[pt] O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um material foto elástico, utilizando matéria-prima exclusivamente brasileira, para o emprego na análise das tensões em ensaio tridimensional. As experiências foram feitas com as resinas epóxi CY-205 e CY-175. Como endurecedores foram utulizados os produtos HY-901 (anidrido ftálico) e HT-906 (anidrido metilendometilene), todos da Ciba S/A, e ainda o endurecedor anidrido maleico produzido pela Ucebel S/A. Foram fundidos diferentes partes em peso desses componentes, resina epóxi-endurecedor e descritos o método de fundição como também o de tratamento térmico. Algumas propriedades foram inicialmente consideradas para a seleção da melhor composição. O material feito de epoxi CY-205 com a combinação dos endurecedores anidridos maleico e ftálico são apresentados como sendo o melhor. Os polímeros resultanes são feitos usando diferentes partes em peso desses endurecedores combinados e são traçados nomogramas de suas temperaturas críticas e módulos de elasticidade a essa temperatura, para determinar a composição ideal. Foi determinado o gelling time dos materiais selecionados. A aplicação desse material desenvolvido é adequada para análise tridimensional. Um modelo foi construído para ilustrar sua utilização, usando uma técnica especial de modelagem. / [en] The presentes work describes the development of the photoeslastical material for two and three-dimensional experiments. The model material hás been developed using the epoxy resin manufactured in BRAZIL. Two kinds of epoxy resins hás been used: CY-205 and CY-175, both produced by Ciba S/A, together with the hardeners HY-901 (phtalic anhydrid and HT-906 (metilendometylen anhydrid)) of Ciba S/A and maleic anhydrid, manufactured by Ucebel S/A. The different mixtures of epoxy resins and hardeners have been casted into samples and investigated with respect the properties essential in photoelasticity. The method of casting and heat treatment is also described. The misture of epoxy CY-205 with the combination of phtalic and maleic anhydrides hás been founs to have the Best photoelastical properties. The monogram indicating the mechanical proprieties as a functio of combination of hardeners hás been design. If casn be used for determination of proper combination of hardeners related to the desired mechanical properties or for determination of optimum composition. The application of the developed material in three-dimensional photoelasticity hás been illustrated by casting the complicated three-dimensional model.

[pt] Quando se analisa a distribuição de tensões e de formações em tubos cilíndricos circulares submetidos à pressão interna ou externa, resultados são facilmente encontrados; se o tubo for considerado de comprimento infinito e a pressão uniformemente distribuída ao longo de todo o seu comprimento. Neste caso, o estado de tensões pode ser considerado plano. Entretanto se o tubo for infinito e a pressão estiver aplicada em parte de seu comprimento, o estado de tensões deverá ser estudado com tridimensional. Advém daí uma maior complexibilidade do problema, acarretando soluções matemáticas bastante elaboradas. Uma solução para cilindros circulares de comprimento foi desenvolvida neste trabalho. Nos casos analisados, o carregamento constitui em um anel de pressão uniforme, interna ou externa, aplicado simetricamente em relação à secção transversal média do tubo. Procura-se assinalar a importância que assume a tensão axial para certas dimensões do tubo e posição do carregamento. Indicou-se também a discrepância existente entre os valores calculados, considerando o problema como plano e como tridimensional. Os resultados gráficos mostram as distribuições de tensão na secção transversal média referentes a cilindros curtos de parede espessa com razões entre dinâmico interno e comprimento de .. 0,25, 0,50, e 0,75 e com razões entre comprimento do anel de pressão e do tubo de 0,5 e 1,0, embora outras relações tenham sido estudadas. Devido à solução encontrada, as condições de fronteira incluem flanges nas extremidades do tubo, exercendo tensões cisalhantes sobre as secções transversais externas e tendo características de flexibilidade às deformações axiais e rigidez às deformações radias. Muitos problemas de computação surgiram na obtenção dos resultados numéricos, tais como as limitações nas sub-rotinas usadas no cálculo das funções de Beesel. A resolução do problema para o caso de tubos com extremidades livres pode ser alcançada através da utilização de métodos matemáticos mais sofisticados. / [en] Stress and strain distributions on circular hollow cylindres, can easily be found for infinite length and uniform surface pressure. In such case, for a finite length, the stress-state must be considered triaxial. Thus, involving more elaborate mathematical solutions. A solution to the finite circular hollow cylinder problem is developed in this thesis. In all the cases that were analyzed external load consisted of a uniform pressure ring applied to the external or internal cylinder surfaces. This load was applied symmetrically with respect to the midle transverse section of the tube. The importance assumed by the axial component of stress under certain conditions of stress under certain conditions of tube geometry and external load positions is analyzed. Bisagreement between determined values of stress, whe considered as biaxial or triaxial independently, is also shown. Graphs of stress distribution on the middle transverse section of short thick walled cylinders are presented for internal diamenter and tube length ratios of 0.25, 0,50, and 0,75 and pressure ring and tube length rations of 0,5 and 1,0, although other of end flanges having caracteristics of infinite flexibility for axial deformations and infinite stiffness for radial deformations. Many computational problems arose when obtaining numerical results, such as limitations in the subroutines udes for evaluation of Bessel functions. Also, for the case of free end tubes more sophisticated mathematical methods must be applied. These troubles can be overcome throungh more advanced studies of the problem.

[pt] O principal objetivo desta tese consiste no desenvolvimento e aplicação de um programa computacional, ANLOG (Análise Não Linear de Obras Geotécnicas), para análises de problemas geotécnicos com acoplamento de fluxo e deformação, e considerando relações constitutivas não lineares na modelagem do solo. A nível global, a solução do sistema de equação não linear originado da formulação via MEF deste problema é feita através do método de Newton-Raphson Modificado com incrementos automáticos de carga e tempo. Enquanto que, a nível local, a equação constitutiva é integrada utilizando-se um algoritmo de integração de tensão explícito com subincrementos. Modelos não lineares elástico (hiperbólico) e elastoplásticos (Camclay Modificado, Lade e Lade-Kim) são utilizados para representar o comportamento tensão-deformação-resistência do solo. As metodologias de ligar a gravidade e a proposta por Brown e Booker (1985) são usadas para simular numericamente, respectivamente, aterros e escavações. Análises preliminares de aterros e escavações são apresentadas nas quais pode-se observar que a resposta é função do tempo e altamente dependente do coeficiente de permeabilidade e da velocidade de solicitação. As situações drenada e não drenada são casos particulares de uma análise acoplada. Com respeito ao emprego da técnica de incremento automático de carga e tempo mostra-se que sua utilização é fundamental para definição do tamanho do incremento mais adequado a ser adotado na solução incremental-iterativa. Quanto ao algoritmo de integração de tensão adotado é mostrado que o erro cometido na verificação da condição de consistência diminui exponencialmente com o aumento do número de subincrementos. Por fim, o programa ANLOG é utilizado para análise da escavação experimental de Camboinhas (Silva, 1979). Comparações entre os deslocamentos numéricos e os de campo apresentam uma razoável concordância. Entretanto, as poro- pressões numéricas variam em torno de 10 por cento a 30 por cento do valor inicial, enquanto que no campo essa variação foi menor que 3 por cento. / [en] The main objective of this thesis consists on the development and application of a computational program, ANLOG (Non Linear Analysis of Geotechnical Constructions), to analyse geotechnical problems coupling flow and deformation, and considering constitutive non-linear relations for the soil modelling.At the global level, the solution of the non linear system of equations, generated by the FEM formulation of this problem, is done using the Newton-Raphson Modified method with automatic load and time increments. On the other hand, at the local level, the constitutive equations are integrated using the explicit algorithm of stress integration with sub steps. Non-linear models, elastic (hyperbolic) and elastoplastic (modified Camclay, Lade and Lade-Kim) are utilised to represent the stress-strain-strength behaviour of the soil. The procedures of turn on gravity and the one proposed by Brown and Booker (1985) are used to simulate numerically, respectively, embankments and excavations.Initial analyses of excavations and embankments are performed in which it can be observed that the response is a function of time and depends strongly on the permeability coefficient and the loading velocity. In particular, drained and undrained situations are special cases of a coupling analysis. With respect to the use of the automatic load and time increment, it is shown that its use is fundamental to define the best increment size to adopt in the incremental iterative solution. About the stress integration algorithm utilised, it is shown that the error in the consistency condition decreases exponentially with the number sub steps. Finally, the ANLOG program is used to analyse the experimental excavation of Camboinhas (Silva, 1979). Comparisons between numerical and field displacements present a reasonable agreement. However, the pore pressure given by the numerical simulation varied between 10 percent to 30 percent in relation to its initial value, whereas in the field this variation was smaller than 3 percent.

[pt] Curvas tensão × deformação sigmaxvarepsilon de um aço 1020 trabalhado a frio foram obtidas sob controle da taxa de deformação imposta no corpo de prova (e não da velocidade do pistão ou do travessão da máquina de testes), no intervalo 10-5 menor ou maior que Moeda menor ou igual 3 s-1. Este amplo conjunto de dados, tratado por um versátil programa desenvolvido para adquiri-los, filtrá-los e apresentá-los em tempo real, foi usado para verificar a adequação de diversos modelos propostos para descrever o efeito desta taxa, aplicando um algoritmo de otimização de Levenberg-Marquardt para ajustar os vários modelos estudados ao conjunto dos dados medidos. Este procedimento relativamente simples elimina os erros sistemáticos inerentes à prática tradicional de medir o efeito da taxa de deformação nas curvas s×e controlando a velocidade da carga, que podem ser particularmente relevantes nos corpos de prova de aço, cuja rigidez muitas vezes é pelo menos uma ordem de grandeza maior do que a da máquina de testes. / [en] Stressxstrain sigmaxvarepsilon curves of a cold worked 1020 steel were measured controlling the strain-rate imposed on the test specimens (and not the testing machine piston or load bean speed), in the range 10-5 less or equal E less or equal 3 s-1. This ample data set, properly treated by a versatile software developed to acquire, filter and present the data in real time, was used to verify the adequacy of several models proposed to describe the strain-rate influence, using an Levenberg-Marquardt optimization algorithm to fit the models to the ensemble of the measured data. This relatively simple procedure avoids the intrinsic systematic errors associated to the traditional practice of measuring the strain-rate effect on the sigmaxvarepsilon curves controlling the load speed, which may be particularly relevant when testing steel specimens, as their stiffness is many times at least an order of magnitude greater than those of the testing machines.

[pt] O eixo medial é uma descrição compacta de um objeto que preserva sua topologia e induz naturalmente uma discretização da sua forma como união de bolas. O estudo de união de bolas possui aplicações em diversas áreas da Matemática, em particular na Geometria Computacional onde se usa, por exemplo, para reconstrução de curvas e superfícies. Este trabalho pretende utilizar união de bolas para simular deformações a partir do eixo medial, apresentando conceitos e teoremas a fim de construir algoritmos para a extração do eixo medial em R3. A deformação será, então, definida por movimentos locais das bolas ao longo das direções do eixo medial. Este trabalho contém resultados com movimentos simples, em um programa que utiliza a biblioteca CGAL / [en] The medial axis is a compact description of an object that preserves its topology and naturally induces a discretisation of its forma in terms of union of balls. The study of union of balls has applications in various areas of Mathematics, in particular in Computational Geometry where it is used for curve and surface reconstruction. This work pretends to use union of balls in order to simulate deformations described on the medial axis. It introduces concepts and theorems in order to setup algorithms for medial axis extraction in R3. The deformation will thus be defined by local ball moves along the medial axis directions. This work contains results with simple movements, in a program that uses the CGAL library

[pt] Neste trabalho, apresentam-se modelos mecânicos para previsão da integridade estrutural de tubulações anelásticas conduzindo líquidos, submetidas a transientes hidráulicos. A descrição do fenômeno de transiente hidráulico é feita com base em duas formulações unidimensionais: uma acoplada e outra desacoplada. A formulação acoplada considera a interação dinâmica fluido-estrutura entre os movimentos do fluido e do tubo, enquanto que a desacoplada refere-se ao modelo tradicional de golpe de ariete. A integridade da tubulação é modelada com base na Mecânica do Dano Continuo. O comportamento anelástico da parede do tubo assim como o dano induzido pela deformação anelástica são descritos por uma teoria constitutiva com variáveis internas e forte respaldo termodinâmico. A teoria engloba um grande número de equações constitutivas encontradas na literatura e permite descrever diferentes respostas mecânicas numa mesma estrutura matemática. As equações resultantes para ambos os modelos - acoplado e desacoplado - formam um sistema não linear de equações diferenciais parciais hiperbólicas. Apesar da forte não linearidade, mostra-se que métodos numéricos clássicos podem ser