OBJETIVOS: Caracterizar o perfil de imunoexpressão de MLH1, MSH2, MSH6 e PMS2 em adenocarcinomas gástricos, explorando seu desempenho na identificação de características clínicas e patológicas, bem como sua influência prognóstica isolada e em relação aos demais parâmetros. MÉTODOS: Cento e trinta e três casos de adenocarcinomas gástricos esporádicos localmente avançados (pT2a ou mais) operados no Hospital das Clínicas/FMUSP foram incluídos pela ausência de metástases a distância ao diagnóstico (M0) e caracterizados clínica (idade, sexo e sobrevida) e patologicamente (tamanho, local, tipo de Borrmann, tipo histológico, infiltração vascular, perineural e variáveis de estadiamento locorregional). Amostras de 1,0 mm foram dispostas em micromatrizes teciduais (TMA) para pesquisa imuno-histoquímica das enzimas MLH1, MSH2, MSH6 e PMS2, com detecção por sistema de polímeros curtos conjugados a peroxidase. Casos com resultados negativos ou incertos nas amostras de TMA tiveram repetidas as reações em secções convencionais. A associação entre o estado de expressão dos marcadores com variáveis clínicopatológicas foi avaliada através do teste do qui-quadrado ou exato de Fisher. O impacto dos parâmetros clínico-patológicos e estado de expressão das enzimas na sobrevida foi explorado em modelos uni e multivariados de Cox, com construção de curvas de Kaplan-Meyer. Todas as análises estatísticas foram consideradas significativas ao nível de p<0,05. RESULTADOS: Quarenta e cinco casos (33,6%) exibiram perda de expressão de ao menos uma enzima, sendo frequente a perda de duas (9/45: 20%), três (14/45:31,2%) ou quatro enzimas (7/45:15,5%). Anormalidade mais frequente ocorreu com o MLH1 (26,7%), seguida de MSH6 (23%), PMS2 (21%) e MSH2 (20,8%). Quando avaliadas em conjunto, houve correlação entre o estado de expressão de todos os possíveis pares, com destaque para MLH1/PMS2 (rho=0,467, p<0,001) e MSH2/MSH6 (rho=0,666, p<0,001). Perda de MLH1 associou-se a tipos I/II de Borrmann (p<0,001), fenótipo intestinal de Lauren (p=0,005), tubular/túbulo-papilífero (p=0,009), expansivo de Ming (p=0,027) e infiltração em muscular própria (p=0,011). Com relação a perda de MSH2, tipos I/II de Borrmann (p<0,001), padrões tubular/túbulo-papilífero (p=0,008), intestinal (p=0,001), expansivo (p=0,001), infiltração da muscular própria (p=0,025), reação desmoplásica ausente a discreta (p=0,021) e ausência de infiltração perineural (p=0,016) foram mais frequentes. Perda de MSH6 associou-se aos tipos macroscópicos de Borrmann e histológicos de Lauren, OMS e Ming (p<0,001) e ausência de infiltração perineural (p=0,036). Idade mais avançada (p=0,046), tipos I/II de Borrmann (p=0,002), padrão intestinal de Lauren (p=0,021) e menos frequente infiltração perineural (p=0,035) foram identificados nos casos com perda de PMS2. A co-negatividade para os pares MLH1/PMS2 e MSH2/MSH6, além de reproduzir as associações mencionadas, identificou infiltrado linfoplasmocitário intra/peritumoral acentuado (p=0,011 e p=0,013), reação estromal desmoplásica ausente a leve para MSH2/MSH6 (p=0,037) e tamanho maior do tumor primário para MLH1/PMS2 (p=0,021). Pior sobrevida associou-se ao sexo masculino (LogRank: 5,11, p=0,024), tamanho do tumor (3,98, p=0,046), tipos III/IV de Borrmann (4,75, p=0,029), histologia mucinosa/anel-de-sinete da OMS (8,61, p=0,003) e difuso (11,62, p=0,003), infiltração perineural (12,62, p<0,001), metástase linfonodal (23,25, p<0,001) e estadio TNM (35,60, p<0,001) em análises univariadas. Melhor sobrevida associou-se a perda de MLH1, MSH6 e PMS2 isoladamente (5,46, p=0,019; 6,08, p=0,014; 7,46, p=0,006) e dos pares MLH1/PMS2 (7,89, p=0,005) e MSH2/MSH6 (5,29, p=0,021). Em modelos multivariados compostos pelos parâmetros clínicopatológicos, apenas o sexo masculino (HR=2,42, p=0,047), tipo histológico difuso (4,94, p=0,037) e estadios II, IIIA e IV (2,23, p=0,088; 3,12, p=0,022; 33,24, p=0,005), constituíram variáveis independentes de determinação prognóstica. Nas análises multivariadas incluindo o estado de expressão das enzimas, evidenciou-se que as perdas de PMS2 e do par MLH1/PMS2 associaram-se significativamente a maior sobrevida (3,84, p=0,029 e 9,82, p=0,028).CONCLUSÕES: O presente estudo demonstra o valor da imunohistoquímica na identificação de alterações na expressão de enzimas MMR, sendo a mais frequentemente negativa a MLH1. A frequente co-negatividade aponta para a importância da dimerização na funcionalidade do sistema de reparo. A perda isolada destes marcadores, e especialmente do par MLH1/PMS2, define perfil clínico-patológico característico, permitindo avanços no conhecimento previamente atribuído a fenótipo microssatélite instável conforme determinado em métodos moleculares. Em análises multivariadas, o estado de expressão de PMS2 isoladamente ou do par MLH1/PMS2 constitui fator independente de determinação prognóstica / OBJECTIVES: To characterize immunoexpression profile of MLH1, MSH2, MSH6 e PMS2 in gastric adenocarcinomas, exploring its performance to identify distinctive clinico-pathological features, as well as their prognostic implications in univariate and multivariate analyses. METHODS: A hundred and thirty three cases of locally advanced (pT2a or higher) sporadic gastric adenocarcinomas operated on Hospital das Clínicas/FMUSP were included due to absence of distant metastases at diagnosis (M0). Clinical (age, gender and survival) and pathological features (size, local, Borrmann´s type, histological type, vascular and perineural infiltration and locorregional staging parameters) were characterized. One millimeter samples were placed on tissue microarray blocks (TMA) and immunohistochemical detection of MLH1, MSH2, MSH6 and PMS2 performed on obtained sections, with