O presente trabalho propõe uma modelagem matemática simplificada que tem como foco o cálculo do módulo de elasticidade em matérias de fricção levando em consideração a porosidade. A modelagem proposta foi desenvolvida tendo como base a Lei das Misturas Modificada e os equacionamentos propostos por Spriggs e Kingery. Para simplificação do modelo, foi analisado um compósito com um aglomerante e um elemento de reforço. A escolha das matérias-primas levou em consideração os elementos mais utilizados em um material de fricção, desta forma o aglomerante utilizado foi uma resina fenólica e os agentes de reforço foram fibras de vidro e aramida. O equacionamento foi verificado utilizando dados empíricos. Para tanto, foram utilizados dois grupos de compósitos, um com resina fenólica e fibra de vidro e o outro com resina fenólica e fibra aramida. A verificação da influência das fibras no compósito foi feita variando o percentual de fibra, de 5% a 30% em peso, com um aumento de 5% entre as amostras. Os materiais foram confeccionados segundo o método de cura a quente sob pressão, seguido de tratamento térmico. Para a verificação das propriedades mecânicas foi realizado o teste de flexão a 3-pontos, segundo a norma ASTM D790,07. Em uma primeira análise, foi verificado o teor mínimo para que a fibra comece a atuar como reforço estrutural, e este para os dois grupos investigados foi de aproximadamente 2%, ou seja em todas as amostras as fibras estão atuando como elemento de reforço. O ensaio de porosidade seguiu a norma Volkswagen PV 3005 Por esse, foi possível verificar que para o compósito com fibra de vidro, quanto maior o teor de fibra, menor a porosidade apresentada pelo compósito. Para o compósito com aramida, a porosidade só diminui até 15%, após mantém-se constante. Este resultado pôde ser explicado pelo fato da aramida se apresentar na forma de polpa, dificultando a molhabilidade da resina. Como não há correlação linear entre porosidade e módulo de elasticidade para o compósito com fibra aramida, é proposto um modelo que seja apto à avaliação dos dois compósitos em questão. A utilização deste modelo visou a redução expressiva no tempo despendido e esforços de desenvolvimento de produtos, colaborando para a redução dos custos de projeto e aumento da competitividade destes produtos. A modelagem matemática simplificada proposta permitiu obter uma correlação entre o módulo de elasticidade e a porosidade. Os dados calculados através do modelo proposto concordam de forma satisfatória com os resultados experimentais. / The present work shows a simplified mathematical modeling focused on the modulus of elasticity in a friction material considering the inherent porosity of this material. The suggested model was developed based on the modified Law of Mixtures and equations proposed by Spriggs and Kingery. To obtain a simplified model a composite constituted of a binder and a reinforcement element was analyzed. Raw materials used in these tests were chosen based on raw materials most used in a friction industry, the binder used is a phenolic resin and reinforcing components are glass fiber and aramid fiber. The proposed model was verified based on the empirical data, analyzing two groups of composite material, one with a phenolic resin and fiber glass and another one with phenolic resin and aramid fiber. To understand the influence of the reinforcing components in the composite, the percentage of fibers was varied from 5% to 30%, the difference between samples is 5%. The materials were manufactured using the process typically used for friction materials, heat curing under pressure followed by heat treatment. The samples were tested under 3-points bending test procedure, according to ASTM D790-07 standard. In a preliminary analysis the minimum fraction of fiber that works as a reinforcing component is 2%, according to critical volume equation. Then in all the samples analyzed the fibers are acting as reinforcement elements. The porosity test was made according to VW PV 3005 standard Using this method, it was possible to verify that increasing the percentage of glass fiber the percentage of porosity decrease. For the aramid composite the percentage of porosity decreases up to 15% of fiber, from this point the value is kept constant. This result can be explained if we consider the fact that the aramid fiber is used in the pulp form, hindering the wettability of the resin. Since there is no linear correlation between porosity and elastic modulus for the composite with aramid fiber, it is proposed a model that is able to appraisal the two composites in question. The use of this model aims a significant reduction in time spent and resources on development, helping to reduce the project cost and increasing the product competitiveness. The simplified mathematical model proposed supported a correlation between modulus of elasticity and porosity. Data calculated by the proposed model agrees satisfactorily with the experimental results.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-24Bitstream added on 2014-06-13T19:01:19Z : No. of bitstreams: 1 almeida_lh_dr_bauru_prot.pdf: 5007545 bytes, checksum: 41716fcc83b2b706362664ae94c57d9b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Desde a antiguidade o homem busca materiais que possam substituir parcial ou totalmente tecidos do corpo humano. Os materiais metálicos mais utilizados com essa finalidade se enquadram em três grupos: os aços inoxidáveis, as ligas a base de cobalto e as ligas a base de titânio, esta última com destaque em relação às outras duas. As ligas de titânio são classificadas de acordo com a fase estável à temperatura ambiente, podendo ser α, α + β e β. A liga comercialmente mais utilizada em implantes é a Ti-6A1-4V, uma liga tipo α + β, porém estudos mostraram que os elementos A1 e V apresentam alguns efeitos tóxicos. Visando contornar esse problema, tem sido desenvolvidas ligas sem a presença destes elementos e que apresentem propriedades adequadas para a sua utilização como biomaterial. Dentre os diferentes tipos de ligas de titânio, as ligas do tipo β têm um futuro promissor, pois são as ligas que apresentam menores valores de módulo de alasticidade. A liga Ti-35Nb-7Zr5Ta se destaca, pois tem o menor módulo de elasticidade dentre elas, 55 GPa. As propriedades mecânicas destes