Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-26T12:21:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Analise numérica e experimental da fratura em materiais quase frágeis.pdf: 6564317 bytes, checksum: 0170494c4f4ae0ff6e64f917d9bd4d0a (MD5) / Approved for entry into archive by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-26T12:21:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Analise numérica e experimental da fratura em materiais quase frágeis.pdf: 6564317 bytes, checksum: 0170494c4f4ae0ff6e64f917d9bd4d0a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T12:21:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Analise numérica e experimental da fratura em materiais quase frágeis.pdf: 6564317 bytes, checksum: 0170494c4f4ae0ff6e64f917d9bd4d0a (MD5) Previous issue date: 2016-05-09 / Neste trabalho, são realizados estudos experimentais e simulações de ensaios de tração simples para analisar a fratura em materiais quase frágeis. São utilizados três tipos de poliestireno expandido para a confecção de seis modelos de corpos de prova com variações dimensionais. Para evitar a repetitividade, são apresentados e discutidos os resultados experimentais e numéricos obtidos para um tipo de poliestireno expandido, os demais são apresentados no apêndice do trabalho. São analisadas as propriedades mecânicas dos materiais estudados, sendo esses dados posteriormente utilizados nas simulações realizadas através do método dos elementos discretos formados por barras (LDEM). Este método também e utilizado no ambiente do Abaqus para a realização de simulações nas quais uma parte do corpo de prova e modelada em elementos discretos e o restante em elementos finitos. Os ensaios experimentais de tração mostraram que os materiais sofrem um efeito de escala, sendo que os maiores corpos de prova apresentaram uma menor deformação de ruptura. O LDEM utilizado para simular esses ensaios mostrou-se uma boa ferramenta para analisar aa fratura e o efeito de escala em materiais quase frágeis, além disso, sua utilização no ambiente de Abaqus mostrou que os corpos de prova não deformam somente na região central. As simulações no LDEM e no LDEM-Abaqus mostraram que e possível simular somente a região central dos corpos de prova desde que sejam levados em conta os valores de energia elástica. Além disso, através de uma sub-rotina implementada no LDEM foi possível a criação de um mapa de dano da estrutura, possibilitando observar a localização do dano. / In the present work the experimental study and the simulation of simple tensile tests are carried out to analyze the fracture in quasi fragile materials. Three types of expanded polystyrene for the make six models of specimens with dimensional variations are used. However to avoid repetitiveness, is shown and discussed the experimental and numerical results obtained for one type of expanded polystyrene and the results for the other are shown in the appendices. It also analyzed the mechanical properties of the materials studied and the data is subsequently used in the simulations performed by the Lattice Discrete Element Method. It addition, this method is used in Abaqus environment for performing simulations in which part of the specimen is patterned into discrete elements and the remainder in finite elements. The tensile tests showed that the materials suffer a size effect, and the bigger specimens had a shown low rupture strain. The LDEM used to simulate the tests proved to be a good tool to analyze the fracture and size effect on quasi-fragile materials, moreover, their use in Abaqus environment showed that the samples do not strain only in the central region. Simulations in LDEM and LDEM-Abaqus showed that it is possible to simulate only the central region of the specimens provided that are not taken into account the values of elastic energy. Furthermore, by a subroutine implemented in LDEM it was possible to create a structure damage map, allowing observation of the location of the damage.

Aços constituem a categoria de material metálico mais utilizada industrialmente. Sua grande aplicação deve-se a diversos fatores, como produção em larga escala, baixo custo, por possuírem uma vasta faixa de propriedades mecânicas, entre outros. O aço SAE/AISI 4340 é tratável termicamente, baixa liga, contendo níquel, cromo e molibdênio, combina excelente temperabilidade com alta ductilidade, tenacidade e resistência, possui alta resistência à fadiga e à fluência. O fenômeno de fratura por fluência é um dos grandes problemas da área industrial devido ao crescente nível de exigência das condições de operação empregadas em usinas de geração de energia, instalações químicas e em componentes estruturais aplicados nas indústrias aeroespaciais. Com o objetivo de compreender o mecanismo de fluência e caracterizar microestruturalmente o aço 4340, elaborou-se corpos-de-prova de seção cilíndrica para ensaios de fluência com 500C (200 MPa), 550C (200, 250 e 300 MPa) e 600C (200 MPa), a partir de uma barra de aço laminado, na condição como recebido. Foram traçadas as curvas de fluência e determinadas as taxas de fluência de segundo estágio para as condições ensaiadas, foi obtido o expoente de tensão n para 550C e a energia de ativação Q para 200MPa. A caracterização microestrutural do material depois do ensaio de fluência foi feita através de microscopia óptica. O expoente de tensão de 8.02 e a energia de ativação de 372.2 kJ/mol indicam que o mecanismo de fluência se dá por movimentação de discordâncias. O aumento da temperatura e o aumento da tensão causam aumento exponencial da taxa de fluência.

