The purpose of this study is to examine the propagation of waves of finite deformation in rubbers through experiments and analysis. First, attention is focused on the propagation of one-dimensional dispersive waves in strips of latex and nitrile rubber. Tensile wave propagation experiments were conducted at high strain-rates by holding one end fixed and displacing the other end at a constant velocity. A high-speed video camera was used to monitor the motion and to determine the evolution of strain and particle velocity in rubber strips. Analysis of the response through the theory of finite wave propagation indicated a need for an appropriate constitutive model for rubber; by quantitative matching between the experimental observations and analytical predictions, an appropriate instantaneous elastic response for the rubbers was obtained. This matching process suggested that a simple power-law constitutive model was capable of representing the high strain-rate response for both rubbers used. Next, the propagation of one-dimensional shock waves in strips of latex and nitrile rubber is examined. Shock waves have been generated under tensile impact in pre-stretched rubber strips; analysis of the response yields the tensile shock adiabat for rubbers. The propagation of shocks is analyzed by developing an analogy with the theory of detonation. Attention is then focused on the propagation of unloading waves of finite deformation in a rubber specimen analytically and experimentally. A rubber strip stretched to many times its initial length is released at one end and the resulting unloading is examined. Dispersive waves as well as shock waves are observed in these experiments. Quantitative discrepancies between the analytical model and experimental observations are again used to motivate a power-law model. Hysteresis in the response is attributed to strain-induced crystallization and melting phase transitions in natural latex rubber, and to nonequilibrium microstructural deformation in nitrile rubber. Finally, a Kolsky experiment is conducted and analyzed under the framework of dispersive loading and unloading waves utilized in the previous experiments. In this experiment, a phase boundary is introduced separating low and high strain phases of the rubber and is demonstrated to persist as a stationary boundary in latex rubber. / text

Submitted by Nayra Yumi Tsutsumoto null (nayrayumi@hotmail.com) on 2016-09-29T18:00:17Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FINAL_v8_NAYRA YUMI TSUTSUMOTO.pdf: 8569526 bytes, checksum: 3ea70e3054ae638bf10e3a3b63a9c642 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-10-03T20:17:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tsutsumoto_ny_me_ilha.pdf: 8569526 bytes, checksum: 3ea70e3054ae638bf10e3a3b63a9c642 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-03T20:17:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tsutsumoto_ny_me_ilha.pdf: 8569526 bytes, checksum: 3ea70e3054ae638bf10e3a3b63a9c642 (MD5) Previous issue date: 2016-08-05 / O bambu é uma planta renovável, perene, tropical e que apresenta uma série de vantagens, tais como: crescimento rápido, elevada resistência mecânica, grande versatilidade, beleza, e não necessita do replantio de colmos. Certamente, fica evidente que o bambu é um material de grande potencial, para diversos setores, sobretudo da construção civil, em que o mesmo vem sendo utilizado desde os tempos mais remotos. Nas estruturas de concreto, o bambu tem sido estudado como um elemento passível de resistir aos esforços de tração. Entretanto, como desvantagens, o bambu é um material orgânico e higroscópico. Após a concretagem, durante a cura do concreto, o bambu absorve água e, consequentemente, tem suas dimensões aumentadas. Com o concreto endurecido, o bambu começa a perder a água absorvida e se retrai, sofrendo uma redução de seu volume, o que diminui a eficiência da aderência entre os materiais. Outra desvantagem do bambu é a região do nó, cuja resistência à tração é muito inferior à da região internodal. O presente trabalho tem como principal objetivo avaliar o comportamento estrutural de vigas de concreto armado, sem e com reforço adicional de taliscas de bambu, por meio de ensaios de flexão. As taliscas de bambu utilizadas como reforço adicional à armadura são de dois tipos: com e sem reforços nas regiões nodais. Com o intuito de analisar a condição de aderência entre a talisca de bambu e o concreto, foram realizados ensaios de arrancamento. As taliscas foram elaboradas a partir de colmos da espécie Bambusa vulgaris, disponível na cidade de Ilha Solteira, algumas com e outras sem reforços nas regiões nodais. Todas as taliscas foram impermeabilizadas com látex de seringueira. Para a colagem dos reforços nos nós das taliscas, foi utilizada uma resina poliuretana bicomponente à base de óleo de mamona. As taliscas com reforços colados apresentaram um aumento da resistência à tração. Com relação ao ensaio de arrancamento, a existência do reforço nos nós permitiu acréscimos em relação à tensão normal, provocando a