empregados para resolver as equações quando se utiliza uma técnica de decomposição do operador. No trabalho, emprega-se entre outros o método de Glimm. Exemplos numéricos que retratam a evolução do dano induzida por transientes de pressão em tubulações elasto-viscopláticas são apresentados e analisados. Comparações realizadas entre as previsões dos modelos e entre simulações com e sem dano permitem, na análise, caracterizar as influências do acoplamento fluido-estrutura e do dano. / [en] This work presents mechanical models for structural failure prediction of compliant inelastic pipings conveying liquids, submitted to hydraulic transients. Hydraulic transients are described based on two, a coupled and an uncoupled, onedimensional formulations. The coupled formulation takes into account the dynamical fluid-structure interaction between fluid flow and pipewall motions, whereas the uncoupled one refers to the well-known waterhammer model. Piping integrity is modelled on the basis of the Continuum bamage Mechanics. Both pipewall inelastic mechanical behavior and damage induced by inelastic deformations are described by an internal variable constitutive theory with strong thermodynamical support. It encompasses a great number of constitutive equations found in the literature and allows the treatment of several different mechanical responses within a same mathematical framework. The resulting equations of both coupled and uncoupled transient models forma non linear system of hyperbolic partial differential equations. In spite of its strong non linearity, it is shown that classical numerical methods can be used for solving the equations whether a operator splitting technique is employed. Among others, Glimm s scheme has been used in this work. Numerical examples concerning the damage evolution induced by pressure transients in elasto-viscoplastic pipings are presented and analysed. Comparisons between the predictions of the models and simulations with and without damage are presented, so that the fluid-structure coupling and the damage influences on the analysis are investigated.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Curso de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T00:26:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294753.pdf: 2554120 bytes, checksum: c56d364da119486d65613d08b059b39d (MD5) / México é o centro de origem e diversidade do milho e, portanto, seu cultivo tem grande importância no país. Apresentando uma grande riqueza genética e representando o principal alimento e tem um valor cultural muito grande, o milho significa a "carne e o sangue" "o pai, a mãe e o filho". Por isto quando Quist e Chapela comprovaram em 2001, a introgressão de DNA transgênico em variedades nativas (sinônimo de crioulas), a reação da sociedade em geral foi de forte preocupação. Assim desenvolveram-se pesquisas com a finalidade de conhecer a extensão e a intensidade do fluxo e introgressão de transgenes em variedades nativas. Um destes estudos foi o estudo realizado por organizações sociais, agricultores e indígenas pertencentes à Rede em Defesa do milho. Membros da Rede identificaram no ano 2005, deformações nas plantas do milho nunca antes constatadas e suspeitaram que estas anormalidades fossem causadas pela presença de transgenes. Assim, neste contexto, o presente estudo buscou verificar a existência de uma relação entre a presença de transgenes e a aparição de novos fenótipos anormais em milho em cinco comunidades na região de Vales Centrais de Oaxaca. Foi amostrado tecido foliar de 500 plantas de milho nativo com fenótipos anormais e 500 com fenótipos normais. A análise de detecção de proteínas recombinantes foi feita por Kits comerciais ELISA e comparou-se a frequência da presença de proteínas recombinantes entre plantas de fenótipos distintos. Obteve-se presença de pelo menos um transgene em 17,9% das plantas amostradas, sendo a proteína Cry1Ab a de maior frequência entre as três proteínas testadas. Encontrou-se uma diferença estatisticamente significativa ao comparar-se a frequência de proteínas recombinantes em fenótipos anormais (117/500) com fenótipos normais (62/500). Ao testar os resultados de frequência de presença de proteínas recombinantes nos diferentes fenótipos, com o teste chi-quadrado e o teste de comparações emparelhadas encontrou-se uma diferença estatística significativa (P<0,001). Com base nos resultados obtidos com os testes de proteínas, discute-se a pertinência de utilizar critérios de determinação de resultados positivos à presença de proteínas recombinantes, que se ajustem às caracteristicas de variedades nativas. Sugere-se