Faz-se no presente trabalho um estudo de Mecânica da Fratura em discos, cilindros compactos e cascas cilíndricas. Em primeiro plano apresentam-se resultados quantitativos do modo I de carregamento da trinca com resultados que apresentam um procedimento prático e simples para se obter o fator intensidade de tensão, Ki, concentrando-se principalmente na obtenção do fator intensidade de tensão adimensional Y. É apresentada uma solução para discos com trinca radial na borda submetidos a carregamentos de tração discretos. São apresentadas soluções para cilindros compactos com as seguintes geometrias de trincas: i) trinca superficial submetida a tração e momento; ii) trinca exissimétrica externa submetida a tração; e iii) trinca circular interna sob tração e torção. São apresentadas, ainda, soluções para cascas cilíndricas, tanto com trincas passantes como com trincas não passantes, e, para ambos os casos, analisam-se os carregamentos de tração, momento, e pressão interna aplicados ao cilindro. E em segundo plano apresentam-se estudos qualitativos sobre modos mistos de carregamento da trinca com suas características e peculiaridades próprias, onde são analisados a velocidade e a direção de propagação da trinca, e os corpos-de-prova utilizados para pesquisa experimental de modos mistos.

A maioria dos laminados de material composto é sensível a entalhes de forma geral e comporta-se, na presença de orifícios circulares, como os metais na presença de trincas. Neste trabalho, foi desenvolvido urn programa experimental visando caracterizar a sensibilidade ao entalhe e a tolerância ao dano de laminados de carbono/epoxy. Todos os laminados forarn construídos com tecido, e as diferentes famílias ensaiadas permitiram avaliar o efeito da presença de camadas a 45 no sau comportamento. Os resultados experimentais foram correlacionados com alguns critérios de ruptura existentes para laminados entalhados, e a validade das hipóteses básicas utilizadas em cada um deles foi analisada. Finalmente, foi proposta uma alteração na aplicação do critério de Mar e Lin, permitindo avaliar o comportamento à fratura de laminados com urn percentual qualquer de camadas a 45 baseando-se no comportamento dos dois laminados extremos: com 100% das camadas a 0/90 e 100% a 45. x

O conceito do elemento distorcido tem sido adotado para construção de elementos especiais, que são utilizados no método convencional de elementos finitos, na análise elástica do fator de intensidade de tensão (FIT) para trincas. O uso desta técnica permite obter tensões e deformações singulares na ponta da trinca e conduz a razoáveis precisões. O elemento triangular e quadrilátero distorcido têm sido empregados junto com vários métodos de cálculo do FIT. Entre esses métodos inclui-se o cálculo da energia de Griffith, integral J, técnica da derivada da rigidez e da extrapolação do deslocamento. Neste trabalho considera-se a geometria de uma chapa retangular com duas trincas simétricas de borda. Para os diversos modelos elaborados os fatores de intensidade de tensão são avaliados para diferentes malhas usando vários métodos de cálculo. Finalmente, os resultados são comparados com dados de literatura para estimativa da precisão, a fim de prover diretrizes para o melhor método. Para estes casos é observado que o uso dos elementos distorcidos junto com o cálculo do fator K pelos métodos da extensão virtual da trinca fornecem, ainda, os resultados mais precisos, enquanto que o método de extrapolação do deslocamento, aplicado junto com o elemento triangular distorcido, é de fácil implementação e ainda permanece com razoável precisão.