revelation developed by peroxidase conjugated short-polymer based reagents. Negative or equivocal results obtained with TMA samples were repeated on conventional sections. Association between expression status for these markers and clinico-pathological features were evaluated by chisquare or Fisher´s exact test when appropriate. Impact of clinico-pathological features and expression status on disease specific survival were explored by Cox uni and multivariate models, with Kaplan-Meyer curves being fitted to illustrate these. All statistical results were considered significant at p<0,05. RESULTS: Forty five cases (33.6%) showed loss of at least one mismatchrepair enzyme, being frequent loss of two (9/45: 20%), three (14/45:31.2%) or even the four evaluated enzymes (7/45:15.5%). The most frequent abnormality addressed MLH1 (26.7%), followed by MSH6 (23%), PMS2 (21%) and MSH2 (20.8%). When analyses were performed in conjunction, correlation was identified for the expression status of all possible pairs, mainly the functional heterodimers MLH1/PMS2 (rho=0.467, p<0.001) and MSH2/MSH6 (rho=0.666, p<0.001). MLH1 loss was associated to Borrmann´s types I/I (p<0.001), Lauren´s intestinal phenotype (p=0.005), tubular/tubulo-papillary architecture (p=0.009), Ming´s expansile type (p=0.027) and infiltration limited by muscular propria (p=0.011). Among cases showing MSH2 loss, Borrmann´s I/I (p<0.001), tubular/tubulo-papillary (p=0.008), intestinal (p=0.001), expansile (p=0.001), muscular propria infiltration (p=0.025), absent to mild stromal desmoplasia (p=0.021) and absent perineural infiltration (p=0.016) were more frequent. MSH6 loss was associated to Borrmann´s gross type and Lauren, WHO and Ming´s histological types (p<0.001), as well as absent perineural infiltration (p=0.036). More advanced age (p=0.046), Borrmann´s types I/I (p=0.002), Lauren´s intestinal morphology (p=0.021) and less frequent perineural infiltration (p=0.035) were identified as associated to PMS2 loss. Conegativity for MLH1/PMS2 and MSH2/MSH6 pairs resumed all the above mentioned associations and additionally identified heavy lymphoplasmacytic infiltrate (p=0.011 e p=0.013), absent to mild stromal desmoplasia for MSH2/MSH6 (p=0.037) and increased primary tumor size for MLH1/PMS2 (p=0.021). In univariate analyses, decreased disease-specific survival was associated to male gender (LogRank: 5.11, p=0.024), tumor size (3.98, p=0.046), Borrmann´s types III/IV (4.75, p=0.029), mucinous/signet-ring cell morphology according to WHO (8.61, p=0.003) and Lauren´s diffuse morphology (11.62, p=0.003), perineural infiltration (12.62, p<0.001), lymph node metastases (23.25, p<0.001) and TNM staging (35.60, p<0.001). Better survival was seen in cases showing loss of MLH1, MSH6 and PMS2 when individually analyzed (5.46, p=0.019; 6.08, p=0.014; 7.46, p=0.006), as well as MLH1/PMS2 (7.89, p=0.005) and MSH2/MSH6 heterodimeric pairs (5.29, p=0.021). In multivariate models addressing clinico-pathological features, only male gender (HR=2.42, p=0.047), diffuse histological type (4.94, p=0.037) and stages II, IIIA and IV (2.23, p=0.088; 3.12, p=0.022; 33.24, p=0.005, respectively) were independent prognostic features. Multivariate analyses including status of MMR enzymes and the most significant clinicopathological features disclosed that PMS2 and MLH1/PMS2 losses were independent predictors of increased disease-specific survival (3.84, p=0.029 e 9.82, p=0.028). CONCLUSIONS: The present study demonstrates immunohistochemical detection of mismatch-repair enzymes as a tool to identify losses of these markers, being the most frequently negative MLH1. The frequently observed co-negativity points toward the importance of heterodimerization of these proteins in functional activity of mismatch-repair system. Losses of these markers, mainly MLH1/PMS2 pair, define a distinctive clinico-pathological profile and add knowledge to the previously reported associations with microsatellite instability as defined by molecular approach. In multivariate analyses, expression status of PMS2, as well as MLH1/PMS2 pair, revealed independent prognostic impact on diseasespecific survival

[pt] Há um interesse crescente na aplicação de vigas e colunas de paredes finas de materiais compostos em vários campos da engenharia. No entanto, pouco se sabe sobre seu comportamento não linear local e global sob cargas estáticas e dinâmicas. Aqui se apresenta a análise local e global de um perfil com seção canal de polímero reforçado com fibras. Na análise global, as equações não lineares de movimento da coluna de parede fina são derivadas em termos dos dois deslocamentos de flexão e do ângulo de torção, levando em consideração grandes deslocamentos, efeitos de empenamento e encurtamento. As equações de movimento não lineares governantes são discretizadas no espaço usando o método de Galerkin. Para a análise local, a seção do canal é discretizada em três placas, que são modeladas usando duas teorias não lineares de placas: a teoria clássica e a teoria de deformação por cisalhamento de primeira ordem. O sistema contínuo é discretizado usando o método de Ritz. Inicialmente são determinados analiticamente, através da resolução dos respectivos problemas de autovalor, a carga e modo crítico, as frequências naturais de vibração, bem como a relação carga-frequência do perfil em função da sua geometria e das propriedades do material. A seguir são obtidos, usando o método de Newton-Raphson e técnicas de continuação, os caminhos pós-críticos da estrutura perfeita e os caminhos não lineares de equilíbrio da estrutura imperfeita e investiga-se a sensibilidade a imperfeições, considerando diversos tipos de imperfeições geométricas. Finalmente, investigam-se as