materiais são fortemente relacionadas com o seu processamento térmico e mecânico, bem como a presença de elementos intersticiais como H, O, N e C. Este trabalho teve como objetivo estudar a influência de elementos intersticiais em solução sólida nas propriedades físicas, mecânicas e biocompatibilidade da liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta. Para isso foram realizadas medidas de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e análises químicas, objetivando a caracterização das amostras. Foram realizados ensaios de citotoxicidade direta e indireta, espectroscopia mecânica e tratamentos térmicos, além de dopagem com oxigênio nas amostras, para verificar que influência os elementos intersticiais acarretariam nas propriedades físicas e biocompatibilidade desta liga... / Since the antiquity the man searches for materials that can substitute partially or totally tissues of the human body. The metallic materials more used with that purpose are in three groups: the stainless steels, the cobalt based alloys and the titanium based alloys, this last one with prominence in relation to the other ones two. The titanium alloys are classified in agreement with the stable phase to the room temperature, could be, α, α + β e β. The commercially more used alloy in implants it is Ti-6A1-4V, a α + β type alloy, even so studies showed that the elements A1 and V present some toxicant effects. Seeking to solve that problem, it has been development alloys without the presence of these elements and that present properties adapted for its use as biomaterial. Among the different types of titanium alloys, the β type have a promising future, because they are the alloys that present smaller values of elasticity modulus. The Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloys stands out, therefore it has the smallest elasticity modulus among them 55 GPa. The mechanical properties of these materials are strongly related with its thermal and mechanical processing, as well as the presence of interstitial elements as H. O. N and C. This work had as objective to study the influence of interstitial elements (in solid solution) in the physical and mechanical properties, and biocompatibility of the Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloy. For that, measures of X-ray diffaction X, scanning electron microscopy and chemical analyses were performed, objectifying the characterization of the samples. Tests of direct and indirect cytotoxicity, mechanical spectroscopy and heat treatments were made, besides of doping the samples with oxygen, to verify that influence the interstitial elements have in the physical properties and biocompatibility of this alloy. In the cytotoxicity tests the samples not presented toxic effect... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-05-27Bitstream added on 2014-06-13T21:02:10Z : No. of bitstreams: 1 pyles_md_dr_botfmvz.pdf: 1285768 bytes, checksum: c7e043fd85c25b169c8a9bb3a6e24772 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da aplicação de ondas de choque extracorpóreas no osso terceiro metacarpiano de equinos hígidos através da determinação da elasticidade óssea. Para tanto, foram utilizados 20 equinos da raça Puro Sangue Inglês, machos e fêmeas, com dois anos de idade, clinicamente sadios e em início de treinamento, sendo selecionados quanto ao estado de higidez com especial atenção quanto à integridade do aparelho locomotor. No D0, dia zero do experimento, todos os animais foram submetidos à avaliação da elasticidade óssea realizada no osso terceiro metacarpiano. Os animais foram divididos aleatoriamente em dois grupos de dez animais em cada (Grupo Controle e Grupo Tratamento). A aplicação da terapia com ondas de choque extracorpóreas (ESWT) foi realizada no membro torácico direito dos animais do Grupo Tratamento, na região coincidente à da avaliação da elasticidade óssea e para tanto foi utilizado aparelho para terapia de ondas extracorpóreas com densidade de fluxo de energia de 0,15 mJ/mm2 e 2000 pulsos com sonda E6R20, com a característica do foco da onda de choque de 20mm. As aplicações da ESWT foram repetidas a cada 21 dias totalizando três sessões (D0, D21 e D42). A análise da determinação da elasticidade óssea, além do D0, foi realizada no 21o dia após a primeira aplicação, no 21o dia após a segunda aplicação e no 30o dia após a terceira aplicação de ESWT (D21, D42 e D72). A média da velocidade ultrassonográfica (SOS) diferiu entre os grupos no D21, D42 e D72, sendo que os animais do Grupo Tratamento apresentaram menor densidade mineral óssea após as aplicações da ESWT. Houve diferença também à análise da massa óssea (Z-Score) entre os grupos no D21 e D42, quando... / The purpose of this study was to evaluate the effects of extracorporeal shock waves in third metacarpus bone from healthy horses by determination of bone elasticity. It were used 20 Thoroughbred horses, male and female, with two years old, clinically healthy and on top of training, selected as healthy state and special attention on the integrity of the locomotor system. At D0, day zero of the experiment, all animals were submitted to evaluation of bone elasticity held in the third metacarpus bone. The animals were randomly divided into two groups of ten animals (Control Group and Treatment Group). The application of extracorporeal shock wave therapy (ESWT) was performed on the right forelimb of the animals in the Treatment group in the same location evaluated for bone elasticity and extracorporeal therapy of waves was applied with 0.15mJ/mm2 energy flux density and 2000 pulses with E6R20 probe, with focus feature of the shock wave of 20mm. The applications of ESWT were repeated every 21 days, a total of three sessions (D0, D21 and D42). The analysis of bone elasticity determination was realized at D21, D42 and D72. The average speed ultrasound (SOS) differed between groups at D21, D42 and D72, and the animals from treatment group had lower bone mineral density after applications of ESWT. There was also difference in the analysis of bone mass (Z-Score) between the groups at D21 and D42, where animals from treatment group showed a significant decrease in bone mass. The risk of fracture were higher in animals from treatment group at D21. It was concluded that ESWT is able to promote change in bone mineral density.