ruptura da talisca e não o seu escorregamento. Quanto ao ensaio de flexão das vigas, concluiu-se que a presença das taliscas de bambu aumentou a capacidade resistente das vigas e, portanto, poderia se pensar na redução da quantidade de aço a ser utilizado. O reforço nos nós das taliscas de bambu proporcionou um melhor comportamento com relação às flechas e um discreto aumento na capacidade resistente das vigas. No que diz respeito ao padrão de fissuração, observou-se que a ruptura das vigas ocorreu na região central, região submetida aos maiores momentos fletores, e, embora as vigas com reforço adicional de taliscas de bambu reforçadas nos nós tenham apresentado maior número de fissuras, aparentemente, o padrão de fissuração foi basicamente o mesmo para todas as vigas ensaiadas. / Bamboo is a renewable, perennial and tropical plant, and that presents a number of advantages, such as: growth quickly, high mechanical resistance, versatility, beauty, and does not require the replanting of culms. Certainly it is clear that bamboo is a great potential material for various industries, especially construction, in which it has been used since ancient times. In concrete structures, bamboo has been studied as an element capable of resisting the traction efforts. However, as disadvantages, bamboo is an organic and hygroscopic material. After the concrete, during curing of the concrete, bamboo absorbs water and, therefore, has increased their dimensions. With the hardened concrete, bamboo begins to lose water absorbed and retracts suffering a reduction of its volume, which decreases the efficiency of adhesion between the materials. Another disadvantage of bamboo is the node region, whose tensile strength is much lower than the internode region. This study has as main objective to evaluate the structural behavior of reinforced concrete beams, with and without additional reinforcement bamboo splints through bending tests. The bamboo splints used as additional reinforcement to armor are of two types: with and without reinforcements in the node regions. In order to examine the condition of adhesion between the concrete and bamboo splint pull out tests were done. The splints were prepared from culms of Bambusa vulgaris species, available in the city of Ilha Solteira, some with and some without reinforcements in the node regions. All splints were coated with rubber trees latex. For bonding reinforcements in nodes of splints, we used a two-component polyurethane resin oil-based of castor plant. Samples with glued reinforcements showed an increase in the tensile strength. Regarding the pull out test, the existence of reinforcement in the nodes allowed increases in relation to normal tension, causing the rupture of splint and not its slipping. As for the bending test of the beams, it is concluded that the presence of bamboo splints increased bearing capacity of the beams and, therefore, could think of reducing the amount of steel to be used. Strengthening the nodes of bamboo splints provide better performance with respect to deflections and a slight increase in resitente capacity of beams. With regard to the crack pattern, it was observed that the breakage of the beams occurred in the central region, region subjected to higher bending moments, and, although the beams with additional reinforcement bamboo splints reinforced in the nodes had a higher number of cracks, apparently, the crack pattern was essentially the same for all tested beams.

Orientador: José Luiz Pinheiro Melges / Resumo: O bambu é uma planta renovável, perene, tropical e que apresenta uma série de vantagens, tais como: crescimento rápido, elevada resistência mecânica, grande versatilidade, beleza, e não necessita do replantio de colmos. Certamente, fica evidente que o bambu é um material de grande potencial, para diversos setores, sobretudo da construção civil, em que o mesmo vem sendo utilizado desde os tempos mais remotos. Nas estruturas de concreto, o bambu tem sido estudado como um elemento passível de resistir aos esforços de tração. Entretanto, como desvantagens, o bambu é um material orgânico e higroscópico. Após a concretagem, durante a cura do concreto, o bambu absorve água e, consequentemente, tem suas dimensões aumentadas. Com o concreto endurecido, o bambu começa a perder a água absorvida e se retrai, sofrendo uma redução de seu volume, o que diminui a eficiência da aderência entre os materiais. Outra desvantagem do bambu é a região do nó, cuja resistência à tração é muito inferior à da região internodal. O presente trabalho tem como principal objetivo avaliar o comportamento estrutural de vigas de concreto armado, sem e com reforço adicional de taliscas de bambu, por meio de ensaios de flexão. As taliscas de bambu utilizadas como reforço adicional à armadura são de dois tipos: com e sem reforços nas regiões nodais. Com o intuito de analisar a condição de aderência entre a talisca de bambu e o concreto, foram realizados ensaios de arrancamento. As taliscas foram elaboradas a parti... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre