[pt] Este trabalho tem como objetivo a proposição de um modelo que correlacione duas metodologias de projeto à fadiga, o método EN e a Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE), tradicionalmente utilizada de forma estanque para se estimar a vida residual de peças à fadiga estrutural. Para tal um modelo foi construído à partir de hipóteses e limitações bem estabelecidas, com cada passo explicitamente mostrado e comentado. Alguns aperfeiçoamentos ao modelo proposto foram implementados e seus resultados avaliados. Finalmente através da comparação das curvas geradas pelos modelos com as curvas dos resultados experimentais de 4 materiais, cujas propriedades mecânicas retiramos da literatura, validamos os modelos propostos. / [en] The objective of this work is to propose a model to correlative two metodologies of fatigue design, the EN Method and the Linear Elastic Fracture Mechanics, traditionaly used in a separate way, to estimate the residual life of components subjected to estrutural fatigue. For this purpose a model was built based on well estabilished hipotesis and limitations, where every step was explicitaly explained in detail. Some improvement to the model were estabilished and their results evaluated. Finally a comparasion between the curves generated by the models with the curves of experimental results of four materials, which mechanical properties were documentaded in especific literature, we confirm the vality of the proposed models.

[pt] Neste trabalho apresenta-se uma análise dos principais procedimentos desenvolvidos para calcular a tenacidade à fratura sob condições elastoplásticas. São avaliadas as principais medidas de tenacidade, bem como as diferenças, características, fontes de conservadorismo e as principais referências bibliográficas que relatam diferenças nas metodologias de cálculo para prever as cargas de falha em estruturas com defeito. Também são analisados os principais procedimentos de avaliação da Integridade Estrutural de estruturas com defeito (Fitness For Service, FFS). Testes de tenacidade são feitos variando as condições de restrição em torno da trinca (geometria do CP, tamanho inicial de trinca, entalhe lateral). Foram levantadas as curvas JR para todos os CPs testados, e previsões de carga de fratura são feitas segundo os principais procedimentos FFS, e testes são realizados em placas trincadas centralmente com o objetivo de registrar as cargas de falha do defeito, para compará-las com as previsões dos procedimentos FFS e avaliar o conservadorismo de cada um deles. Como outra contribuição ao trabalho, simulações numéricas dos ensaios de tenacidade são desenvolvidas com o objetivos de reproduzir os testes feitos e calibrar os parâmetros de simulação de rasgamento dúctil em estruturas com defeito. / [en] This work presents an analysis of the main procedures developed to calculate fracture toughness under elastoplastic conditions. The main measures of toughness, differences, characteristics, and sources of conservatism are evaluated. Also, the main bibliographies reporting differences in calculation methods to predict failure loads in flawed structures are examined. Lastly, the main assessment procedures of Structural Integrity of structures with flaws (fitness for service, FFS) are also analyzed.Toughness tests are performed varying the constraint conditions near the crack tip (geometry, initial crack size, side grooves). JR curves and fracture load predictions were made according to the principal FFS procedures. Also, experimental tests are performed on centrally cracked plates in order to record the failure loads of the structure, to compare them with the predictions of FFS procedures and to evaluate their conservatism. Other contributions of this work are numerical simulations of toughness tests, developed in order to reproduce the tests and calibrate the simulation parameters of ductile tearing in structures with flaws.