Dans cette thèse, on a étudié les effets provoqués par des changements de composition et de température sur la structure et les propriétés des verres des systèmes TiO₂-SiO₂ et Na₂O-TiO₂-SiO₂. On a également examiné la réponse des verres du système Na₂O-TiO₂-SiO₂ à la déformation plastique. On a fabriqué des verres (x)TiO₂-(1-x)SiO₂ par le procédé sol-gel avec des compositions de 0 ≤ x ≤ 10 mol%, puis on les a comparés avec des verres commerciaux fabriqués par la déposition provoquée par l'hydrolyse à la flamme x = 0 ; 5,4 ; et 8,3 mol%. On a fabriqué des verres (x) Na₂O - (y) TiO₂ - (1-x-y) SiO₂ avec x = 10, 15, 20, et 25 mol% et y = 4, 7, and 10 mol% par trempage depuis l'état fondu. On a mesuré la densité des verres en utilisant le principe d'Archimède et on a mesuré l'indice de réfraction des verres par prisme coupleur. On a évalué la température de transition vitreuse des verres Na₂O-TiO₂-SiO₂ par analyse thermique différentielle. On a étudié la structure et les modules d'élasticité par spectroscopie Raman et par diffusion Brillouin, respectivement, à température ambiante et in situ jusqu'à 1 200 °C pour les verres TiO₂-SiO₂ et jusqu'à 800 °C pour les verres Na₂O-TiO₂-SiO₂. On a constaté que le module de Young des verres TiO₂-SiO₂ a diminué de 72GPa à 66 GPa avec l'addition de 8,3 mol% TiO₂, et que le module de Young des verres 10 Na₂O - (0-10) TiO₂-SiO₂ a augmenté de 65 GPa à 73 GPa avec l'addition de 10 mol% TiO₂. On a vu que l'addition de TiO₂ aux verres TiO₂-SiO₂ a décalé les sommets du spectre Raman de 460, 490, et 600 cm-1 aux fréquences plus basses, ce qui suggère un réseau structural plus ouverte et flexible ; et que l'addition de TiO₂ aux verres Na₂O-TiO₂-SiO₂ a décalé les sommets du spectre Raman 720, 800, et 840 cm-1 aux fréquences plus élevées, ce qui suggère une réduction de volume libre et un réseau structural plus rigide. L'addition de TiO₂ n'a que peu d'effet sur la réponse thermique des modules élastiques des deux systèmes, mais elle diminue l'expansion thermique et augmente les décalages de fréquences des sommets Raman de 950 and 1100 cm-1 du système TiO₂-SiO₂, alors que l'expansion thermique du système Na₂O-TiO₂-SiO₂ augmente avec les premières additions de TiO₂ et puis reste constante. Les changements de structure et de propriétés liés à la composition sont examinés, et des modèles structuraux sont proposés. La réduction d'expansion thermique et des modules d'élasticité des verres TiO₂-SiO₂ se produit par la promotion des rotations coopératives inter-tétraèdres facilitées par les liaisons Ti-O plus longues et plus faibles. L'augmentation des modules d'élasticité des verres Na₂O-TiO₂-SiO₂ est due à la formation de petits groupes avec des concentrations élevées de Na et Ti, produit par l'adoption de Ti d'une coordination quintuple d'une géométrie de pyramide à base carrée. Ces petites « globules » protègent le réseau silice des oxygènes non-pontants tout en augmentant la densité des liaisons du verre. On a étudié la réponse des verres Na₂O-TiO₂-SiO₂ au dommage mécanique et la déformation plastique par des essais d'indentation Vickers de charges de 10 mN to 49 N. La dureté de fracture a été mesurée sur éprouvette préfissurée sur une seule face (méthode SEPB). On a examiné les volumes de déformation permanente auprès des indentations Vickers par microscopie à force atomique. Les indentations Vickers ont changé d'un mélange de radial/médian et des fissures coniques à un mélange de radial/médian et des fissures latérales, suivant l'augmentation du coefficient de Poisson. Avec la croissance du coefficient de Poisson, la dureté de verre diminue de 5,5 GPa à 4,5 GPa ; la longueur moyenne de fissure radial/médian double, à peu près ; et la dureté de fracture reste constante. Le volume de verre déformé par l'écoulement de cisaillement augmente petit à petit avec l'augmentation du coefficient de Poisson et devient plus grand que le volume densifié à ν =0,237. / The responses of structure and properties to composition and temperature have been investigated for glasses in TiO₂-SiO₂ and Na₂O-TiO₂-SiO₂ systems. Additionally, the response of Na₂O-TiO₂-SiO₂ glasses to plastic deformation has been studied. (x)TiO₂-(1-x)SiO₂ glasses were prepared through the sol-gel process with compositions 0 ≤ x ≤ 10 mol% and compared to commercial glasses prepared through flame hydrolysis deposition with x = 0, 5.4, and 8.3 mol%. (x) Na₂O - (y) TiO₂ - (1-x-y) SiO₂ glasses were prepared with x = 10, 15, 20, and 25 mol% and y = 4, 7, and 10 mol% through a melt-quench process. Density and index of refraction of glasses was measured through the Archimedes's method and using a prism coupler, respectively. The glass transition temperature of Na₂O-TiO₂-SiO₂ glasses was measured through differential thermal analysis. The structure and elastic moduli have been studied through Raman spectroscopy and Brillouin light scattering, respectively, at room temperature and in-situ up to 1200 °C for TiO₂-SiO₂ glasses and up to 800 °C for Na₂O-TiO₂-SiO₂ glasses. Young's modulus was observed to decrease from 72 GPa to 66 GPa with the addition of 8.3 mol% TiO₂ in TiO₂-SiO₂ glasses and to increase from 65 GPa to 73 GPa with the addition of 10 mol% TiO₂ in 10 Na₂O - (0-10) TiO₂-SiO₂ glasses. The addition of TiO₂ was observed to shift the 460, 490, and 600 cm-1 Raman peaks to lower frequencies in TiO₂-SiO₂ glasses, suggesting a more open and flexible network, and the 720, 800, and 840 cm-1 Raman peaks to higher frequencies in Na₂O-TiO₂-SiO₂ glasses, suggesting a lower free volume and stiffer network. The addition of TiO₂ has little effect on the temperature response of the elastic moduli in either system, but decreases the thermal expansion and increases the frequency shifts in the 950 and 1100 cm-1 Raman peaks in the TiO₂-SiO₂ system while the thermal expansion increases with initial additions of TiO₂ and then remains constant in the Na₂O-TiO₂-SiO₂ system. Changes in structure and property with composition have been discussed, and structural models were proposed. The reduction of thermal expansion and elastic moduli in TiO₂-SiO₂ glasses occurs through the promotion of cooperative, inter-tetrahedral rotations facilitated by the longer and weaker Ti-O bonds. The increase in elastic moduli in the Na₂O-TiO₂-SiO₂ glasses occurs through the formation of small clusters with local, relatively high Ti and Na concentrations, promoted by Ti adopting a five-fold coordination in a square-pyramidal geometry. These clusters work to shield the silica network from non-bridging oxygens from the presence of Na while simultaneously increasing the volume bond density of the glass. For Na₂O-TiO₂-SiO₂ glasses, the response to mechanical damage and plastic deformation has been examined through Vickers indentation experiments at loads from 10 mN to 49 N. Fracture toughness was measured through the single-edge precracked beam method. The permanent deformation volumes around Vickers indents were investigated through atomic force microscopy. Critical loads for crack initiation and cracking patterns were systematically investigated and correlated with the elastic properties of glass. Vickers indents were observed to change from a mixture of radial/median and cone cracks to radial/median and lateral cracks as Poisson's ratio increases. As Poisson's ratio increases hardness decreases from 5.5 GPa to 4.5 GPa, the average radial/median crack length roughly doubles, and fracture toughness remains constant. A minimum in the critical crack initiation load was observed at ν = 0.21-0.22. The volume of glass deformed through shear flow increases gradually with increasing Poisson's ratio, becomes larger than the densified volume at ν =0.237.

nÃo hà / Fatores econÃmicos estÃo levando ao aumento das infraestruturas e instalaÃÃes de fornecimento de computaÃÃo como um serviÃo, conhecido como Cloud Computing ou ComputaÃÃo em Nuvem, onde empresas e indivÃduos podem alugar capacidade de computaÃÃo e armazenamento, em vez de fazerem grandes investimentos de capital necessÃrios para a construÃÃo e instalaÃÃo de equipamentos de computaÃÃo em larga escala. Na nuvem, o usuÃrio do serviÃo tem algumas garantias, tais como desempenho e disponibilidade. Essas garantias de qualidade de serviÃo (QoS) sÃo definidas entre o provedor do serviÃo e o usuÃrio e expressas por meio de um acordo de nÃvel de serviÃo (SLA). Este acordo consiste de contratos que especificam um nÃvel de qualidade que deve ser atendido e penalidades em caso de falha. Muitas empresas dependem de um SLA e estas esperam que os provedores de nuvem forneÃam SLAs baseados em caracterÃsticas de desempenho. Contudo, em geral, os provedores baseiam seus SLAs apenas na disponibilidade dos serviÃos oferecidos. Sistemas de gerenciamento de banco de dados (SGBDs) para computaÃÃo em nuvem devem tratar uma grande quantidade de aplicaÃÃes, tenants ou inquilinos. Abordagens multi-inquilino tÃm sido utilizadas para hospedar vÃrios inquilinos dentro de um Ãnico SGBD, favorecendo o compartilhamento eficaz de recursos, alÃm de gerenciar uma grande quantidade de inquilinos com padrÃes de carga de trabalho irregulares. Por outro lado, os provedores em nuvem devem reduzir os custos operacionais garantindo a qualidade. Neste contexto, uma caracterÃstica chave à a replicaÃÃo de banco de dados, que melhora a disponibilidade, desempenho e, consequentemente, a qualidade do serviÃo. TÃcnicas de replicaÃÃo de dados tÃm sido usadas para melhorar a disponibilidade, o desempenho e a escalabilidade em diversos ambientes. Contudo, a maior parte das estratÃgias de replicaÃÃo de banco de dados tÃm se concentrado em aspectos de escalabilidade e consistÃncia do sistema com um nÃmero estÃtico de rÃplicas. Aspectos relacionados à elasticidade para banco de dados multi-inquilino tÃm recebido pouca atenÃÃo. Estas questÃes sÃo importantes em ambientes em nuvem, pois os provedores precisam adicionar rÃplicas de acordo com a carga de trabalho para evitar violaÃÃo do SLA e eles precisam remover rÃplicas quando a carga de trabalho diminui, alÃm de consolidar os inquilinos. Visando solucionar este problema, este trabalho apresenta RepliC, uma abordagem para a replicaÃÃo de banco de dados em nuvem com foco na qualidade do serviÃo, elasticidade e utilizaÃÃo eficiente dos recursos por meio de tÃcnicas multi-inquilino. RepliC utiliza informaÃÃes dos SGBDs e do provedor para provisionar recursos de forma dinÃmica. Com o objetivo de avaliar RepliC, experimentos que medem a qualidade de serviÃo e elasticidade sÃo apresentados. Os resultados destes experimentos confirmam que RepliC garante a qualidade com uma pequena quantidade de violaÃÃo do SLA enquanto utiliza os recursos de forma eficiente. / Fatores econÃmicos estÃo levando ao aumento das infraestruturas e instalaÃÃes de fornecimento de computaÃÃo como um serviÃo, conhecido como Cloud Computing ou ComputaÃÃo em Nuvem, onde empresas e indivÃduos podem alugar capacidade de computaÃÃo e armazenamento, em vez de fazerem grandes investimentos de capital necessÃrios para a construÃÃo e instalaÃÃo de equipamentos de computaÃÃo em larga escala. Na nuvem, o usuÃrio do serviÃo tem algumas garantias, tais como desempenho e disponibilidade. Essas garantias de qualidade de serviÃo (QoS) sÃo definidas entre o provedor do serviÃo e o usuÃrio e expressas por meio de um acordo de nÃvel de serviÃo (SLA). Este acordo consiste de contratos que especificam um nÃvel de qualidade que deve ser atendido e penalidades em caso de falha. Muitas empresas dependem de um SLA e estas esperam que os provedores de nuvem forneÃam SLAs baseados em caracterÃsticas de desempenho. Contudo, em geral, os