Este trabalho tem como objetivo estudar os modelos clássicos de concentração de tensões no regime linear elástico, através do auxílio de técnicas numéricas de modelagem, neste caso a aproximação via Método dos Elementos Finitos, adicionalmente aos estudos clássicos da "Teoria da Elasticidade", corroborando e ajustando os dados hoje existentes que se propõem a modelar as configurações mais usuais. Também possui como objetivo estudar e esclarecer as incongruências encontradas em algumas das diversas fontes tradicionais, estabelecendo uma direção que auxilie na utilização destas fontes em cálculo estrutural. Desta forma, foi realizada uma ampla investigação da literatura de referência disponível sobre o assunto, além de um estudo dedicado à metodologia numérica adotada neste trabalho, com o objetivo de se garantir a acurácia e a confiabilidade dos dados gerados para os resultados apresentados.

O presente trabalho visa à caracterização, à avaliação e à comparação das propriedades mecânicas e microestruturais das juntas soldadas dos aços ultra-alta resistência baixa liga SAE 4140, 300M e dissimilar (SAE 4140/300M), utilizando processo de soldagem a arco transferido a plasma, através da técnica keyhole, em único passe, com metal de adição. Foram analisadas amostras dos aços soldados similares e dissimilares nas condições como recebido e tratados termicamente, e dos aços sem solda, nas condições temperado e revenido. Foram adotados critérios de aceitação macroestrutural da solda para verificar defeitos na região da solda, utilizando a técnica de inspeção visual e a radiografia, conforme norma AWS D17.1. A análise microestrutural da junta soldada foi realizada, após ataque químico, com solução de Nital 3%, com objetivo de identificar os microconstituintes, utilizando a Microscopia Ótica (MO). A superfície de fratura dos aços foi avaliada através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados permitem compreender que predominam microestruturas de martensita nas juntas soldadas nas condições como recebido e tratados termicamente. Foram verificadas dendritas na zona fundida. O ensaio de microdureza Vickers apresentou, nas condições como recebido, elevados valores de dureza nas regiões da zona fundida e da zona termicamente afetada, devido ao endurecimento com a microestrutura martensita. O tratamento de revenimento diminuiu os valores de microdureza da condição anterior (como recebido), devido ao alívio de tensões. Na condição temperado e revenido, foi possível observar valores de microdureza mais uniformes em todas as regiões soldadas, já que ocorreu a recuperação e recristalização dos grãos. Nos aços dissimilares, foram constatados valores de microdureza semelhantes nas regiões da junta soldada, exceto no metal base. Os resultados do ensaio de tração indicam que o aço dissimilar possui excelentes propriedades mecânicas. Na condição temperado e revenido, o aço dissimilar possui propriedades semelhantes aos aços sem solda 300M e SAE 4140. As imagens da fractografia permitem relatar que todas as fraturas dos aços soldados ocorreram no metal base, com predominância de fratura dúctil, exceto a fratura mista, ocorrida no aço soldado 300M nas condições como recebido e revenido. No aço dissimilar, a fratura aconteceu no lado do aço SAE 4140, devido à composição química.