oscilações não lineares e a instabilidade paramétrica da coluna sob cargas axiais harmônicas. As equações de movimento não lineares são resolvidas numericamente pelo método de Runge-Kutta de quarta ordem. As regiões de instabilidade paramétrica são determinadas como uma função dos parâmetros do material ortotrópico, amortecimento e geometria da seção transversal. Os diagramas de bifurcação são obtidos empregando técnicas de continuação e o método da força bruta, e a estabilidade das soluções é posteriormente investigada usando a teoria de Floquet. A análise de bifurcação permite a identificação das bifurcações associadas às fronteiras de instabilidade paramétrica, bem como a existência de soluções coexistentes. Em seguida, a evolução das bacias de atração das soluções coexistentes em função da magnitude da excitação é investigada, a fim de avaliar a integridade dinâmica das soluções. Os resultados demonstram que a coluna pode perder estabilidade em níveis de carga bem abaixo da carga de flambagem estática e, portanto, o projetista deve ter cuidado ao lidar com essas estruturas sujeitas a cargas axiais variáveis no tempo. / [en] The continuous system is discretized using the Ritz method. Initially, the load and critical mode of the profile, its natural frequencies, as well as the load-frequency relation are determined analytically as a function of the column geometry and material properties by solving the respective eigenvalue problems. Next, using the Newton-Raphson method and continuation techniques, the post-critical paths of the perfect structure and the non-linear equilibrium paths of the imperfect structure are obtained and the imperfection sensitivity is investigated, considering several types of geometric imperfections. Finally, the nonlinear oscillations and parametric instability of the column under harmonic axial loads are investigated. Non-linear equations of motion are solved numerically by the fourth-order Runge-Kutta method. The regions of parametric instability are determined as a function of the parameters of the orthotropic material, damping ratio and cross-sectional geometry. The bifurcation diagrams are obtained using continuation techniques and the brute force method, and the stability of the solutions is further investigated using Floquet s theory. The bifurcation analysis allows the identification of the bifurcations associated with the boundaries of parametric instability, as well as the existence of coexisting solutions. Then, the evolution of the basins of attraction of the coexisting solutions as a function of the forcing magnitude is investigated, in order to evaluate the dynamic integrity of the solutions. The results demonstrate that the column can lose stability at load levels well below the static buckling load and, therefore, the designer must be careful when dealing with these structures subject to time-varying axial loads.

[pt] Sabe-se que os anéis e tubulações elásticas de paredes finas estão sujeitos a instabilidades quando sob tensões compressivas. Um exemplo particularmente interessante é a flambagem de um anel elástico sob uma pressão hidrostática. A carga de flambagem é fortemente influenciada pela natureza seguidora da força devida à pressão hidrostática e, se esse efeito for desprezado, a previsão da carga de flambagem crítica pode ser de até 50 por cento para anéis esbeltos. Este trabalho estuda, usando uma formulação variacional não linear, as características de flambagem e vibração de anéis e tubulações apoiados em uma fundação elástica de Pasternak, sendo a fundação de Winkler considerada como um caso particular. Primeiro, a equação de movimento do anel pré-carregado é derivada e a solução analítica dos problemas de autovalor é obtida. A análise paramétrica mostra a influência dos parâmetros geométricos e físicos do anel e da fundação na carga crítica, frequências naturais e relação não linear carga-frequência, considerando o efeito da força seguidora da pressão hidrostática. Adicionalmente, o efeito da fundação nas deformações pré-críticas é estudado. Finalmente, o efeito de uma imperfeição geométrica inicial é avaliado usando o método de Galerkin. Os resultados mostram que os parâmetros da fundação de Pasternak têm um efeito considerável na carga e modo crítico, na frequência fundamental do anel. / [en] It is known that thin-walled elastic rings and pipes are subject to instability when under a state of compressive stresses. A particularly interesting example is the buckling of an elastic ring under hydrostatic pressure. The buckling load is strongly influenced by the following nature of the force due to the hydrostatic pressure and, if this effect is neglected, the forecast of the critical buckling load can be up to 50 per cent for slender rings. This work studies, using a non-linear variational formulation, the buckling and vibration characteristics of rings and pipes supported by a Pasternak elastic foundation, the Winkler foundation being considered as a particular case. First, the equation of motion of the preloaded ring is derived and the analytical solution of the eigenvalue problems is obtained. Parametric analysis shows the influence of the geometric and physical parameters of the ring and the foundation on the critical load, natural frequencies and nonlinear load-frequency relationship, considering the force following effect of the hydrostatic pressure. Additionally, the effect of the foundation on pre-critical deformations is studied. Finally, the effect of an initial geometric imperfection is assessed using the Galerkin method. The results show that the parameters of the Pasternak foundation have a considerable effect on the critical load and mode as well as on the natural frequencies of the ring.

[pt] Nessa dissertação, são avaliados os comportamentos crítico e pós-crítico de uma placa retangular fina, simplesmente apoiada, sob compressão. Um modelo não-linear para placas perfeitas e com imperfeições é desenvolvido com base na teoria não-linear de placas proposta por Marguerre. O modelo discretizado possui dois graus de liberdade que são caracterizados pela flambagem em m e (m+1) meia-ondas senoidais na direção do carregamento. Obtém-se analiticamente soluções desacopladas e acopladas através de programas de álgebra simbólica (Maple V Realese 4). Realiza- se um detalhado estudo paramétrico visando identificar todas as possíveis configurações de equilíbrio e, para cada configuração determinada, analisa-se sua estabilidade. É também estudada a influência de imperfeições geométricas iniciais, tanto na superfície de energia quanto no número e estabilidade das soluções. Os resultados mostram que o acoplamento modal tem uma grande influência sobre o comportamento pós-crítico destas placas, podendo provocar mudanças bruscas dos modos de flambagem. Finalmente, é analisada a influência das imperfeições e tensões de compressão inicias nas freqüências naturais da placa, mostrando como estas freqüências podem ser utilizadas para determinar cargas críticas sem a necessidade de execução de ensaios destrutivos. / [en] The buckling and post buckling behavior of simply supported thin rectangular plates in axial compression is considered in this dissertation. A non- linear model for perfect and imperfect plates is developed based on Marguerre non-linear plate theory. The discretized model is considered as having two degrees of freedom characterized by buckling in m and (m+1) halfsinewaves axially and uncoupled and coupled solutions are obtained analytically by the use of symbolic algebra software. A detailed parametric study is conducted to identify all possible equilibrium solutions and establish their stability. The influence of initial geometric imperfections on the energy surface, number and stability of solutions is taken into account as an indispensable part of the analysis. The results shown that modal coupling has a strong influence on the post-buckling behavior of these plates and may explain abrupt changes of waveform of plates in the post-buckling range. Also, the influence of imperfections and initial compressive stress on the natural frequencies of the plate is analyzed and it is shown how these frequencies can be used to estimate safe buckling loads of rectangular plates non-destructively. / [es] Este trabajo presenta un análisis experimental de cinco vigas de concreto, simplemente apoyadas, protendidas con cables sintéticos externos, con el objetivo de estudiar la influencia de la resistencia del concreto en la variación de la fuerza de los cables de protensión y en la resistencia a la flexión de las vigas. La protensión de las vigas fue hecha con cables sintéticos conocidos como Parafil, con resistenciaa la tracción de 1950MPa y módulo de elasticidad de 126000MPa. La única variable considerada fue la resistencia del concreto, cuyos valores fueron 36, 57, 73, 74 y 104MPa. El concreto de las vigas con resistencia de 57, 73, 74 y 104MPa fueron construidos con el uso de la microsílica y aditivo superplastificante, con excepción de la viga con resistencia de 36MPa que fue construida con concreto común. Los resultados mostraron que la influencia de la resistencia del concreto sobre la resistencia a la flexión de las vigas no es grande. Para el aumento de 189% en la resistencia del concreto, se produjo un aumento en la variación de la fuerza en el cable de apenas 13.6% y un aumento de 33% en el momento de ruptura. Comparando los resultados experimentales con los resultados de las principales normas y modelos propuestos se verificó que todos ofrecen buenos resultados y subestiman los valores experimentales. Comparando los resultados experimentales con el modelo de Campos (1993) se observó que los valores de la variación en la fuerza en el cable superestiman los valores experimentales. 1267 En esta disertación, se evalúan los comportamientos crítico y poscrítico de una placa rectangular fina, simplemente apoyada, bajo compresión. Se desarrolla un modelo no lineal para placas perfectas y con imperfecciones teniendo como base la teoría no lineal de placas propuesta por Marguerre. El modelo discretizado posee dos grados de libertad que son caracterizados al flamear en m y (m+1) medias-ondas senoidales en la dirección de sobrepeso. Se obtienen analíticamente soluciones desacopladas y acopladas a través de programas de álgebra simbólica (Maple V Realese 4). Se realiza un detallado estudio paronétrico tratando de identificar todas las posibles configuraciones de equilibrio y, para cada configuración determinada se analisa la estabilidad. También se estudia la influencia de imperfecciones geométricas iniciales, tanto en la superfície de energía como en el número y estabilidad de las soluciones. Los resultados muestran que el acoplamiento modal tiene una gran influencia sobre el comportamiento poscrítico de estas placas, lo que puede provocar cambios bruscos de los modos de flamear. Finalmente, se analiza la influencia de las imperfecciones y tensiones de compresión iniciales en las frecuencias naturales de la placa, mostrando como estas frecuencias pueden ser utilizadas para determinar cargas críticas sin necesidad de ejecución de ensayos destructivos.