provedores baseiam seus SLAs apenas na disponibilidade dos serviÃos oferecidos. Sistemas de gerenciamento de banco de dados (SGBDs) para computaÃÃo em nuvem devem tratar uma grande quantidade de aplicaÃÃes, tenants ou inquilinos. Abordagens multi-inquilino tÃm sido utilizadas para hospedar vÃrios inquilinos dentro de um Ãnico SGBD, favorecendo o compartilhamento eficaz de recursos, alÃm de gerenciar uma grande quantidade de inquilinos com padrÃes de carga de trabalho irregulares. Por outro lado, os provedores em nuvem devem reduzir os custos operacionais garantindo a qualidade. Neste contexto, uma caracterÃstica chave à a replicaÃÃo de banco de dados, que melhora a disponibilidade, desempenho e, consequentemente, a qualidade do serviÃo. TÃcnicas de replicaÃÃo de dados tÃm sido usadas para melhorar a disponibilidade, o desempenho e a escalabilidade em diversos ambientes. Contudo, a maior parte das estratÃgias de replicaÃÃo de banco de dados tÃm se concentrado em aspectos de escalabilidade e consistÃncia do sistema com um nÃmero estÃtico de rÃplicas. Aspectos relacionados à elasticidade para banco de dados multi-inquilino tÃm recebido pouca atenÃÃo. Estas questÃes sÃo importantes em ambientes em nuvem, pois os provedores precisam adicionar rÃplicas de acordo com a carga de trabalho para evitar violaÃÃo do SLA e eles precisam remover rÃplicas quando a carga de trabalho diminui, alÃm de consolidar os inquilinos. Visando solucionar este problema, este trabalho apresenta RepliC, uma abordagem para a replicaÃÃo de banco de dados em nuvem com foco na qualidade do serviÃo, elasticidade e utilizaÃÃo eficiente dos recursos por meio de tÃcnicas multi-inquilino. RepliC utiliza informaÃÃes dos SGBDs e do provedor para provisionar recursos de forma dinÃmica. Com o objetivo de avaliar RepliC, experimentos que medem a qualidade de serviÃo e elasticidade sÃo apresentados. Os resultados destes experimentos confirmam que RepliC garante a qualidade com uma pequena quantidade de violaÃÃo do SLA enquanto utiliza os recursos de forma eficiente.

Ultrassonografia (US) é usada por médicos para ajudar em diagnósticos e intervenções. Ela fornece uma visada tomográfica de órgãos internos como, por exemplo, pâncreas aorta, fígado, bexiga, rins e baço. O médico pode utilizar a US para realizar apenas uma avaliação visual ou pode também comprimir o tecido para analisar a dinâmica, uma vez que a elasticidade da lesão pode estar relacionada à patologias. Consequentemente, diversos procedimentos computacionais vem sendo desenvolvidos com o intuito de fornecer ao médico informações acerca das propriedades elásticas do tecido. Entretanto, uma avaliação completa e objetiva dos procedimentos computacionais sobre US pode ser dificultada pelo difícil acesso a imagens com as propriedades desejadas ou pela falta de padrão-ouro para ser utilizado como referência. Portanto, nós desenvolvemos uma ferramenta capaz de criar phantoms numérico que imitam a compressão induzida por um médico através de um transdutor. A deformação do tecido é baseada em método doe elementos finitos e o deslocamento dos espalhadores é calculado usando isomorfismo linear. Depois do deslocamento dos espalhadores, Field II foi utilizado para simular o ruído Speckle. Assim, foi possível a criação de uma sequência de imagens de US com deformação realística. Este método foi implementado em Matlab e está disponível para download sem custos. A deformação do phantom foi validada através da medição de contraste de compressão em phantoms de duas camadas. Uma atenção especial foi dada a doenças cardiovasculares devido ao impacto que essas patologias causam no cenário médico do Brasil e do mundo. Nas últimas décadas, a prevalência de patologias cardiovasculares têm crescido progressivamente e se tornou uma séria questão de saúde pública. Elas estão entre as maiores causas de mortes, internações e gastos com saúde. Na prática intervencionista, o ultrassom intravascular (IVUS) é utilizado para obter informações do vaso sanguíneo e de eventuais patologias. Portanto, foi desenvolvida também uma simulação numérica de phantoms de IVUS. A simulação do vaso sanguíneo também se baseou em método dos elementos finitos e isomorfismo linear. Contudo, uma simulação confiável de IVUS deve considerar o caminho do cateter no interior do vaso sanguíneo, porque isto determina a posição do transdutor. Portanto, nós desenvolvemos um novo método, baseado em equilíbrio de forças, para determinar a posição de menor energia do cateter. O método foi validado através da comparação da posição estimada com a posição de um fio-guia de aço real e apresentou erro quadrático médio e média Hausdorff menor que 1 mm para ambos. Foram utilizados dois métodos diferentes para rastrear e estimar a deformação de determinadas estruturas no tecido: Optical Flow e 2D Block Matching. Foi aplicado uma implementação inovadora de 2D Block Matching com interpolação sub-pixel linear e propagação de deslocamento. Posteriormente, a validação será feita comparando-se a o movimento estimado com o padrão-ouro numérico utilizado para construir a simulação. O 2D block matching forneceu resultados melhores que o optical flow. Após a análise em phantoms numéricos, equipamento real de ultrassom foi utilizado para aquisição de imagens modo-B de phantoms físicos. Então, nós realizamos a estimativa do movimento das estruturas para analisar as propriedades morfológicas e dinâmicas do tecidos. Os resultados obtidos foram comparados com a elastografia fornecida pelo equipamento. Em acordo com os resultados obtidos na simulação numérica, o 2D block matching novamente apresentou resultados melhores que o optical flow. Finalmente, os dois métodos de rastreamento foi aplicada em imagens simuladas de IVUS, que foram divididas em 2 conjuntos de quadros. O primeiro conjunto, S1, continha todos os quadros da sequência de IVUS e o segundo conjunto, S2, continha apenas os quadros correspondentes a uma fase específica do ciclo cardíaco. Sendo assim, foi analisado o balanço entre o impacto do movimento cardíaco e a taxa de quadros. Para os pontos localizados nas bordas dos objetos, Optical flow teve um bom desempenho para ambos S1 e S2. Em regiões homogêneas, entretanto, o optical flow foi capaz de rastrear os pontos em S2, sugerindo que é melhor o trabalho com movimento cardíaco reduzido em detrimento da taxa de quadros, tal qual a aquisição de IVUS engatilhado por ECG. Já o 2D block matching apresentou um mau rastreamento para todos os pontos selecionados. Além da simulação da aquisição de ultrassonografia com deformação e do rastreamento de estruturas, também desenvolvemos uma nova técnica de filtragem capaz de remover a textura speckle sem borrar as bordas. A técnica proposta apresentou os melhores resultados quando comparados com outros nove filtros da literatura. Foi desenvolvida também uma nova métrica que utiliza o ruído speckle da própria imagem para fornecer um parâmetro que pode ajudar o usuário a decidir o tamanho da janelo de um filtro. / Ultrasonography (US) is used by physicians to help on diagnosis and interventions. It provides tomographic views of inner organs such as pancreas, aorta, inferior vena cava, liver, gall bladder, bile ducts, kidneys and spleen. The physician may utilize US to perform only a visual assessment or may also compress the tissue to analyze its dynamics, since lesion elasticity may be related to dangerousness. Consequently, several computational procedures have been developed in order to provide information about the elastic properties of the tissue. However, a thorough and objective evaluation of US computational procedures may be hindered by the difficult access to US images with the desired features and the lack of gold-standard parameters. Therefore, we developed a tool that is able to create numeric phantom that mimics the compression induced by physician with the transducer. The tissue deformation was based on finite elements method and the displacement of the scatterers were calculated using linear isomorphism. After the scatterer displacement, Field II was used to simulate the speckle noise. Thus, it is possible to create a sequence of US images with realistic deformation. This technique was implemented in Matlab and is available for free download. The phantom deformation was validated by measuring the strain contrast from double-layered phantoms. Special attention was given to cardiovascular diseases due to their impact on Brazilian and world populations. During the last decades, the prevalence of cardiovascular pathologies has increased progressively, and has become a serious public health problem. They are among the major causes of death, hospitalizations and health expenses. In interventionist practice, intravascular ultrasound (IVUS) is used to obtain information about blood vessels and eventual pathologies. Therefore, we also created numeric IVUS phantoms. The simulation of the blood vessel was also based in finite elements method with linear isomorphism. However, a reliable IVUS simulation must consider the catheter path inside the blood vessel, because it determines the position of the transducer. Hence, we developed a new method, based on equilibrium of forces, to determine the minimum energy position of the catheter. The method was validated by comparing its position with the position of a real stainless steel IVUS guidewire and presented root mean squared error and Hausdorff mean smaller than 1 mm for both. We used two different techniques to track and estimate deformation of different structures in the simulated US images, namely, Optical Flow and 2D Block Matching. We applied an innovative implementation of 2D block matching with sub-pixel linear interpolation and displacement propagation. Then, the estimated deformation from both methods were compared with the numeric gold-standard, and 2D block matching presented better results than optical flow. After the work with numeric phantoms, real US equipment was utilized to acquire B-mode images from a physical phantom. Then, we performed the movement estimation of the imaged tissue to analyze its morphological and dynamic properties. The results were compared to the elastography images provided by the US equipment. In accordance with the results from the numeric simulation, 2D block matching presented better results than Optical flow. Finally, we performed the two speckle tracking on a set of numerically simulated IVUS images, where the images were divided into two sets of frames. The first set, S1, contained all the frames from the IVUS sequence and the second set, S2, contained only the frames corresponding to a specific phase of the cardiac cycle. Thus, we analyzed the trade-off between the impact of the cardiac motion and low frame rate. For the points located at the edges of the object, optical flow had a good performance for both S1 and S2. In homogenous regions, however, optical flow was able to track the points only in S2, suggesting that it is better to work with low frame rate and reduced cardiac motion, as in EKG-triggered IVUS acquisition. 2D block matching presented poor results in all points of both S1 and S2. Besides the simulation of ultrasound acquisition with deformation and structure tracking, in this work, we also developed a new filtering technique that is able to remove the speckle texture without blurring the edges. The proposed filter presented the best results when compared to other nine filters from the literature. We also developed a metric that uses the speckle texture of the image to provide a parameter that may help the user decide the size of the window of the filter.