Fraturas de quadril e fêmur são um problema de saúde pública emergente, associado a um elevado índice de mortalidade e morbidade em todo mundo, com alto impacto na qualidade de vida dos pacientes. A Úlcera por Pressão (UP) é uma complicação que pode interferir para aumento destes índices. O estudo teve como objetivos identificar e caracterizar os pacientes que sofreram fratura de quadril e fêmur atendidos em um Hospital Universitário do interior Paulista; verificar a incidência e prevalência da UP e descrever a evolução das lesões até a alta; relacionar a presença de UP com as variáveis clinicas, incluindo o risco para UP por meio da Escala de Braden e o grau de independência para as Atividades de Vida Diária (AVD) pelo Índice de Katz; e analisar o valor preditivo dos escores da escala de Braden para esta população. Após aprovação pelo Comitê de Ética, foram incluídos na amostra 30 pacientes que aceitaram participar. Os dados foram coletados na admissão, no 1º dia pós-operatório ou no 5º dia de internação e na alta. Os participantes eram predominantemente do sexo feminino (53,3%), brancos (76,7%), acima dos 60 anos de idade (56,7%), alfabetizados (60%) e aposentados (33,3%). O local anatômico mais comum da fratura foi o colo do fêmur. A comorbidade mais comum foi do Sistema Cardiocirculatório (53,3%). O tempo médio entre a admissão e a cirurgia foi de 2,92 dias. O tempo total de cirurgia variou entre 2 a 4 horas. O tempo médio de internação foi 14,20 dias. A complicação mais comum no pós-operatório foi a confusão e agitação (66,7%). Em relação à independência funcional para as AVD, 50% eram totalmente dependentes na primeira e segunda avaliação e 40% no momento da alta. Quanto ao risco para UP, o escore médio da Escala de Braden na admissão foi 12,66 (DP: 2,52), no segundo momento 13,73 (DP: 3,10) e na Alta 15,03 (DP: 3,83). Para os pacientes que tiveram UP durante a internação os escores foram menores em todos os momentos (p\"0,05). A prevalência de UP foi de 33,3% e a incidência 26,6%. No momento da Alta, dos 10 casos considerados no estudo de prevalência, 9 ainda apresentavam UP. Na análise dos resultados pela regressão logística identificou-se que das covariáveis sócio-demográficas e clínicas investigadas apenas o escore da escala de Braden explicava a ocorrência da UP (p\"0,05). A análise do valor preditivo dos escores da escala de Braden pelo Teste de Fisher identificou que quanto menor a pontuação na escala, maior a quantidade de pacientes com UP no segundo e terceiro momentos (p\"0,05). / Fractures of hip and femur are an emerging public health problem, associated with a high rate of mortality and morbidity worldwide, with a high impact on the quality of life of patients. The Pressure Ulcer by (PU) is a complication that can interfere to increase these rates. The study aimed to identify and characterize the patients who suffered from hip and femur fracture treated in a University Hospital from inside Paulista; check the incidence and prevalence of UP and describe the evolution of the injury until discharge; relate the presence of the UP clinical variables, including the risk to UP by Scale of Braden and the degree of independence for the Activities of Daily Living (AVD) by Katz Index, and examine the predictive value of the scores of the scale of Braden for this population. After approval by the Ethics Committee, were included in the sample 30 patients who agreed to participate. Data were collected at admission, at 1 postoperative day or on the 5th day of hospitalization and discharge. Participants were predominantly female (53.3%), white (76.7%), over 60 years of age (56.7%), literacy (60%) and retirees (33.3%). The most common anatomical location of the fracture was the lap of the femur The most common comorbidity was System Cardiac (53.3%). The average time between admission and surgery was 2.92 days. The total time of surgery ranged from 2 to 4 hours. The average length of stay was 14.20 days. The most common complication in the postoperative period was the confusion and agitation (66.7%). Regarding the functional independence for the AVD, 50% were totally dependent on the first and second evaluation, and 40% at the time of discharge. The likelihood for UP, the scoring average of Braden Scale at admission was 12,66 (SD: 2,52), the second time 13,73 (SD: 3,10) and the High 15.03 (SD: 3,83). For patients who had UP during hospitalization the scores were lower at all times (p 0.05). The prevalence of UP was 33.3% and 26.6% incidence. At the time of Discharge, of the 10 cases considered in the study of prevalence, 9 still had UP. In the analysis of the results by logistic regression identified that the covariates socio-demographic and clinical investigated only the score of the scale of Braden explained the occurrence of UP (p 0.05). The analysis of the predictive value of the scores of the scale of the test Braden Fisher identified that the lower the score on the scale, the greater the number of patients with UP in the second and third times (p 0.05).