Orientador: Guilherme Monteiro Tosoni / Resumo: As fraturas e reabsorções radiculares dentárias são ocorrências de diagnóstico por vezes complicado, exigindo do Cirurgião-Dentista a realização de exames complementares mais específicos, como a tomografia computadorizada de feixe cônico. Devido à existência de uma gama variável de aparelhos disponíveis no mercado, realizou-se um estudo no qual foi avaliada a capacidade de diagnóstico de cinco modelos (EAGLE 3D® - Dabi Atlante; SCANORA 3D® - Soredex; Orthophos XG 3D® - Sirona Dental; PREXION 3D® - Prexion Dental Inc. e I-CAT® - Imaging Sciences - Kavo) na identificação de fraturas e reabsorções radiculares. Para tanto, foram reproduzidas fraturas e reabsorções radiculares em 60 dentes humanos, obtidos por meio do banco de dentes, que posteriormente foram montados em 12 mandíbulas artificiais e submetidos à aquisição de imagens pelos equipamentos de tomografias computadorizadas de feixe cônico. As imagens DICOM dos exames foram exportadas dos softwares originais dos equipamentos e importadas para dentro do software OnDemand® (Cybermed Inc. USA), onde foram analisadas por 2 radiologistas com experiência na interpretação desse tipo de exame. Foi permitido aos examinadores observarem as imagens nos planos axial, coronal e sagital na busca das fraturas e reabsorções radiculares. Após avaliação das imagens, os resultados obtidos foram agrupados e submetidos à análise estatística para sua validação, utilizando o software GraphPadPrism 6® (San Diego, CA, USA). Os resultados mostraram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Dental root fractures and resorptions are complicated diagnostic events sometimes, requiring the Dentist to perform more specific complementary exams such as cone beam computed tomography. Due to the existence of a variable range of devices available on the market, a study was carried out analysing the diagnostic capacity of five models (EAGLE 3D® - Dabi Atlante; SCANORA 3D® - Soredex; Orthophos XG 3D® - Sirona Dental; PREXION 3D® - Prexion Dental Inc. and I-CAT® - Imaging Sciences - Kavo) to identify fractures and root resorptions. For this purpose, fractures and root resorption were reproduced in 60 human teeth, obtained through the human tooth bank, which were assembled later in 12 artificial mandibles and submitted to image acquisition by a cone beam computed tomography equipment. The DICOM images of the exams were exported from the original equipment software and imported into OnDemand® software (Cybermed Inc. USA), where they were analyzed by two radiologists with experience in the interpretation of these scans. The examiners were allowed to observe the images in the axial, coronal and sagittal planes in the search for fractures and root resorptions. After evaluation of the images, the results were grouped and submitted to statistical analysis for validation using GraphPadPrism 6® software (San Diego, CA, USA). The results showed that there was a high index of correct answers in the evaluations of both examiners, and also that there were no differences in the diagnostic... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T03:18:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zolotar_MayardSamis_M.pdf: 2802321 bytes, checksum: bd2ca9ea0da4ed93caf8c6d64d82e3bc (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Há cerca de dez anos, vem sendo estudada a utilização de cerâmicas à base de zircônia em próteses totais de quadril, bem como em implantes dentários, devido a sua elevada tenacidade à fratura e resistência ao desgaste, superiores às da alumina, material tradicionalmente empregado na confecção dessas peças. Entretanto, a degradação de suas propriedades mecânicas ao longo do tempo, quando em presença de meio aquoso, através de mecanismos ainda não bem determinados, deve ser levada em consideração. A controvérsia existente na literatura reforça a necessidade de um estudo mais cuidadoso quanto a viabilidade da utilização desse material em aplicações que requerem propriedades mecânicas otimizadas em meios comprovadamente agressivos. Este trabalho tem como objetivo avaliar a degradação da microestrutura e da tenacidade à fratura de cerâmicas à base de zircônia tetragonal policristalina com adições de ítria em meio aquoso fisiológico. Os efeitos do teor de ítria, tempo e temperatura de sinterização e tempo e temperatura de envelhecimento em solução de Ringer em materiais cerâmicos à base de Y-TZP, foram estudados através de análise de difração de raios-x e microscopia eletrônica de varredura da superfície das amostras. A tenacidade à fratura desse material após o ensaio de envelhecimento foi medida através da técnica de impressão Vickers. Na execução dos experimentos, foi utilizado o planejamento fatorial a dois níveis, sendo os resultados analisados segundo o algoritmo de Yates. Entre as variáveis principais, o teor de ítria apresentou efeito mais pronunciado na redução da tenacidade à fratura desse material, o mesmo acontecendo para a temperatura de envelhecimento com relação à degradação da microestrutura. / Abstract: Recently, several studies have been focused on the use of yttria doped tetragonal zirconia polycrystal ceramics (Y-TZP's) as a biomaterial for the manufacturing of ceramic femoral heads and dental implants, because of their higher fracture toughness and strength when compared to alumina. However, there is still some controversy about the time dependent deterioration of the mechanical properties of zirconia ceramics, due to a phase transformation in aqueous environment. The present work aims at the study of possible time dependent changes on the fracture toughness and microstructure of two Y-TZP ceramics with different yttria contents, when immersed in Ringer's solution. The effects of yttria content, sintering time and temperature and immersion time and temperature on the tetragonal phase content and microstructure of these ceramics were studied, using x-ray diffraction analysis and SEM of the sample surface. Also, their fracture toughness was measured before and after aging in Ringer's solution using the Vickers indentation technique. The set of experiments envolved in this study was planned using a two level - four factor factorial design, and the results were analyzed using the Yates algorithm. Among the main variables, the yttria content showed the greatest effect on the fracture toughness reduction of the samples studied, the same applying to the immersion temperature on what concerns the increase in the microstructural degradation of the samples after aging in Ringer's solution. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Denis José Schiozer, Arnaud Lange / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-26T16:46:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_Alexandrede_M.pdf: 3755455 bytes, checksum: 9ceb17ac0ecaaecbc45e059c8549115a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A maior parte das reservas provadas de óleo convencional no mundo está contida nos reservatórios carbonáticos, as quais, em sua maioria, apresentam fraturas responsáveis por impactarem no fluxo do reservatório. Estas descontinuidades conhecidas como fraturas são encontradas na natureza em diversas escalas e, dependendo do tamanho, podem apresentar dificuldades para serem caracterizadas e modeladas matematicamente. Para exemplificar, pode ser citada a complexidade intrínseca à caracterização de fraturas subsísmicas para modelar objetos em escala menor do que a escala de dados de sísmica e poço. De maneira geral, as fraturas sempre foram um desafio devido a diversos motivos tais como o acréscimo no tempo computacional nas simulações e as dificuldades na caracterização. Estas preocupações se agravam pelo fato de que, na maior parte das vezes, os estudos em engenharia já são complexos, iterativos e consomem elevado tempo até sua finalização como, por exemplo, no processo de ajuste de histórico. Com a intenção de auxiliar e reduzir o tempo despendido nestes estudos é proposta a construção de uma ferramenta rápida capaz de selecionar modelos através do uso da teoria dos Grafos, antes de partir diretamente para onerosas simulações de reservatórios fraturados. Assim, desenvolve-se uma metodologia de análise de conectividade entre poços e também entre poço-reservatório baseada na representação de modelos de reservatórios através da teoria dos Grafos e do uso de seus algoritmos. Esta metodologia é utilizada em quatro aplicações distintas: (1) seleção inicial de modelos estáticos, (2) validação da relação entre conectividade e tempo de irrupção de água, (3) auxílio no processo de ajuste de histórico e (4) melhoria da eficiência de varrido / Abstract: Most proven conventional oil reserves in the world are contained in carbonate reservoirs, which mostly of them have fractures that impact on reservoir dynamic behavior. These discontinuities well-known as fractures are found in nature on several scales and, depending on theirs size, they can present many difficulties to be characterized and modeled mathematically. As an example that can be mentioned is the intrinsic complexity of subseismic fractures characterization to model objects on a smaller scale than the scale of seismic and well data. Overall, fractures have always been a challenge because of various reasons like the increasing in computational time simulating or the difficulties faced to characterize them. These concerns are related to the fact that most of the engineering studies are already complex, iterative and consume large time until its conclusion as, for example, the history matching process. In order to assist and reduce the time spent on these studies is proposed to build a fast tool able to select models through the use of the theory of Graphs, before leaving directly to costly fractured reservoir simulations. Thus, it is developed a methodology of connectivity analysis between wells and also between well and all reservoir, which is based on the representation of reservoir models by Graph theory and the use of its algorithms. This methodology is employed in four different applications: (1) initial selection of static models, (2) validation of the relationship between connectivity and breakthrough time, (3) to assist the history matching process and (4) for improving the sweep efficiency / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Plauto Christopher Aranha Watanabe / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-27T03:31:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alonso_MariaBeatrizCarrazzoneCal_D.pdf: 1019899 bytes, checksum: 6b933c1c5e72bab8ab8d15a411f3eb5a (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O objetivo neste estudo foi avaliar e comparar a Densidade Mineral Óssea (DMO), Conteúdo Mineral Ósseo (CMO) e níveis séricos do cálcio, fósforo e magnésio em ratos submetidos à dieta diária de café e refrigerantes à base de cola e guaraná. Para isto foram utilizados 80 ratos (Rattus norvegiau albinus, Wistar), sendo 40 machos e 40 fêmeas, com 60 dias de vida distribuídos em oito grupos de acordo com a dieta. Após 48 dias de administração das substâncias, todos os animais foram sacrificados, coletado o sangue para as análises bioquímicas e dissecados os fêmures esquerdo de cada animal para avaliação da DMO e CMO por meio da densitometria óssea por dupla-absorção de raios X (DXA). Os resultados obtidos foram apresentados como média e erro-padrão da média, submetidos à análise de variância ¿ ANOVA e teste de Tukey com p < 0,05. Os resultados demonstraram que os maiores valores de DMO e CMO foram encontrados nos ratos machos. Redução significativa da DMO e CMO foi observada apenas para o consumo do café nas fêmeas, enquanto que nos machos, nenhuma