Universidade Federal do Cearà / O Brasil està entre as vinte maiores economias no mundo. Durante o sÃculo XX, o seu PIB cresceu em mÃdia 4,9% a.a.. Todavia, o paÃs apresenta um elevadÃssimo Ãndice de desigualdade de renda, que associado a altas taxas de pobreza em sua populaÃÃo, o coloca como uma naÃÃo com sÃrios problemas sociais. Este trabalho visa analisar a relaÃÃo entre Pobreza, Crescimento EconÃmico e Desigualdade de renda, enfatizando as estimativas das elasticidades da renda mÃdia e da concentraÃÃo de renda em relaÃÃo à pobreza no Brasil e em suas regiÃes apÃs o plano real, buscando identificar qual o instrumento mais eficiente na reduÃÃo dos indices de pobreza: o aumento da renda mÃdia ou a diminuiÃÃo da desigualdade. Os procedimentos metodolÃgicos utilizados baseiam-se em estudos feitos por Ravallion e Chen (1997) e Adams Jr. (2004), utilizando modelos economÃtricos com dados em painel. Os modelos propostos utilizam cinco indicadores de pobreza: P(0) â ProporÃÃo de Pobres, P(1) Hiato de Pobreza, P(2) â Hiato QuadrÃtico, Ãndice de Sen e Ãndice de Wattts, como variÃveis dependentes. Analisando as elasticidades verifica-se que hà uma relaÃÃo indireta entre a pobreza e o crescimento econÃmico, dado que, mantendo-se o mesmo nÃvel de desigualdade, se houver crescimento econÃmico haverà reduÃÃo no Ãndice de pobreza, e uma relaÃÃo direta entre a pobreza e a desigualdade, pois, nÃo havendo alteraÃÃo na renda mÃdia, e haja melhor distribuiÃÃo desta, a pobreza irà diminuir. Os resultados obtidos revelam que as elasticidades pobreza-desigualdade sÃo superiores Ãs elasticidades pobreza-renda, e as diferenÃas regionais sÃo evidenciadas quanto aos nÃveis de pobreza e desigualdade, destacando-se as regiÃes Norte e Nordeste com os menores Ãndices de elasticidade. / Brazil is among the twenty greatest economies in the world. During the twentieth century, its GDP grew in average 4.9% per year. However, the country presented a high level of income inequality, which associated to the high poverty levels in its population, places it as a nation with serious social problems. This work, aims to analyze the relation between poverty, economical growth and income inequality, emphasizing the estimates of elasticity of the average income and the income concentration related to the poverty in Brazil and in its regions after the âRealâ economical plan, attempting to identify which instrument is more efficient in the reductions of poverty levels: the increase of the average income or the decrease of inequalities. The methodology procedures used herein, were based on studies done by Ravallion and Chen (1997) and Adams Jr. (2004), using econometric models with data on panel. The proposed models use five indicators of poverty P(0) â Poverty Proportions, P(1)- Poverty Gap-P(2) Quadratic Gap, Index of SEN and Index of Watts, as dependent variables. Analyzing the elasticities, we notice that there is an indirect relation between poverty and the economical growth, considering that the same level of inequality is maintained, if there is economical growth there will be reduction in the index of poverty and a direct relation between poverty and inequality, therefore, the poverty will decrease. The obtained results reveal that the elasticity: poverty-inequality are greater than the elasticity: poverty income, and the regional differences are evidenced according to the level of poverty and inequality, detaching the northern and northeastern regions with lower indexes of elasticity.

In paleomagnetism, practical measurements are rarely made using perfect, isolated, single-phase, ferromagnetic crystals. Experimental observations are typically made using magnetic materials formed by a variety of natural processes. In this thesis, we will look at bridging the gap between current numerical modelling capability and experimental observations. First, we work towards micromagnetic modelling of multi-phase magnetic materials, including magnetostriction, embedded in a rocky matrix, along with crystal defects. We present a derivation of the Boundary Element Method formulation used by the micromagnetics package, MERRILL, and provide an extension of this from single-phase materials to multi-phase. After discussing issues with previous approaches to modelling magnetostriction, we derive and present a more robust and flexible approach. This model of magnetostriction is suitable for non-uniformmagnetizations, for multi-phase materials, and for arbitrary boundary conditions, and can be incorporated into MERRILL.We then outline a method for extending our model to materials embedded in an infinite elastic matrix of arbitrary elasticity. Finally, we present a method for modelling the magnetic response of a material due to crystal defects, along with a concrete example of a magneto-dislocation coupling energy at a magnetite-ilmenite boundary where stress due to lattice misfit is eased by regular edge dislocations. Second, we work towards being able to verify micromagnetic models against nano-scale experimental data. To do this, we present two techniques for simulating electron holograms from micromagnetic modelling results, a technique capable of imaging magnetic structures at the nano-scale. We also present example electron holograms of commonly occurring magnetic structures in nano-scale rock and mineral magnetism, and highlight some distinguishing features, which may be useful for interpreting experimental electron holography data.