Introdução: A osteoporose (OP) é doença caracterizada pela fragilidade do osso e, consequentemente, pelo incremento do risco de fraturas. É considerada problema de saúde pública na maioria dos países. Evidências epidemiológicas apontam associação entre variáveis sociodemográficas, variáveis de estilo de vida (como a ingestão de alimentos e de bebidas alcoólicas e hábito de fumar), e indicadores antropométricos (como índice de massa corporal -IMC-) e risco de OP e fraturas osteoporóticas. Objetivo: Estimar a incidência de OP e a prevalência de fraturas referidas, em idosos domiciliados no Município de São Paulo e verificar associação com variáveis sociodemográficas, de estilo de vida, e IMC. Método: analisaram-se dados do Estudo SABE (Saúde, Bem-estar e Envelhecimento) 2000 - 2006, o qual é estudo epidemiológico, longitudinal, de base domiciliar, cuja amostra inicial foi composta por 2143 idosos (&#8805;60 anos), de ambos os sexos, residentes habituais de domicílios urbanos no Município de São Paulo, e selecionados por amostragem probabilística, sendo que 829 idosos (39%) constituíram a amostra de estudo, em 2000, para análise da incidência de OP referida, em 2006, e 1072 idosos (50%) foi a amostra de estudo para análise de prevalência de fraturas após 60 anos referidas, em 2006. Investigou-se a associação entre variáveis sociodemográficas (sexo, grupo etário, vida no campo por 5 anos ou mais durante a infância ou adolescência, escolaridade e etnia), de estilo de vida (ingestão referida de leite e produtos lácteos, ovos e leguminosas, carnes, peixes e aves, frutas e verduras, frequência de ingestão de bebidas alcoólicas, e hábito de fumar); e variável antropométrica (IMC), com relação à referência de OP e fraturas após 60 anos, em 2006. Para verificar associação entre as variáveis categóricas e o desfecho, utilizou-se o teste de Rao & Scott (p<0,05) e a análise de regressão logística univariada (IC95%).O programa Stata, versão 10.1 foi usado para realizar os cálculos estatísticos. Resultados: Houve 114 casos novos de OP referida em 2006, sendo que o coeficiente de incidência (CI) de OP referida foi estimado em 13,93/1000 pessoas-ano (IC95%=11,60 16,87). O CI de OP referida em mulheres foi 22,95/1000 pessoas-ano (IC95%: 19,08 27,87), e 3,34/1000 pessoas-ano (IC95%: 1,85 6,73), em homens.A prevalência de fraturas após os 60 anos referidas foi 17,16%. Sexo feminino (OR= 7,69; p=0,000) e ingestão referida de bebidas alcoólicas < 4 vezes/semana (OR= 2,26; p=0,019), foram fatores de risco para referência de OP. Sexo feminino (OR=2,38;p=0,000), idade avançada (&#8805;75 anos)(OR=1,72; p=0,012), ingestão referida de bebidas alcoólicas < 4 vezes/semana (OR=2,45; p=0,016), referência de OP em 2000 (OR=1,75; p=0,048), e referência de OP em 2006 (OR=2,29; p=0,000), foram fatores de risco para referência de fraturas após 60 anos. Conclusões: sexo feminino, idade avançada foram fatores de risco para OP e fraturas após os 60 anos. Dentre as variáveis modificáveis, a ingestão de bebida alcoólica com frequência &#8805; 4 vezes/semana, esteve negativamente associado à referência de OP e fraturas após 60 anos. / Introduction: Osteoporosis (OP) is a disease characterized by bone fragility and increased risk of fractures. It is considered a public health problem worldwide. Epidemiological studies have found association between sociodemographic, lifestyle and anthropometrical variables and increased risk of OP and osteoporotic fractures. Objetive: To estimate incidence of self-reported OP, in 2006, and prevalence of fractures after the age of 60 year-old, on a sample of elderly individuals from the Município de São Paulo, and verify association between selected variables and outcome. Method: based on data from the SABE Study (health, well-being and aging) 2000 - 2006, which is an epidemiological prospective study of a probabilistic household sample of elderly population ((&#8805; 66 y), of both sexes, from São Paulo City, Brazil. Association between sociodemographic (sex, age, life in rural area for 5 year or more during childhood or adolescence, schooling, and race) lifestyle (reported food intake (milk and dairy products, eggs and legumes, meat, fish and poultry, fruit and vegetables), reported alcoholic beverages intake) and smoking habit; and anthropometrics\' variables, such as body mass index (BMI) and self-reported OP and fractures after the age of 60 year-old, in 2006. Rao & Scott Test was used to verify association between the categorical variables and outcome (p<0,05) as well as simple logistic regression (CI95%). Stata software, version 10.1, was used for statistical calculation. Results: There were 114 new cases of self-reported OP in 2006, and an incidence rate of 13,93/1000 persons-year (IC95%=11,60 - 16,87). In women the incidence rate was 22,95/1000 persons-year (CI95%: 19,08 - 27,87), and in men it was 3,34/1000 persons-year (IC95%: 1,85 - 6,73). Prevalence of self reported fractures after de age of 60 y was estimated in 17,16%. Female sex (OR= 7,69; p=0,000) and frequency of reported alcoholic beverages intake < 4 times/week (OR= 2,26; p=0,019), were risk factors for self-reported OP. Female sex (OR=2,38;p=0,000), advanced age (&#8805;75 y) (OR=1,72; p=0,012), frequency of reported alcoholic beverages intake < 4 times/week (OR=2,45; p=0,016), self-reported OP in 2000 (OR=1,75; p=0,048), and self-reported OP in 2006 (OR=2,29; p=0,000), were risk factors for reporting fractures after the age of 60 years-old Conclusions: female sex, advanced age, were risk factors for reported OP and fractures after 60 y. Among modifiable variables, intake of alcoholic beverages as often as > 4 times/week was negatively associated with reported OP and fractures after the age of 60 y.

A terapia celular é uma ferramenta que tem se mostrado eficiente para o tratamento de várias patologias veterinárias em estudos experimentais e clínicos, incluindo a estimulação osteogênica para o tratamento de não união e reparo de fraturas distais de rádio e ulna em cães. Muitas são as vantagens da utilização de células-tronco, ela é um tipo diferenciado de célula com alta capacidade de proliferação, auto renovação, produção de diferentes linhagens celulares e regeneração de tecidos, estando presente em embriões, células de cordão umbilical e medula óssea.O objetivo deste trabalho foi a avaliação clínica e radiográfica de pacientes com fraturas distais de rádio e ulna após cirurgia e tratamento com células-tronco de medula óssea de fetos caninos diretamente no foco da fratura. As avaliações radiográficas mostraram cicatrização óssea a partir de 45 dias pós-cirurgia nos dois grupos estudados, somente com cirurgia convencional e implantes e também no grupo da cirurgia convencional com implantes associada à terapia com células-tronco de medula óssea. Mostrando assim, que a terapia celular pode ser uma ferramenta favorável para auxiliar na consolidação óssea de fraturas distais de rádio e ulna. Paralelamente, realizamos um estudo com coelhos da Nova Zelândia para avaliar radiograficamente e histologicamente o uso de um scaffold esponja de colágeno com células tronco de medula óssea em modelo de fratura similar ao encontrado em cães realizado neste presente estudo, e observamos que um scaffold com células no local da fratura pode auxiliar de forma significativa na consolidação óssea. / Cell therapy has been an effective tool for the treatment of several animal diseases in experimental and clinical studies, including osteogenic stimulation for the treatment of non-union and repair fractures of distal radius and ulna in dogs. There are many advantages of using stem cells since this differentiated cell type has high proliferation capacity, self renewal, production of different cell lines and tissue regeneration, being present in embryos, cells from umbilical cord and bone marrow. The aim of this study was to perform a clinical and radiographic evaluation of dogs with distal radius and ulna fractures after surgery and treatment with stem cells from canine fetuses bone marrow directly into the fracture. Radiographic evaluations showed bone regeneration from 45 days post-surgery in both groups, only with conventional surgery and implant and also in the conventional surgery group with implants associated with stem cells from bone marrow therapy. Thus, cell therapy can be a favorable tool to assist in bone healing of distal fractures of radius and ulna. In parallel, we conducted a study with New Zealand rabbits for radiologically and histologically evaluate the use of a scaffold - collagen sponge with bone marrow stem cells - similar to that found in the fracture model in dogs performed in the present study, and we observed that an scaffold with cells on fracture site can help significantly in bone healing.