mais análises de modo a validar a relação entre a presença de transgenes e a maior proporção de fenótipos anormais. / Mexico is the center of origin and diversity of maize; its cultivation, therefore, has great importance in the country. Maize in Mexico presents a great genetic richness, is the main staple food and has a great cultural value. For Mexicans maize means their "flesh and blood" and it is considered as "father, mother and child". Therefore, when Chapela e Quist in 2001, showed the DNA introgression of transgenes in landraces, the reaction in all sectors of society was one of great concern. Thus, surveys were developed aiming to ascertain the extent and intensity of transgene flow and introgression in the landraces. Among these efforts is the study conducted by social organizations, farmers and indigenous people belonging to the Network in Defense of Maize. In 2005 members of this network identified abnormalities on maize plants that have never verified seen before. They suspected that these abnormalities could be caused by the presence of transgenes. Bearing this in mind, this study aims to verify the existence of a relationship between the presence of transgenes and the appearance of new abnormal phenotypes. For this purpose, a sample of 500 plants with abnormal phenotypes and 500 with normal phenotype was collected in five communities of the Central Valley region in Oaxaca. Detection of recombinant proteins was done by ELISA commercial kits and the frequency of presence of recombinant proteins between plants of both phenotypes was compared. The presence of at least one transgene in 17.9% of the 1000 sampled plant was observed and Protein Cry1Ab showed to be most frequent among the three tested proteins. When comparing the frequency of recombinant proteins in abnormal (117/500) and normal (62/500) phenotypes a statistically significant difference was found. The results of the recombinant proteins frequencies in different phenotypes, were then tested by chi-square test and pairwise comparisons, which showed statistical significance (P <0.001). In this study we discuss the relevance of using specific criteria for determining positive results to the presence of recombinant proteins, that fit the characteristics of native varieties. This study is the first systematic approach to uncovering a relationship between the presence of transgenes and phenotypic abnormalities in Mexican maize landraces. Further analysis to validate this relationship is suggested.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-22T21:38:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226784.pdf: 5654487 bytes, checksum: 94799dd30ebe8636553958bf964c437f (MD5) / Neste trabalho foi feita uma avaliação da eficácia do martelamento para a redução das distorções e o alívio de tensões em soldas envolvendo aços ferríticos e austeníticos. Para isto, foram utilizados quatro tipos eletrodos revestidos: E-7018, E-316-16, E-502-15 e E-505-15. A escolha destes metais de adição foi especialmente em função das diferenças metalúrgicas que existem entre eles, abrangendo assim desde um aço austenítico até aços com transformação martensítica. A metodologia escolhida para avaliar as tensões residuais foi a da distorção angular. A distorção foi medida em corpos de prova soldados sem martelamento e em corpos soldados e martelados em dois momentos diferentes depois de depositado cada cordão, isto para verificar os resultados do martelamento a dois níveis de temperatura diferentes. Os resultados do martelamento foram avaliados quanto à profundidade do encruamento e aos efeitos metalúrgicos nos metais de solda. Com isso pode-se concluir que: a) a deformação superficial, ou seja, a mossa impressa pelo processo de martelamento, atinge pequenas profundidades menores que 200 microns, sendo de fácil remoção por processos simples de esmerilhamento; b) o processo de martelamento mostrou-se eficaz para alívio de tensões principalmente para o metal de adição E-7018, tanto o executado a alta como o a baixa temperatura, não se notou diferença metalúrgica nos cordões que foram martelados e depois receberam o calor dos passes de solda subseqüentes; c) o metal de adição E-316L-16 mostrou-se muito sensível ao encruamento por deformação, atingindo altos valores de dureza, assim como uma grande profundidade de encruamento não sendo, portanto, adequado utilizar o martelamento nesse material; d) a transformação martensítica nas soldas realizadas com eletrodos E-502-15 e E-505-15 produziu uma forte redução da distorção angular, o que dificultou a comparação dos resultados obtidos com o martelamento em relação às tensões.