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-10-05T11:54:31Z No. of bitstreams: 1 Vinícius Meyer_.pdf: 1508817 bytes, checksum: caf4a7d85be91f78b827610620bae299 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T11:54:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vinícius Meyer_.pdf: 1508817 bytes, checksum: caf4a7d85be91f78b827610620bae299 (MD5) Previous issue date: 2016-08-23 / Nenhuma / No ambiente da computação workflows tornam-se um padrão crescente para diversos experimentos científicos. Workflows científicos são compostos por várias aplicações estruturadas em um fluxo de atividades, onde o resultado de uma delas torna-se a entrada de outra. Uma aplicação pipeline é um tipo de workflow que recebe um conjunto de tarefas, as quais devem passar por todas as fases desta aplicação de forma sequencial, o que pode levar a um tempo de execução proibitivo. Tendo em vista este problema, aplicações pipeline podem se beneficiar da utilização de recursos distintos para cada um dos estágios, ou seja, executadas em plataformas distribuídas. Entretanto, dependências e necessidade especificas da computação distribuída surgem devido à interação entre os estágios de processamento e a grande quantidade de dados que devem ser processadas. O fluxo de entrada para aplicações que utilizam padrões pipeline pode ser intenso, inconstante ou irregular. De acordo com o comportamento do fluxo de tarefas, alguns estágios da aplicação podem ter seu desempenho prejudicado, atrasando os estágios subsequentes e por fim interferindo no desempenho da aplicação. Uma alternativa para resolver isto é alocar o máximo de recursos disponíveis (over-provisioning) em cada estágio da aplicação. Entretanto, esta técnica pode gerar um alto custo de infraestrutura, além da possibilidade que em alguns momentos os recursos fiquem ociosos. Sendo assim, a elasticidade em ambiente de nuvem computacional aparece como uma alternativa, explorando o conceito “pagar somente pelo que usar” (pay-as-you-go). Nesse contexto é proposto um modelo de elasticidade baseado na camada PaaS (Plataform as a Service) da nuvem, intitulado de Pipel. Este modelo permite que aplicações pipeline tirem vantagem do provisionamento dinâmico de recursos da infraestrutura de nuvem computacional. Pipel utiliza uma abordagem reativa, fazendo uso de thresholds para a tomada de decisões da elasticidade, baseados na carga de CPU das máquinas virtuais em cada estágio da aplicação. Cada estágio possui um balanceador de carga (chamado de controlador de estágio) e um determinado número de recursos em operação. O controlador do estágio recebe as tarefas que o estágio deve executar, as aloca em uma fila onde são distribuídas nas máquinas virtuais disponíveis em seu estágio. De acordo com regras estabelecidas Pipel realiza ações de elasticidade sobre o ambiente de nuvem. Para validar esta proposta foi desenvolvido um protótipo, o qual foi testado em dois cenários: (i) sem uso de elasticidade e (ii) com uso da elasticidade. Em cada cenário utilizou-se quatro cargas de processamento: (i) Crescente; (ii) Decrescente; (iii) Constante e (iv) Oscilante. Os resultados apresentam uma redução de 38% no tempo da execução da aplicação com o uso da elasticidade provida por Pipel. / In the computing environment workflows has become a standard for many scientific experiments. Scientific workflows consist of several applications structured in an activity flow, where the output of one becomes the input of another. A pipeline application is a type of workflow that receives a set of tasks, which must pass through all stages of this application in a sequential manner, which can lead to a prohibitive execution time. Considering this problem, pipeline applications can benefit from the use of different resources for each stage, or performed in a distributed way. However, specific dependencies and distributed computing problems arise due to the interaction between the processing stages and the mass of data that must be processed. The input stream for applications that use pipeline standards can be intense, erratic or irregular. According to the task flow behavior some stages may have degraded performance, delaying subsequent stages and ultimately interfering in the application’s performance. An alternative to solve this is to allocate the maximum available resources (over-provisioning) in each application stage. However, this technique can generate a high infrastructure costs and the possibility that some resources remain idle in certain moments. Thus, the elasticity in cloud computing environments appears as an alternative, exploring the pay-as-you-go concept. In this context, we propose an elastic model based on the PaaS layer (Platform as a Service) cloud, named Pipel. This model allows pipeline applications to take advantage of the dynamic resource provisioning capabilities of cloud computing infrastructure. Pipel uses a reactive approach, using thresholds for elasticity decisions based on the CPU load of virtual machines in each application stage. Each stage has a load balancer (called stage controller) and a number of operating resources. The stage controller receives the tasks that the stage should run, allocates in a queue and then distribute the tasks in virtual machines available at each stage. According to established rules Pipel performs elasticity actions on the cloud environment. To validate this proposal we developed a prototype that has been tested in two different scenarios: (i) without elasticity and (ii) with elasticity. In each scenario we used four different processing loads: (i) Increasing; (ii) Decreasing; (iii) Constant and (iv) Oscillating. The results showed a reduction of 38% of the application’s execution time using the elasticity provided by Pipel.

O presente trabalho trata da formulação de modelos constitutivos viscoelásticos e elasto-viscoplásticos nos apectos relativos à verificação da consistência termodinâmica, pela aplicação do Método do Estado Local, e de verificação da resposta numérica decorrente da utilização de um procedimento implícito de integração. No contexto da verificação da consistência termodinâmica, são revistos alguns arranjos unidimensionais de elementos reológicos básicos, analisando-se, com maior destaque, um arranjo misto denominado modelo elasto-viscoplástico completo. Nas análises numéricas em campo unidimensional e multiaxial, realiza-se um confronto entre as respostas obtidas com procedimentos de integração Explícito e Implícito, bem como um estudo para a definição do passo de tempo, de modo a garantir precisão nas respostas. / The present work treats of the formulation of viscoelastics and elastoviscoplastics constitutive models, on the aspects related to verification of the thermodynamic consistency, by the Method of Local State, and of numerical responses of a implicit integration scheme. In the context of the thermodynamic consistency, some unidimensional arrangements of basics rheological elements are reviewed, where a named elasto-viscoplastic extended model is enhanced. On what concerns to unidimensional and multiaxial numerical analysis, confront is showed between the results obtained from the explicit and implicit integration algorithms, and a study for time step definition aiming a good precision of the responses is presented as well.