diferença foi encontrada. Em relação às análises bioquímicas, os ratos machos apresentaram os maiores valores séricos de cálcio, porém sem diferença estatística entre os grupos de dieta. Com referência ao fósforo as fêmeas apresentaram as maiores concentrações séricas do mineral. Para os ratos machos as maiores concentrações de fósforo foram observadas no grupo da cola em relação aos grupos do guaraná e café, porém o mesmo não diferiu do grupo controle. A avaliação do magnésio demonstrou que em ambos os sexos e apenas para o grupo do café houve aumento significativo da concentração plasmática do mineral. Todos os animais apresentaram aumento de peso durante o experimento. Os refrigerantes de cola e guaraná foram as substâncias mais consumidas quando comparadas ao café. Pôde-se concluir que alterações minerais plasmáticas relacionadas ao metabolismo ósseo do cálcio, fósforo e magnésio ocorrem e devem ser avaliadas com cautela na presença de café e refrigerantes à base de cola e guaraná. O café reduziu a DMO e CMO nas fêmeas representando desta maneira um fator de risco à fratura óssea / Abstract: The aim of this study was to determine the effects of the daily intake of coffee, cola and guaraná soft drinks on bone mineral density and blood levels of calcium (Ca), phosphorus (Pi) and magnesium (Mg) in male and female rats. Sixty-days-old Wistar rats were divided into four groups according to the test drink, namely control (water), cola, guaraná and coffee. After 48 days, all animals were sacrificed, had their blood collected for biochemical analyzes and their femora evaluated for bone mineral density (BMD) and bone mineral content (BMC). All animals gained weight during the experiment. Consumption was highest for cola and lowest for coffee. Changes in BMD appeared only in females of the coffee group. As for BMC, males showed higher values across groups, while coffee intake provoked significant BMC reduction in females. Regarding blood biochemistry, males showed higher serum Ca levels across groups. While Pi levels were similar across groups for females, males in the guaraná group showed significantly lower Pi levels. Coffee intake produced a significant increase in Mg levels regardless of gender. Taken together, our data suggest that daily coffee intake can lead to decreased BMD and BMC in female rats, and that habitual consumption of coffee, cola and guaraná soft drinks may induce changes in the levels of blood minerals essentially related to bone metabolism / Doutorado / Radiologia Odontologica / Doutora em Radiologia Odontológica

O diabetes Mellitus é uma doença na qual o organismo perde a habilidade de regular adequadamente o metabolismo dos carboidratos e é caracterizada entre outros sintomas, por hiperglicemia permanente. Especificamente, o diabetes Tipo I, está associado com a diminuição da integridade do tecido ósseo e, por isso, mais propenso à fraturas. Esta pesquisa refere-se ao estudo aplicação do ultra-som e do exercício físico (natação) como formas de consolidação de fraturas em fíbulas de ratos diabéticos e apresenta resultados das avaliações glicêmicas, radiológicas, histológica e de microscopia de luz polarizada. A avaliação do grau de birrefringência nos permitiu observar que os animais diabéticos, tanto os exercitados quanto os tratados apresentaram melhores resultados que os controles. O tratamento com ultra-som de baixa intensidade e o exercício físico foram eficazes na consolidação de osteotomias experimentais / Diabetes Mellitus is a desease characterized by lost of ability in the regulating the carbohydrate metabolism and it is represented by constant hiperglycaemia and others sintoms. Among the types of diabetes, the type I, is associated with the decrease of the bone tissue integrity and therefore more susceptible to fractures. This research is related to the aplication of ultrasound and physical exercise(swimming) to help healing of osteotomized fibulae in diabetics rats. The results were evaluated by glycaemics, radiological, hystological and polarized light microscopy analysis. Birefringence analysis showed that diabetic animals, exercited and treated with ultrasound presented better results as compared to the controls. The treatment with low intensity ultrasound and physical exercise demonstrated efficacy in experimental healing fractures

A fratura da extremidade distal do rádio é o tipo de lesão mais comum encontrada nos departamentos de emergência ortopédica. Requer reabilitação efetiva que pode ser feita com contribuições de tecnologias atuais. Para isto foi construído um sistema mecatrônico móvel e interativo a partir de conhecimentos de especialistas na área da saúde e engenharia. O sistema foi testado em trinta pessoas saudáveis, sendo eles profissionais das áreas citadas e a população mais acometida: homens jovens e mulheres pós-menopausa. Os dados obtidos foram analisados, assim como as pistas sociais apresentadas pelos participantes. Após os testes todos responderam um questionário para avaliar o sistema. Os resultados mostraram que o sistema cumpre grande parte dos requisitos necessários para a reabilitação, mas precisa de melhorias. / Distal radius fracture is the most common type of injury found in emergency of orthopedic department. It requires effective rehabilitation that can be made with contributions of current technologies. For this, a mobile and interactive mechatronic system was built from the expertise of specialists in healthcare and engineering. The system was tested in thirty healthy people, the professionals of these areas and the population most affected: young men and postmenopausal women. The data and the social cues presented by the participants were analyzed. They answered a questionnaire to evaluate the system. The results showed that the system meets many rehabilitation requirements, but improvements are necessary.