[pt] O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema de medição de deformações utilizando redes de Bragg em fibras ópticas. Experiências preliminares empregando um analisador de espectro óptico comprovaram que a relação entre deformação e translação espectral do sinal refletido pelo sensor é linear. Baseado neste princípio, foi proposto um circuito óptico para a demodulação do sinal. Este circuito, de construção simples e barata, utiliza uma rede de Bragg como sensor e outra, com largura espectral bem maior, como filtro óptico. Dois fotodetectores são responsáveis pela recepção do sinal e por tornar o sistema auto-compensável. Dois métodos de calibração do sistema, um numérico e outro experimental, são apresentados e testados. A partir dos resultados das experiências, sugestões são feitas no sentido de melhorar os métodos de calibração. A automatização das calibrações e medições é proposta e um método de separação de efeitos de temperatura e deformação mecânica é apresentado. / [en] The goal of the present work has been to develop a fiber Bragg grating strain sensor system. Experiments with an optical spectrum analyzer have confirmed that there is a linear relationship between the strain in the gratting and the shift of the central wave length reflected by the sensor. Based on this measurement principle, a simple and inexpensive optical circuit for demodulation of the sensor s reflected signal has been developed. Two photodetectors are employed in order to reduce the influence of power fluctuations of the optical source as well as of other losses. The measurement system has been calibrated both numerically and experimentally with satisfactory agreement. Suggestions are made in order to improve the calibration techniques, and a method for decoupling the temperature effects from the strain measurement is proposed.

[pt] Dentro dos métodos deformação de objetos tridimensionais, os que usam poliedros de controle permitem interações rápidas e intuitivas, e assim ganharam bastante interesse nos últimos anos. Essas técnicas expressam os pontos do objeto a partir dos vértices do poliedro de controle, por exemplo usando coordenadas baricêntricas e suas extensões.Assim, ao deformar o poliedro de controle, obtém-se deformações correspondentes sobre o modelo recalculando cada ponto do objeto a partir das novas posições dos vértices de controle. Devido ao grau de flexibilidade em sua construção, diferentes generalizações de coordenadas baricêntricas vem sendo propostas nos últimos anos para modelos 3D. Nesse trabalho apresentamos um estudo das recentes generalizações de coordenadas baricêntricas e as principais características das deformações em modelos em três dimensões obtidas com o uso de cada uma delas. Deduzimos desse estudo uma nova extensão de coordenadas baricêntricas que mantém a simplicidade do método original e corrige alguns dos seus defeitos. / [en] Within the thee-dimensional objects deformation techniques, the ones using control polyhedrons allow fast and intuitive interaction, and therefore gained considerable interest in recent years. Those techiques write the model points as function of the vertices of the control polyhedron, for exemple using barycentric coordinates or its extensions. This way, deforming the control polyhedron induces a corresponding strain on the model, recomputing each point of the object from the new positions of control vertices. To do so, due to the flexibility in its construction, different generalizations of barycentric coordinates has been proposed in recent years for 3D models. In this work, we present a study of recent generalizations of barycentric coordinates and the main characteristics of the resulting deformations of three-dimensional model. We deduce from this study a new extension of barycentric coordinates that retains the simplicity of the original method and fixes some of the its defects.