São relatados resultados de ensaios de fadiga na flexão em laboratório, realizados em onze misturas de concreto compactado a rolo - CCR, possíveis de serem empregadas na pavimentação de rodovias e aeródromos, para se caracterizar o comportamento na fadiga deste material. Estudou-se a influencia do consumo de cimento, da granulométrica, do tempo de cura e da energia de compactação neste comportamento. Foram definidos modelos estatísticos para a previsão da vida de fadiga destas misturas. E apresentada uma proposta de metodologia de dimensionamento de pavimentos com camadas de Concreto Compactado a Rolo contemplando duas estruturas básicas: camada de base/revestimento (pavimento rígido) e camada de base revestida com capa de concreto betuminoso usinado a quente (pavimento semi-rigido).

A utilização de materiais compósitos tem aumentado em alguns setores, principalmente no setor aeroespacial, pois este tipo de material alia alta resistência e leveza. No processo de fabricação podem ocorrer falhas e com isso são geradas descontinuidades nos materiais produzidos. O surgimento desse tipo de problema leva à necessidade de inspeção dos produtos fabricados. O ultrassom entra como ferramenta de avaliação do dano, capaz de constatar por meio de seus mapas qual é a extensão do dano, possibilitando a obtenção do raio equivalente. O trabalho correlaciona resultados obtidos em ensaios de ultrassom com ensaios de compressão após impacto, com dois critérios de falha: Whitney-Nuismer e Mar-Lin. Foram utilizados dois tipos de laminados com duas diferentes espessuras, que foram fabricados com laminado tipo tecido. Os resultados foram baseados nos dois critérios de falha utilizados, Whitney-Nuismer e Mar-Lin, e comparados com os resultados dos ensaios experimentais de ultrassom e compressão realizados. A proposta de utilização dos métodos para estimar a resistência residual das placas apresenta bons resultados, podendo ser utilizado em campo para avaliação de peças danificadas.

Nos últimos anos, a necessidade e a busca pela geração de energia de forma eficiente tem sido alvo de pesquisa de muitas universidades e empresas. Empresas vêem oportunidade de suprir a própria demanda e em alguns casos vender o excesso de energia. A empresa brasileira Vale Soluções em Energia (VSE) em parceria com o Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) visando entrar nesse mercado de geração de energia desenvolveu um programa de mestrado focando o estudo de turbinas a gás. Este tipo de motor é bastante complexo, tanto no projeto como na operação, e para garantir que o mesmo opere conforme especificado pelo fabricante, testes precisam ser realizados em bancos de ensaios especialmente projetados. Os bancos de ensaio possuem instrumentos que permitem a leitura de parâmetros do motor que possibilitam a verificação de sua eficiência e o seu comportamento, tanto na fase de desenvolvimento ou após passar por manutenção, visando garantir o desempenho e a eficiência dos motores especificados pelo fabricante, em condições seguras de operação. No trabalho foi desenvolvido um estudo pormenorizado da instrumentação necessária para ensaios de turbinas a gás em banco de teste, definindo os tipos de testes e identificando intervalos de regime permanente nos sinais obtidos durante a realização dos mesmos. Para realizar a identificação foi desenvolvido um programa computacional em LabVIEW. Para a validação do algoritmo foi desenvolvido um segundo programa computacional que gera séries temporais, também desenvolvido em ambiente LabVIEW. Neste segundo programa foram geradas séries com intervalos em regime permanente pré definidos e esses intervalos foram comparados com os encontrados pelo programa de identificação de regime permanente.

Compósitos híbridos polímero/cerâmica têm sido bastante utilizados em painéis de blindagem balística por serem materiais que possuem capacidade de absorver impactos de alta velocidade. A eficiência de absorver impactos sucessivos e a extensão dos danos colaterais do impacto está relacionada a diversos fatores entre eles, um que tem um papel fundamental, é a interface da camada cerâmica com a camada polimérica. A natureza do adesivo utilizado e das interações estabelecidas, aliada a força de adesão e, as morfologias da camada interfacial, entre outras variáveis, podem determinar a intensidade da propagação de energia residual. Estes fatos podem afetar os modos de fragmentação da cerâmica, a capacidade do material resistir a um segundo impacto e, sobretudo interferir no tamanho e na geometria do cone residual resultante da deformação plástica da camada polimérica. Neste trabalho, analisa-se a influência da interface adesiva no desempenho balístico de materiais híbridos constituídos de compósito de fibras de polietileno de ultra-alta massa molar (UHMWPE) /matriz polimérica (Dyneema ), tecido de fibras de aramida (Kevlar ) e a cerâmica alumina. São avaliados adesivos de natureza química distinta, à base de poliuretano, epóxi e silano. A alumina é preparada e caracterizada por ensaios de massa específica, resistência à flexão, dureza Vickers, difração de raios X e Microscopia eletrônica de varredura (MEV), cujos resultados indicam que a mesma possui propriedades adequadas para aplicação balística. A caracterização da interface adesiva é realizada por meio do teste de resistência ao despelamento (T-Peel) e a superfície pós-teste é caracterizada por microscopia óptica e espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). Estes testes ressaltam que no compósito utilizando Dyneema , a resistência ao despelamento foi parecida para todos os adesivos utilizados indicando que o rompimento ocorre entre as camadas do substrato polimérico. Já para as amostras com Kevlar , o adesivo PU hot melt apresenta maior adesão enquanto que o adesivo a base de silano é o menos eficiente dentre os utilizados. Ensaios balísticos foram realizados em painéis montados com adesivos selecionados no ensaio de adesão: PU hot melt (maior aderência), silano (menor aderência) e epóxi (intermediária). O desempenho dos painéis balísticos, no que diz respeito à extensão dos danos colaterais, varia de acordo com os adesivos utilizados. A força adesiva, assim como a rigidez do adesivo, influencia na transferência de energia de impacto e consequentemente nas dimensões da deformação da camada posterior e na integridade da placa cerâmica adjacente à que sofreu o impacto.

O presente estudo teve por objetivo avaliar de forma quantitativa o possível efeito de reforço gerado pela inserção de uma grelha metálica em revestimentos asfálticos, para o caso de pavimentos flexíveis. Para tanto, foram executados ensaios de "creep" em placas de concreto asfáltico com e sem a presença da grelha de reforço e de modo a que ela fosse posicionada na zona tracionada da placa. Conclui-se que esta técnica de reforço tem potencial para prolongar a vida de fadiga de revestimentos asfálticos em pavimentos flexíveis da ordem de dez vezes, com benefícios também para o desempenho da camada na fase pós-trincamento e quanto à geração de deformações plásticas. Foi obtido um modelo que permite modificar-se leis de fadiga convencionais para concretos asfálticos de modo que o dimensionamento do revestimento asfáltico possa ser reavaliado se a grelha metálica for inserida na zona tracionada da camada.

Os projetos de novas aeronaves possuem suas estruturas primárias fabricados em materiais compósitos, o que resulta em diferentes tipos de cargas agindo em peças de compósitos. O comportamento de compósitos sujeitos a carga de cisalhamento é algo difícil de caracterizar especialmente porque os ensaios de cisalhamento possuem dificuldades em obter uma condição de cisalhamento puro e uniforme. O presente trabalho busca modelar o ensaio de cisalhamento Iosipescu com o método de elementos finitos, avaliar suas vantagens e desvantagens e propor um dispositivo adaptado para conseguir melhores resultados na avaliação de propriedades de cisalhamento. O corpo de prova do ensaio Iosipescu é avaliado com a aplicação de deslocamentos. O dispositivo proposto é modelado com elementos de contato para avaliar o efeito do coeficiente de fricção de contato. Os resultados mostram como a carga aplicada é altamente concentrada e distribuída desigualmente nas bordas do corpo de prova. A distribuição de deformação de cisalhamento é praticamente uniforme na seção entre entalhes do corpo de prova e as distribuições de deformações normais para compósitos 0/90 são desprezíveis, enquanto que para compósitos 45 são maiores que os valores de deformação de cisalhamento, dificultando a obtenção de propriedades de cisalhamento para esses compósitos. Uma avaliação da variação da espessura do corpo de prova indicou que a espessura não altera os resultados do ensaio.

Uma das grandes dificuldades para a determinação da hélice ideal para a aplicação no grupo moto propulsor em aeronave rádio controlada está associada ao seu desempenho. A escolha ideal do grupo moto propulsor, baseado em um motor responsável pela geração de potência de eixo e uma hélice que converte essa potência em força propulsiva, é de grande importância pois garante uma melhor qualidade de voo e menor consumo da fonte energética, que pode ser um combustível ou energia elétrica. As hélices são diferenciadas por suas características geométricas e aerodinâmicas definidas pelos seus respectivos fabricantes. As principais características geométricas são o diâmetro e o passo geométrico. A principal característica aerodinâmica é curvatura da pá, definida pelo formato aerodinâmico da seção transversal da pá. Este trabalho tem como objetivo principal a caracterização experimental de diversas hélices de diferentes fabricantes. Para tal trabalho foi desenvolvido um banco de hélices para obtenção dos principais parâmetros de desempenho de uma hélice, como força propulsiva e rotação. As hélices testadas possuem diâmetro de 13 polegadas com diferentes passos, sendo elas: APC (13x4, 13x6, 13x9, 13x10 e 13x11), Master Aircrew (13x5, 13x6 e 13x8), JCSuper (13x6) e Top Flite (13x6). Os resultados experimentais foram comparados com resultados obtidos através de modelagem numérica, utilizando a teoria de elemento de pá, e com alguns resultados experimentais e numéricos obtidos na literatura, a fim de validar os resultados numéricos. Os resultados experimentais mostram que hélices de dimensões equivalentes, de diferentes fabricantes, possuem desempenho propulsivo diferente.

Este trabalho mostra o desenvolvimento de um procedimento de ensaio para materiais de fricção a ser aplicado em um tribômetro, tendo como característica principal frenagem com velocidade constante e elevadas temperaturas envolvidas. Desenvolveu-se uma metodologia simples, com etapas e parâmetros definidos a partir das características principais do tribômetro utilizado e da temperatura limite desejada no final de cada frenagem. Ao todo, três etapas distintas formam a estrutura básica do procedimento de ensaio: assentamento, caracterização e etapas com altas temperaturas. Para determinação dos parâmetros preliminares de cada uma das etapas envolvidas, utilizou-se amostras de formulação semelhantes a pastilhas de freio de veículos e também amostras com número reduzido de componentes. Para provar a eficácia do método proposto, foram utilizados três materiais com formulações distintas, sendo dois com uma variedade maior de componentes e um notadamente mais simples. Na etapa de assentamento, observou-se a estabilização do coeficiente de atrito das amostras enquanto que nas etapas de caracterização, observou-se a recuperação do coeficiente de atrito entre as etapas de temperatura. Para os estágios de temperatura elevada realizados, foi possível verificar a diferença de comportamento dos materiais utilizados, sendo o coeficiente de atrito menor na primeira etapa de temperatura que na segunda. Entretanto, os resultados também indicaram que alguns dos parâmetros preliminares escolhidos para as etapas de assentamento e temperatura não se mostraram satisfatórios, implicando em mudanças para a versão final da metodologia de ensaio apresentada. / This work presents the development of a testing procedure to evaluate the fiction and wear of friction materials to be applied in a tribometer, with main characteristic braking with constant speed and high temperatures. It was developed a simple methodology, with steps and parameters defined from the main characteristics of the used tribometer and the final limit temperature desired at the end of each braking. Totally, three different stages form the basic structure of the testing procedure: bedding-in, characterization and stages with high temperature. To determinate de primary parameters of each stage, it was used samples with similar formulation as vehicles friction pads and also samples with reduced number of components. To prove the efficiency of the proposed methodology, were used three different friction materials, being two with a large variability of components and a simple one. The bedding-in and the characterization stages showed the stabilization and the recuperation of the friction coefficient of the samples, respectively. After each high temperature stages, it was possible to verify the difference of the used materials, being the friction coefficient lower in the first temperature stage than the second one. However, these results also showed that some chosen primary parameters for the bedding-in and high temperature stages were not satisfactory, implicating in changes to the final procedure version.

No país existem inúmeras estruturas e obras civis que estão em operação a dezenas de anos e necessitam de monitoramento periódico devido a sua importância. Por este motivo, a dissertação apresenta um caso de um túnel antigo com problema de queda de bloco e visa instigar novas pesquisas e aumentar o conhecimento sobre o tema. Foram realizadas inspeções em campo em alguns túneis não revestidos da Estrada de Ferro Vitória-Minas (EFVM), bem como os ensaios em laboratório e in situ realizados nas amostras e no maciço rochoso para caracterizar o problema. Para o estudo foi escolhido o túnel Monte Seco Linha 1 e Linha 2 nos quais foram realizadas sondagens rotativas inclinadas e orientadas próximas ao eixo para investigação dos planos de descontinuidade. Os conceitos da Teoria dos Blocos-Chave foram aplicados às famílias de descontinuidades encontradas nos Túneis Monte Seco L1 e L2 para identificar os possíveis blocos instáveis formados pelas escavações. Para obtenção dos parâmetros geotécnicos de resistência e deformabilidade foram realizados ensaios de compressão uniaxial instrumentados com strain gages. A resistência a tração foi obtida através de Ensaio de Compressão Diametral (ECD). No ensaio de campo foi utilizado o Martelo de Schmidt para avaliação da rocha in situ. Através da análise dos dados foi possível distinguir setores cuja ocorrência de queda de blocos são maiores e a classe do maciço rochoso de acordo com a proposta de Bieniawski. / In the country there are numerous structures and civil works that are in operation for tens of years and require periodic monitoring due to its importance. For this reason, the dissertation presents a case of an old tunnel with block fall problem and aims to instigate new research and increase knowledge on the subject. Inspections were carried out in the field in some tunnels uncovered of the Railroad Vitória-Minas (EFVM) and testing in the laboratory and in situ carried out on the samples and the rock mass to characterize the problem. To study the tunnel Monte Seco Line 1 and Line 2 of which were held rotary polls inclined and oriented close to the axis to investigate the discontinuation plans was chosen. The concepts of the Key Block Theory were applied to the families of discontinuities found in Tunnels Monte Seco L1 and L2 to identify potential unstable blocks formed by the excavations. To obtain the geotechnical parameters of strength and deformability were performed uniaxial compression tests instrumented with strain gages. The tensile strength was obtained by diametral compression test (ECD). A field test was used to evaluate Schmidt hammer rock in situ. Through the analysis of the data was possible to distinguish sectors whose occurrence of falling blocks are larger and the rock mass class in accordance with the proposal of Bieniawski.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010