[pt] Nas últimas décadas, tem-se observado um crescente número de pesquisas e aplicações envolvendo estruturas hiperelásticas, integrando diferentes áreas da engenharia de estruturas e de materiais, impulsionados pelos avanços tecnológicos do processo de manufatura por adição (impressões 3D e 4D), muitas envolvendo flambagem. Entretanto têm-se poucas informações sobre a estabilidade de elementos estruturais hiperelásticos. O objetivo desta tese é, pois, estudar a estabilidade de colunas e arcos hiperelásticos. Com esta finalidade, desenvolve-se inicialmente uma formulação variacional não linear pseudo-3d para vigas hiperelásticas incompressíveis, seguindo as hipóteses de Euler-Bernoulli. Para avaliar esta formulação, o problema de flexão pura de uma viga hiperelástica é investigado numericamente usando elementos finitos, e experimentalmente. Diversos modelos constitutivos para materiais hiperelásticos não lineares submetidos a deformações finitas são adotados. Ensaios uniaxiais são usados para determinação das constantes de cada modelo constitutivo e determinação do modelo mais preciso para o material considerado (polivinilsiloxano). Diversos elementos finitos uni- e tridimensionais são testados. A comparação entre resultados obtidos pela formulação proposta e por elementos finitos com os dados experimentais permitem determinar a precisão da formulação bem como o tipo de elemento e a discretização mais apropriada para as análises. Adicionalmente, estes resultados permitem aferir a importância das deformações axiais e cisalhantes e do peso próprio em barras hiperelásticas. O auxílio de um software de medição por correlação de imagem digital durante os ensaios permite uma análise aprofundada do campo de deformações, juntamente com as análises por elementos finitos tridimensionais. A seguir estuda-se a flambagem de colunas hiperelásticas com diferentes condições de contorno. Sob solicitações de flexo-compressão, observase que as deformações da estrutura ao longo do caminho não linear de equilíbrio são influenciadas pelas deformações axiais e cisalhantes, que se mostram importantes mesmo sob pequenas deformações. Tendo em vista a importância das imperfeições iniciais em problemas de estabilidade, propõe-se aqui uma modificação do método de Southwell para incluir tais deformações. Finalmente, analisa-se o comportamento multiestável de arcos hiperelásticos pré-tensionados considerando um ou múltiplos arcos associados em paralelo, obtendo-se boa correlação entre resultados numéricos e experimentais. Os resultados obtidos na análise experimental mostram que flexibilidade dos materiais hiperelásticos altera os caminhos de equilíbrio e que a estrutura é capaz de apresentar níveis elevados de deformação sem danos ao material, conferindo-as um grande potencial de absorção e armazenamento de energia. Observa-se também o papel importante do peso próprio nessas trajetórias. A compreensão do comportamento não linear e estabilidade desses sistemas estruturais são importantes em aplicações práticas como controle de vibrações, absorção e coleta de energia, desenvolvimento de metamateriais, bioengenharia e medicina e robôs flexíveis, dentre outras. / [en] In recent decades, there has been an increasing number of researches and applications involving hyperelastic structures, integrating different areas of engineering structures and materials, driven by technological advances in the manufacturing process by addition (3D and 4D printing), many involving buckling. However, there is little information about the stability of hyperelastic structural elements. The objective of this thesis is, therefore, to study the stability of hyperelastic columns and arches. For this purpose, a non-linear pseudo-3d variational formulation is initially developed for incompressible hyperelastic beams, following the Euler-Bernoulli hypotheses. To evaluate this formulation, a pure bending problem of a hyperelastic beam is investigated numerically using finite elements, and experimentally. Several constitutive models for nonlinear hyperelastic materials subjected to finite strains are adopted. Uniaxial tests are used to determine the constants of each constitutive model and to determine the most accurate model for the material considered (polyvinylsiloxane). Several one- and three-dimensional finite elements are tested. The comparison between results obtained by the proposed formulation and by finite elements with the experimental data allows determining the accuracy of the formulation as well as the type of element and the most appropriate discretization for the analyses. Additionally, these results allow evaluating the importance of axial and shear strains and self-weight in hyperelastic bars. The aid of a digital image correlation measurement software during the tests allows an in-depth analysis of the deformation field, along with three-dimensional finite element analyses. Next, the buckling of hyperelastic columns with different boundary conditions is studied. Under bending and compression actions, it is observed that the deformations of the structure along the non-linear path of equilibrium are influenced by axial and shear deformations, which are important even under small deformations. Bearing in mind the importance of initial imperfections in stability problems, a modification of the Southwell method is proposed here to include such deformations. Finally, the multistable behavior of pre-compressed hyperelastic arches is analyzed considering one or multiple archess associated in parallel, obtaining a good correlation between numerical and experimental results. The results obtained in the experimental analysis show that the flexibility of hyperelastic materials alters the equilibrium paths and that the structure is capable of presenting high levels of deformation without damage to the material, giving them a great potential for energy absorption and storage. It is also observed the important role of self-weight in these trajectories. Understanding the non-linear behavior and stability of these structural systems are important in practical applications such as vibration control, energy absorption and harvesting, metamaterial development, bioengineering and medicine and flexible robots, among others.

[pt] Uma abordagem experimental foi utilizada para o estudo da eficiência de varredura de fluidos viscoplásticos na célula de Hele-Shaw , que representa um meio poroso com porosidade constante. A análise baseia-se em um fluido empurrando outro onde, pela razão de viscosidades acima do punto de referência , manifesta-se a instabilidade de Saffman-Taylor, que desencadeia em uma interface instável com divisões sucessivas conhecidas como viscous fingers. A formação da instabilidade é considerada uma condição indesejável, e no caso da indústria petrolífera, torna-se de interesse na invasão da formação pelo fluido de perfuração, pasta de cimento, e no deslocamento de petróleo pesado em reservatórios entre outros. Apesar de que o fenômeno é vastamente estudado utilizando a célula de Hele-Shaw, a maioria dos trabalhos concentram-se no deslocamento de líquidos newtonianos por ar, deixando uma ampla gama de possibilidades de estudo, particularmente no que diz respeito aos fluidos não newtonianos. Utilizando equipamentos que permitem assegurar uma vazão constante de injeção, testou-se três concentrações diferentes de solução aquosa de carbopol em duas configurações diferentes onde o líquido viscoplástico é o deslocador e vice-versa. Fazendo uso do processamento digital de imagens, avaliou-se a forma da interface em função do desvio padrão, além da velocidade e da eficiência de varredura no deslocamento. Determinaram-se parâmetros adimensionais em função da geometria da bancada e dos fatores dinâmicos e reológicos dos fluidos onde se obtiveram duas zonas vem marcadas de varredura. Observou-se que a razão de viscosidades e o número de capilaridade modificada crítica são os indicadores que governam o deslocamento. / [en] An experimental approach has been used to study the sweep efficiency of viscoplastic fluid in a Hele-Shaw cell, which represents a porous medium with constant porosity. The analysis is based on a lower viscosity fluid pushing a more viscous through a geometry, which manifests the instability of Saffman-Taylor, that result in an unstable interface with successive divisions known as viscous fingers. The occurrence of instability is considered an undesirable condition, and in the petroleum oil industry, it becomes of interest in the reservoir oil invasion and heavy oil displacement in reservoirs. Despite being widely studied, most studies focus on the displacement of Newtonian liquids by air, leaving the field of study of non-Newtonian fluids without being evaluated where none of viscosities of the fluids involved can be considered negligible. Using equipment that ensures a constant flow rate of injection three different aqueous concentrations of carbopol were tested in two different configurations: carbopol as the displacing fluid and vice-versa. Using digital image processing, the shape interface was evaluated according to their standard deviation, average velocity and efficiency sweep during the displacement. Determined dimensionless parameters was evaluated in function of the experimental geometry, dynamic and rheological factors of the fluids in order to get benchmark that allow separating interfaces zones that tend to 100 per cent or plugs and the zone where the viscous fingers reveal themselves. It was found that the viscosity ratio and modified critical capillary govern the displacement.

[pt] Estruturas reticuladas espaciais com grandes vãos são encontradas em uma variedade de aplicações em engenharia. Muitas dessas estruturas apresentam um comportamento eminentemente não linear, envolvendo tanto não linearidades físicas quanto geométricas, o que leva em muitos casos a múltiplas configurações de equilíbrio. Em particular, estruturas biestáveis estão usualmente sujeitas a instabilidades por ponto limite (snap-through), bifurcações simétrica instável ao longo do caminho não linear de equilíbrio, instabilidade elástica de elementos individuais, devido à plastificação destes elementos ou a interação destes fenômenos. O presente trabalho tem como objetivo a análise detalhada de duas classes de estruturas biestáveis: treliças piramidais (instabilidade indesejada) e estruturas ajustáveis com elementos de tesoura (instabilidade desejada). Ferramentas teóricas e computacionais são desenvolvidas para a investigação da influência das medidas de deformação quadrática e logarítmica, deformações elasto-plásticas e instabilidades na resposta estática e dinâmica não linear de um módulo de treliça piramidal. Uma formulação corrotacional em elementos finitos é proposta para descrever a ligação espacial flexível encontrada nas estruturas ajustáveis biestáveis aqui estudadas. A análise de estruturas com grandes vãos formadas pela junção de módulos de treliças piramidais ou módulos ajustáveis é apresentada. Os resultados obtidos mostram que a presença e interação das diversas fontes de instabilidade têm uma grande influência no comportamento destas estruturas e pode determinar ou não a sua viabilidade em aplicações práticas. / [en] Large span reticulated structures are applied in a variety of engineering applications. Many of these structures present a nonlinear behavior involving both geometric and material nonlinearities with multistable configurations. Particularly, bistable structures are often subjected to instability phenomena, such as snap-through and bifurcations of the whole structure, individual units or single bars. The present work, focuses on two classes of bistable structural systems: pyramidal trusses (undesired instability) and deployable scissor structures (desired design instability). Theoretical and computational tools are developed to investigate the influence of the strain measure, elasto-plastic deformations and instability phenomena on the nonlinear static and dynamic response of bistable pyramidal trusses. A compliant corrotational spatial joint finite element formulation with finite size is developed and applied to study bistable deployable scissor modules. The analysis of bistable large span structures formed by the assembly of modules is also carried out. It s shown that the presence and interaction of the studied buckling sources have deep influence on the systems behavior and can ultimately determine their viability in practical applications.

Realizamos estudo prospectivo randomizado para comparar cinco métodos específicos de avaliação funcional do ombro e uma avaliação genérica da saúde em pacientes operados de capsuloplastia e descompressão subacromial associado à reparação do manguito rotador. Foram estudados 30 pacientes de cada grupo, avaliados no período entre cinco a seis meses após o tratamento cirúrgico com os questionários dos Cirurgiões Americanos de Ombro e Cotovelo(ASES), Sistema de Pontuação do Ombro de Constant & Murley (CONSTANT), Folha de Classificação da Reparação de Bankart (ROWE), Teste Simples de Ombro (SST), Escala de Avaliação do Ombro da Universidade de Califórnia - Los Angeles (UCLA) e o Questionário Genérico de Avaliação de Qualidade de Vida (SF-36). A idade no grupo de \"Descompressão\" variou de 44 a 77 anos (média 59,2) e no grupo de \"Capsuloplastia\" foi de 17 a 65 anos (média de 31,4). Em relação ao sexo, o grupo da \"Descompressão\" foi predominantemente feminino e no grupo da \"Capsuloplastia\" foi predominante o sexo masculino. As médias da pontuação no grupo de \"Capsuloplastia\" são maiores que no \"Descompressão\" (93,6 e 71,7 respectivamente). A variabilidade dos escores observado no grupo \"Capsuloplastia\" (89,1 a 100) é inferior ao do grupo \"Descompressão\" (65,1 a 95,9). Não existe uma forte concordância entre os resultados obtidos pelos diferentes questionários (variação de zero a 0,51). A média nos oito domínios do SF-36 no grupo \"Descompressão\" foi de 70,8 variando de 60,4 (Vitalidade) a 89,2 (Aspectos Sociais). Para o grupo \"Capsuloplastia\" a média foi de 91,2 variando de 83,4 (Saúde Mental) a 96,6 (Aspectos Emocionais). Nos coeficientes de correlação linear de Pearson, não foi detectada associação linear entre a escala de CONSTANT e SF-36 no grupo \"Descompressão\" e entre ROWE e SF-36 no grupo \"Capsuloplastia\". Em ambos os grupos a maior correlação encontrada foi entre os questionários UCLA e ASES (0,900 na \"Descompressão\" e 0,893 na \"Capsuloplastia\"). Concluiu-se que nas cirurgias de descompressão subacromial o questionário UCLA foi o mais completo mostrando maior confiabilidade e reprodutibilidade e para as capsuloplastias o método ROWE apresentou maior confiabilidade, reprodutibilidade e praticidade. / A prospective randomized study was realized to compare methods of both disease specific and generic health status of shoulder\'s functional assessment in patients after operative treatment of subacromial decompression associated a repair of a tear of the rotator cuff and capsuloplasty. The thirty patients in each group were studied and at follow-up five to six months later, with the following questionnaires: American Shoulder and Elbow Surgeons Shoulder Evaluation Form (ASES), Constant-Murley Shoulder Scoring System (CONSTANT), Rating Sheet for Bankart Repair (ROWE), Simple Shoulder Test (SST), University of California at Los Angeles Shoulder Rating Scale (UCLA) and the Short Form-36 (SF-36). The age in Decompression group was greater than Capsuloplasty group and the gender of first group was predominantly consisted of women and in the second group was men. The scores averages of Capsuloplasty group were higher than Decompression group (93,6 and 71,7 respectively). The variability of the scores observed in the Capsuloplasty group, 89,1 to 100,0 was less than in the Decompression group, 65,1 to 95,9. A strong interrater reliability between the questionnaires does not exist - variation 0 to 0,51. The average in the eight domains of SF-36 in Decompression group was 70,8 [range 60,4 (Vitality) to 89,2 (Social Aspect)]. In Capsuloplasty group the average was 91,2 [range 83,4 (Mental Health) to 96,6 (Emotional Aspect) ]. Pearson\'s coefficient analysis, shows that the correlation between CONSTANT and SF-36 was not detect, and in Capsuloplasty was not detect in ROWE and SF-36. In both groups Capsuloplasty (0,893) and Decompression (0,900), a strong correlation between UCLA and ASES were observed. It follows that to subacromial decompression surgery, UCLA shows more reliability and in Capsuloplasty, the Rowe method shows more applicability.

Realizamos estudo prospectivo randomizado para comparar cinco métodos específicos de avaliação funcional do ombro e uma avaliação genérica da saúde em pacientes operados de capsuloplastia e descompressão subacromial associado à reparação do manguito rotador. Foram estudados 30 pacientes de cada grupo, avaliados no período entre cinco a seis meses após o tratamento cirúrgico com os questionários dos Cirurgiões Americanos de Ombro e Cotovelo(ASES), Sistema de Pontuação do Ombro de Constant & Murley (CONSTANT), Folha de Classificação da Reparação de Bankart (ROWE), Teste Simples de Ombro (SST), Escala de Avaliação do Ombro da Universidade de Califórnia - Los Angeles (UCLA) e o Questionário Genérico de Avaliação de Qualidade de Vida (SF-36). A idade no grupo de \"Descompressão\" variou de 44 a 77 anos (média 59,2) e no grupo de \"Capsuloplastia\" foi de 17 a 65 anos (média de 31,4). Em relação ao sexo, o grupo da \"Descompressão\" foi predominantemente feminino e no grupo da \"Capsuloplastia\" foi predominante o sexo masculino. As médias da pontuação no grupo de \"Capsuloplastia\" são maiores que no \"Descompressão\" (93,6 e 71,7 respectivamente). A variabilidade dos escores observado no grupo \"Capsuloplastia\" (89,1 a 100) é inferior ao do grupo \"Descompressão\" (65,1 a 95,9). Não existe uma forte concordância entre os resultados obtidos pelos diferentes questionários (variação de zero a 0,51). A média nos oito domínios do SF-36 no grupo \"Descompressão\" foi de 70,8 variando de 60,4 (Vitalidade) a 89,2 (Aspectos Sociais). Para o grupo \"Capsuloplastia\" a média foi de 91,2 variando de 83,4 (Saúde Mental) a 96,6 (Aspectos Emocionais). Nos coeficientes de correlação linear de Pearson, não foi detectada associação linear entre a escala de CONSTANT e SF-36 no grupo \"Descompressão\" e entre ROWE e SF-36 no grupo \"Capsuloplastia\". Em ambos os grupos a maior correlação encontrada foi entre os questionários UCLA e ASES (0,900 na \"Descompressão\" e 0,893 na \"Capsuloplastia\"). Concluiu-se que nas cirurgias de descompressão subacromial o questionário UCLA foi o mais completo mostrando maior confiabilidade e reprodutibilidade e para as capsuloplastias o método ROWE apresentou maior confiabilidade, reprodutibilidade e praticidade. / A prospective randomized study was realized to compare methods of both disease specific and generic health status of shoulder\'s functional assessment in patients after operative treatment of subacromial decompression associated a repair of a tear of the rotator cuff and capsuloplasty. The thirty patients in each group were studied and at follow-up five to six months later, with the following questionnaires: American Shoulder and Elbow Surgeons Shoulder Evaluation Form (ASES), Constant-Murley Shoulder Scoring System (CONSTANT), Rating Sheet for Bankart Repair (ROWE), Simple Shoulder Test (SST), University of California at Los Angeles Shoulder Rating Scale (UCLA) and the Short Form-36 (SF-36). The age in Decompression group was greater than Capsuloplasty group and the gender of first group was predominantly consisted of women and in the second group was men. The scores averages of Capsuloplasty group were higher than Decompression group (93,6 and 71,7 respectively). The variability of the scores observed in the Capsuloplasty group, 89,1 to 100,0 was less than in the Decompression group, 65,1 to 95,9. A strong interrater reliability between the questionnaires does not exist - variation 0 to 0,51. The average in the eight domains of SF-36 in Decompression group was 70,8 [range 60,4 (Vitality) to 89,2 (Social Aspect)]. In Capsuloplasty group the average was 91,2 [range 83,4 (Mental Health) to 96,6 (Emotional Aspect) ]. Pearson\'s coefficient analysis, shows that the correlation between CONSTANT and SF-36 was not detect, and in Capsuloplasty was not detect in ROWE and SF-36. In both groups Capsuloplasty (0,893) and Decompression (0,900), a strong correlation between UCLA and ASES were observed. It follows that to subacromial decompression surgery, UCLA shows more reliability and in Capsuloplasty, the Rowe method shows more applicability.

In this work, a DNS code was developed to investigate problems on transition in subsonic compressible boundary layer on a flat plate. Code validation tests were performed for linear and nonlinear stages of transition, on incompressible and compressible regimes. The focus of the present work is to investigate natural transition in subsonic boundary layers modeled by wave packets; and perform a preliminary study of transition induced by white noise. Three main problems were considered, namely, a DNS simulation and analysis of the ex- periment (MEDEIROS; GASTER, 1999b) of wave packet evolution on incompressible boundary layer, the influence of compressibility on wave packet evolution at subsonic Mach numbers and finally, a preliminary study of the evolution of a white noise perturbation in the boundary layer at Mach 0.2 and Mach 0.9. Comparisons between numerical and experimental results show remarkably good agreement in the linear and nonlinear stages, in both, spatial and Fourier spaces. A numerical simulation of this experiment and the analysis carried out is not available in the literature for wave packets in the incompressible boundary layer. The nonlinear modal analysis performed established the existence of tuned fundamental and subharmonic resonance of H-type and K-type in the packet. Influence of compressibility in the wave packet evolution was here investigated in boundary layers at Mach 0.7 and Mach 0.9. There are no works reported in the literature on wave packets in compressible subsonic boundary layer. In the linear regime, the oblique modes were the most unstable for Mach > 0.7, as expected by the results of the literature. In the nonlinear regime, strong streaks were observed, associated with low frequency modes that eventually decay downstream. An isolated wave packet at Mach 0.9 showed nonlinear amplification only in the subharmonic band, which may be associated to H-type or detuned resonance. However this packet has a relatively stable character. On the other hand, at Mach 0.9 spanwise interaction of wave packet pairs were more unstable than the isolated case, because stable modes for the isolated packet evolution becomes unstable in the wave packet interaction. This scenario evidenced the presence of oblique transition. Finally, the nonlinear evolution of the same white noise disturbance at Mach 0.2 and Mach 0.9 were observed to be completely different. In the incompressible boundary layer localized lambda vortex structures were observed, that could be associated to the local presence of H-type and/or K-type resonance. In the compressible regime, longitudinal vortex structures distributed across the entire domain seemed to be linked to oblique transition. In the white noise evolution, compressibility seems to have a stronger effect than in the wave packet evolution. In the conditions considered, the wave packet interaction appear to be a better representation of white noise compressible transition scenario. / No presente trabalho, um código DNS (Direct Numerical Simulation) foi desenvolvido para abordar problemas de transição para turbulência em camada limite subsônica compressível em uma placa plana. Foram realizados testes de validação de código , nos regimes linear e não linear do processo de transição, nos regimes incompressível e compressível. O foco do presente trabalho é estudar transição natural modelada por meio de pacotes de onda em camada limite compressível subsônica, e realizar uma análise preliminar da transição induzida por ruído branco. Três assuntos principais foram considerados: uma simulação DNS e uma análise comparativa com o experimento (MEDEIROS; GASTER, 1999b) sobre a evolução de um pacote de ondas em camada limite incompressível, a influência da compressibilidade na evolução de pacotes de ondas no regime subsônico, e por último, um estudo preliminar da transição induzida por ruído branco em Mach 0.2 e Mach 0.9. As comparações realizadas entre a solução numérica e os dados experimentais mostram uma boa concordância, nos regimes linear e não linear, tanto no espaço físico quanto no espaço de Fourier. A simulação numérica deste experimento e a análise realizada neste trabalho, não são encontradas na literatura para o regime incompressível. A análise modal não linear aplicada aos resultados, permitiu identificar a presença das ressonâncias tipo H e tipo K no pacote de ondas. A influência da compressibilidade na evolução dos pacotes de onda foi estudada em Mach 0.7 e Mach 0.9. Na literatura não há trabalhos sobre pacotes de ondas no regime sub- sônico. No regime linear da transição, os modos oblíquos resultam ser os mais instáveis para Mach > 0.7, como era de esperar, de acordo com os resultados da literatura. No regime não linear, foram observadas estrias de moderada amplitude, associadas com modos de baixa frequência que acabam decaindo. O pacote de ondas em Mach 0.9 apresentou amplificação não linear somente na banda subharmônica, que pode ser associada com transição tipo H ou ressonância dessintonizada. No entanto, o comportamento geral neste regime é estabilizante. Por sua vez, a interação entre pacotes de ondas em Mach 0.9 mostrou um comportamento desestabilizante, pois a interação acaba gerando amplificação não linear em modos que decaem no pacote isolado. Os modos amplificados sugerem a presença do mecanismo de transição oblíqua. Finalmente, a evolução da mesma perturbação constituída por ruído branco em Mach 0.2 e Mach 0.9, resultaram ser completamente diferentes. Na camada limite incompressível foram observados vórtices tipo lambda, que poderiam ser gerados pela presença localizada das ressonâncias tipo H e/ou tipo K. No regime compressível foram observados vórtices distribuidos em todo o domínio, o que sugere a presença da transição oblíqua. Na transição gerada por ruído branco a compressibilidade teve uma influência maior que no pacote de ondas. Nas condições estudadas, a interação entre pacotes de ondas parece ser uma melhor representação do ruído branco no regime compressível.