%. Estudos por difratometria de raios X e calorimetria diferencial de varredura mostraram que a fase cristalina do PVDF foi preservada nas blendas. Observou-se também que o dopante (HCl) promoveu a formação de PANI semicristalina. Os resultados obtidos por MEV mostraram que o PVDF apresentou uma estrutura esferulítica, que também foi conferida para a blenda PVDF/PANI desdopada e com pequena quantidade de PANI. Ensaios de tensão-deformação mostraram que a presença do polímero condutor diminuiu a deformação na ruptura das blendas em relação ao PVDF puro e ocasionou um aumento na resistência... / One of the main current objectives in the researches of conducting polymer is the production of blends, which combine the processing properties of common polymers with the conductivity of conducting polymers. In this work, blends made of poly(vinylidene fluoride) and polyaniline - PVDF/PANI, in different compositions, were prepared by chemical polymerization of the aniline monomer in PVDF/dimetylformamide (DMF) solution. Flexible and homogeneous films of the blends were obtained using a hot press at 180oC under an applied pressure of the 30MPa and characterized by thermal analysis (TGA, DSC e DMA), scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffractometry and mechanical properties (stress-strain). The DMA analysis showed that the presence of PANI in the blend did not change the glass transition temperature (Tg) of PVDF and that PANI provokes an increase in the storage modulus of the blends for temperatures above of the Tg due to the presence of the rigid chains of the conducting polymer. The thermal gravimetric analysis indicated that the blends are thermally stable until temperature of 300oC, with 5% mass loss. Studies for X-rays diffraction and differential scanning calorimetry showed that the crystalline phase of PVDF was preserved in the blends. Furthermore, the dopant (HCl) had promoted the formation of semi-crystalline PANI. The results obtained by MEV showed that the PVDF presented a spherulites structure that was also observed for blend PVDF/PANI undoped with small amount of PANI. Stressstrain tests indicated that the incorporation of conducting polymer decrease the elongation at break point of the blends in relation to pure PVDF and it caused an increase in the tensile strenght and in the Young s modulus. It was verified that in spite of... (Complete abstract click electronic access below)

Este trabalho compõe-se de duas partes. A primeira parte propõe-se a apresentar um estudo e um programa computacional para a análise não linear geométrica de treliças planas com propriedades: viscoelásticas. Na segunda parte, tem-se o estudo e um programa sobre pórticos planos com propriedades viscoelásticas, usando o modelo reológico standard e o dado pelo CEB. Leva-se em consideração o efeito de temperatura e retração nesta análise. Estende-se o trabalho sobre pórtico para o estudo sobre vigas mistas, levando em consideração a mudança da linha neutra. A formulação está baseada no método dos elementos finitos para grandes deformações, particularizada para treliça e pórtico. É feita a descrição de ambos os programas e rodados diversos exemplos. / This dissertation tackles two problems in the field of viscoelastic analysis of structures. Firstly, we consider the nonlinear geometric analyis of viscoelastic plane trusses by numerical methods. In the second part, plane frames are studied, considerig the viscolelastic behaviour of concrete represented by general reological models and also by the CEB equations; temperature, shrinkage and support movements effect are considered. The computational program also analise composite continuous beams. The formulation is based on a expression of the virtual work theorem valid for finite deformations, and uses the finite element technique. The computation codes are described and several examples are analised

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um programa computacional, elaborado através do método dos elementos finitos, para análise tridimensional de situações de punção em lajes de concreto armado com e sem armadura de cisalhamento. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para representar o comportamento do concreto. Para a simulação do concreto submetido a um carregamento de longa duração, empregou-se o modelo de camadas superpostas. Este modelo admite que o concreto é constituído por um número conveniente de camadas com a mesma deformação, porém características materiais diferentes. A tensão total é obtida pela soma das contribuições de cada camada. A armadura é introduzida no modelo como uma linha de material mais rígido no interior do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Assim, os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, a matriz de rigidez da armadura tem a mesma dimensão da matriz de rigidez do elemento de concreto, as quais são somadas para a obtenção da matriz de rigidez total Para representar o comportamento após à fissuração do concreto, é utilizado o modelo de fissuras distribuídas, onde apenas as propriedades dos materiais são modificadas e a malha de elementos finitos não necessita de atualização. Sugerem-se duas formulações para a consideração da contribuição do concreto entre fissuras e da redução na capacidade de transferência de corte devido ao aumento da abertura da fissura. Este último é incluído através de uma simplificação, que consiste em atribuir ao módulo de elasticidade transversal, correspondente ao plano fissurado, um valor reduzido. Para comprovar a validade do programa computacional desenvolvido, comparam-se os resultados numéricos com valores experimentais de ensaios realizados por Coelho (1999), Trautwein (2001) e Fusco (1988). Obtiveram-se boas aproximações para lajes com e sem armadura de cisalhamento. Desta forma, o programa computacional desenvolvido pode ser empregado para generalizar resultados experimentais em lajes cogumelo com variação na resistência do concreto, na bitola das barras de armadura, no espaçamento entre as barras e no número de camadas de armadura de cisalhamento.

Neste trabalho, são apresentados os resultados obtidos em estudos realizados com o propósito de compreender e quantificar o desempenho de estruturas de pavimentos flexíveis em concreto asfáltico submetidas a ensaios acelerados em escala real com um simulador linear de tráfego. Para tornar possível o monitoramento evolutivo da degradação oferecida por pavimentos flexíveis ao longo do tempo, em termos dos mecanismos principais que condicionam a vida de serviço deste tipo de estrutura, foram construídas e instrumentadas seis seções experimentais, das quais duas foram submetidas aos esforços das cargas do tráfego durante o desenvolvimento deste trabalho. O monitoramento das condições funcional e estrutural das pistas experimentais permitiu o estabelecimento de modelos de regressão que reproduzem o desempenho dos pavimentos em termos da evolução do trincamento do revestimento asfáltico, ocorrência de afundamentos em trilha de roda e evolução das tensões verticais no subleito Os pavimentos foram instrumentados com medidores de tensões e deformações instalados em diferentes pontos no seu interior. Analisam-se processos para cálculo de tensões e deformações em estruturas de pavimentos flexíveis com base na interpretação da instrumentação instalada nas pistas experimentais. Foram investigados aspectos relativos à previsão do desempenho estrutural das seções avaliadas, visando trazer subsídios para a estruturação de modelos de previsão de desempenho. Foi confirmada uma tendência logarítmica de crescimento dos afundamentos em trilha de roda com o tráfego acumulado. Conclui-se pela necessidade da identificação de fatores de correção para determinação de tensões através de células de tensão total em solos. Os resultados das avaliações realizadas revelam que os módulos de elasticidade retroanalisados do FWD e da viga eletrônica se mostraram adequados à interpretação do desempenho estrutural dos pavimentos experimentais. Em contrapartida, os módulos de elasticidade derivados de ensaios laboratoriais, realizados em diferentes épocas, não refletiram as condições apresentadas pelos pavimentos no campo.

As características da tensão – deformação do Poli(tereftalato de etileno) (PET) durante o processo de deformação por compressão plana tem sido estudadas. Amostras de PET com e sem tratamento térmico obtidas por injeção foram deformadas a diferentes temperaturas de deformação, abaixo e acima da temperatura de transição vítrea (Tg) utilizando diferentes taxas de deformação e tensões finais aplicadas. O comportamento mecânico foi analisado através das curvas de tensão – deformação obtidas por deformação por compressão plana usando equipamento específico chamado “Ampliador de Forças” conectado a um equipamento INSTRON. A morfologia e a cristalinidade aparente foram investigadas usando as técnicas de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), densidade, Difração de Raios-X em Alto Ângulo (WAXD), Espalhamento de Raios-X em Alto Ângulo (WAXS), Espalhamento de Raios-X em Baixo Ângulo (SAXS) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados tem mostrado que as propriedades dos materiais após deformação são fortemente relacionadas a temperatura de deformação, taxa de deformação e tensão final aplicada em ambas as regiões, vítrea e elastomérica. As modificações morfológicas do material tem sido analisadas em micro e nano escalas incluindo mudanças de cristalinidade e orientação em nível esferulítico e lamelar.

Camadas granulares têm um importante papel no comportamento global de estruturas de pavimentos, especialmente quando possuem revestimentos delgados ou não possuem revestimento. Para estabelecer métodos de projeto mais eficientes e critérios construtivos, é necessário que a resposta das camadas granulares sob a ação do tráfego seja bem compreendida e levada em consideração. Assim, esta dissertação relata resultados de uma pesquisa sobre o comportamento quanto à resistência ao cisalhamento e deformações permanentes de três britas (uma graduada e duas uniformes com diferentes tamanhos máximos de partícula). Foram realizados ensaios triaxiais estáticos e dinâmicos obtendo-se os parâmetros de resistência de Mohr-Coulomb, módulos de Young, módulos de resiliência e o comportamento quanto a deformações permanentes. Para a brita graduada, desenvolveu-se um estudo complementar sobre o efeito do grau de compactação (90% e 100%) no seu comportamento mecânico. Uma observação conjunta dos resultados estáticos e dinâmicos associada a uma análise mecanística proporciona uma visão global dos resultados obtidos. A brita graduada, com grau de compactação de 100%, mostrou-se um agregado de excelente qualidade, apresentando bom comportamento quanto a deformações permanentes e elevada resistência ao cisalhamento, porém os seu módulos de resiliência foram apenas razoáveis Surpreendentemente, a granulometria uniforme com menor “tamanho máximo de agregado” apresentou um bom comportamento mecânico, porém devido aos seus baixos módulos de resiliência, não pode ser utilizada como camada de base. O seu uso fica restrito a pavimentos permeáveis sob tráfego de veículos leves, conforme demonstrado pelos resultados do monitoramento de um estacionamento experimental analisado nesta dissertação. As britas: uniforme com maior “tamanho máximo de agregado”(GU2) e graduada (GG1) com grau de compactação de 90%, apresentaram baixa resistência ao cisalhamento e alta deformabilidade plástica, comprometendo o seu uso como camada de base. De forma geral, foi confirmada a influência do grau de compactação e da granulometria no comportamento mecânico de materiais granulares. Nem o Índice de Suporte Califórnia e nem a resistência ao cisalhamento mostraram-se bons indicativos do comportamento de materiais granulares quanto a deformações permanentes.