[pt] Apresenta-se uma formulação particular do método híbrido dos elementos de contorno para a análise de problemas planos de potencial e de elasticidade que, apesar de completamente geral, é apropriada a aplicações de mecânica da fratura. Funções do tipo de Westergaard são usadas como soluções fundamentais, Em uma generalização de uma proposta inicialmente feita por Tada et al. A formulação leva a conceitos de elementos de contorno de deslocamentos semelhante à apresentada por Crouch e Starfield, mas em um contexto variacional que permite interpretações mecânicas bem simples das equações matriciais resultantes. Problemas de topologia geral podem ser modelados, como no caso de domínios infinitos ou multiplamente conexos. A formulação, que é diretamente aplicável a placas com entalhes ou trincas curvas externas ou internas, permite a descrição adequada de altos gradientes de tensão e é uma ferramenta simples de avaliação de fatores de intensidade de tensão, com o que se podem verificar numericamente conceitos estabelecidos por Rice em 1968. Esta dissertação tem foco na fundamentação matemática da formulação para problemas de potencial e de elasticidade. Apresenta-se a implementação da formulação e são discutidos vários exemplos numéricos de validação. / [en] A particular implementation of the hybrid boundary element method is presented for the two dimensional analysis of potential and elasticity problems, which although general in concept, is suited for fracture mechanics applications. Generalized Westergaard stress functions, as proposed by Tada et al in 1993, are used as the problem‘s fundamental solutions. The proposed formulation leads to displacement-based concepts that resemble those presented by Crouch and Starfield, although in a variational framework that leads to matrix equations with sound mechanical meanings. Problems of general topology, such as in the case of unbounded and multiply-connected domains, may be modeled. The formulation, which is directly applicable to notches and generally curved, internal or external cracks, is specially suited for the description of the stress field in the vicinity of crack tips and is an easy means of evaluating stress intensity factors and of checking some basic concepts laid down by Rice in 1968. This dissertation focuses on the mathematical fundamentals of the formulation. Several validating numerical examples are presented.

Orientador: Bruno Watanabe Minto / Resumo: O objetivo da pesquisa foi avaliar a eficácia do Decanoato de Nandrolona (DN) em fraturas do rádio após indução da não união óssea por defeito segmentar. Foram utilizados 47 coelhos, da raça Nova Zelândia Branco, com peso médio de 3,8 kg, divididos aleatoriamente em grupos de 8 animais. Os grupos Controle Machos (GCM) e Controle Fêmeas (GCF) foram submetidos à eutanásia aos 45 dias, os grupos Nandrolona Machos (GNM) e Nandrolona Fêmeas (GNF) tratados com aplicações semanais de DN na dose de 10mg/kg, via intramuscular (IM) durante 4 semanas. Os Grupos Placebo Machos (GPM) e Grupo Placebo Fêmeas (GPF), tratados com aplicações semanais de NaCl 0,9% (IM), durante o mesmo período. Foi realizado exame radiográfico após a cirurgia e aos 15, 30, 45, 60, 75 e 90 dias. Os animais dos grupos GNM, GNF, GPM e GPF foram submetidos à eutanásia aos 90 dias. Realizou-se exame de densitometria óssea do rádio dissecado após a eutanásia em todos os grupos, bem como análise histológica. Para as variáveis não-paramétricas utilizou-se o teste de Kruskal-Wallis. Para as variáveis paramétricas foi utilizado o teste Shapiro-Wilk, ambos a 5% de significância. Radiograficamente, os grupos tratados com DN apresentaram média de escore superior aos demais grupos na formação de calo ósseo. Na análise densitométrica, também foi observada uma melhora significativa ao parâmetro de composição mineral óssea (BMC) nos grupos GNM e GNF. Os machos apresentaram maiores médias para os parâmetros conteúdo mineral ósse... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre