Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Dr. Joaquim Azevedo Figueiras

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Ciências de Engenharia, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Fernando Jorge Monteiro

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação dos Profesoores António Torres Marques e José Dias Rodrigues

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Thèse présentée pour obtenir le grade de Docteur, à l`Universite de Bourgogne, sous la direction du Prof. Shahram Aivazzadeh

Este estudo visa facultar respostas acerca do modo como decorre no plano morfológico e sintáctico, a expressão de relações de causalidade, em textos de especialidade. O domínio conceptual específico, ao qual estão ligados os corpora usados nesta investigação, enquadra-se no contexto da Engenharia Mecânica, mais concretamente, no domínio dos Materiais Compósitos. Dado o crescente interesse pelo estudo de textos da especialidade e pela análise e extração de informação pretende criar-se, com este trabalho, um protótipo de investigação no âmbito da expressão de causalidade em corpora técnicos, como forma de potenciar essas ferramentas. Na execução de alguns dos principais passos do projecto, nomeadamente a selecção e extracção de frases em que se insere o objecto de estudo, materializado em formas em -ed, destaca-se o papel do Corpógrafo (V4), enquanto compilador de corpora e instrumento de análise e extracção de dados. Na fase final, a criação de padrões sintácticos, representados de acordo com o modo de indexação proposto pelo sistema Nooj, constitui-se como um dos principais objectivos deste trabalho, na medida em que, ao sintetizar todas as estruturas identificadas através da anélise da amostra em estudo, promove a desambiguação dos contextos em que ocorre a expressão de causalidade, em textos de especialidade, solucionando umas das 'situações problema' identificadas numa fase inicial da pesquisa. Em geral, a identificação de eventuais dificuldades e potencialidades deste estudo visa promover, junto de outros investigadores, o interesse por esta área de investigação.

D' AGUIAR, S. C. M. Estabilidade de colunas de material compósito reforçado por fibras. 2017. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)-Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017 / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-11-09T13:43:55Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_scmdaguiar.pdf: 4612681 bytes, checksum: 229492d135e7c3537e93b263e751c4f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-11-09T18:48:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_scmdaguiar.pdf: 4612681 bytes, checksum: 229492d135e7c3537e93b263e751c4f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-09T18:48:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_scmdaguiar.pdf: 4612681 bytes, checksum: 229492d135e7c3537e93b263e751c4f5 (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / The use of composite materials in the construction industry has excelled in recent years, as a result of your high rigidity and resistance, low density, flexible manufacturing, among other advantages over traditional materials. On the other hand, the mechanical behavior of these structures is more complex than the metal structures, mainly because of the orthotropy. This complexity increases when it has been considered laminated columns - composed of several laminae, with different materials and fiber orientation. Therefore, the present work aims to perform a theoretical and computational study of the behavior, performance and resistance of laminated and pultruded columns of fiber reinforced composite material. For this, analysis models were proposed, using the Finite Element Method (FEM), considering the effects of physical and geometric nonlinearities. Column collapse was evaluated using the First Ply Failure (FPF) approach, using different failure criteria, and the nonlinear physical behavior was simulated from a continuous damage model. Additionally, it was checked the applicability of expressions available in the literature to determine the loading capacity of these structures, including the interaction between local and global buckling. A validation of the models of analysis was made on the basis of numerical and experimental results of other researches, obtaining a good agreement. Based on the analysis, the influence of the lamination scheme and thickness on the behavior of laminated columns was confirmed, and the efficiency based of the FPF approach was confirmed, as well as the feasibility of some expressions proposed in the literature to predict the load capacity of columns of fiber reinforced composite material. In general, the results that were obtained evidenced the use of computational analysis as a way to contribute to the studies of stability and resistance of columns of composite material. / O uso de materiais compósitos na indústria da construção civil tem se destacado nos últimos anos em virtude de sua alta rigidez e resistência, baixa densidade, flexibilidade de fabricação, dentre outras vantagens sobre os materiais tradicionais. Por outro lado, o comportamento mecânico destas estruturas é mais complexo que o de estruturas metálicas, sobretudo devido à ortotropia. Esta complexidade aumenta quando se consideram colunas laminadas - compostas de várias lâminas - com diferentes materiais e orientações das fibras. Assim, o presente trabalho visa realizar um estudo teórico e computacional do comportamento, desempenho e resistência de colunas laminadas e pultrudadas de material compósito reforçado por fibras. Para isto, foram propostos modelos de análise, a partir do Método dos Elementos Finitos (MEF), considerando os efeitos das não linearidades física e geométrica. O colapso das colunas foi avaliado segundo a abordagem da Falha da Primeira Lâmina (FPF), utilizando diferentes critérios de falha, e o comportamento não linear físico foi simulado a partir de um modelo de dano contínuo. Adicionalmente, verificou-se a aplicabilidade de expressões disponíveis na literatura para determinação da capacidade de carga destas estruturas, incluindo a interação entre as flambagens local e global. A validação dos modelos de análise foi feita com base em resultados numéricos e experimentais de outras pesquisas, obtendo-se uma boa concordância. Com base nas análises realizadas constatou-se a influência do esquema de laminação e da espessura no comportamento de colunas laminadas e confirmou-se a eficiência da abordagem baseada na FPF e a viabilidade de algumas expressões propostas na literatura para predição da capacidade de carga de colunas de material compósito reforçados por fibras. De modo geral, os resultados obtidos evidenciaram a utilização de análises computacionais como forma de contribuir nos estudos de estabilidade e resistência de colunas de material compósito.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005Bitstream added on 2014-06-13T20:42:55Z : No. of bitstreams: 1 sarmento_vhv_dr_araiq.pdf: 3623913 bytes, checksum: 77c3583f1543f7af6df86065ef14754e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006Bitstream added on 2014-06-13T18:58:40Z : No. of bitstreams: 1 barud_hs_me_araiq.pdf: 4450763 bytes, checksum: 49a71a8b0b75c57b23a31bd5778f16f0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A celulose bacteriana obtida pela cultura de Acetobacter xylinum apresenta alta massa molecular e alta cristalinidade quando comparada à celulose vegetal. Devido à auto-organização, microcristalinidade e estrutura tridimensional tem gerado um grande número de produtos comerciais. Eles incluem membranas para autofalantes e fones de ouvido, Biofill® (usado como pele artificial), fibras dietéticas (nata-de-coco), membranas para celas de combustível, e outros . Nesse trabalho, novos compósitos celulose/fosfato de sódio e celulose bacteriana/sílica foram preparados a partir de celulose bacteriana. Para os compósitos celulose/polifosfato de sódio, a difratometria de raios X apresentou contribuição das fases Ia e Iß da celulose e de fosfato recobrindo as fibras da estrutura da celulose. Alterações nas propriedades mecânicas e térmicas foram evidenciadas através das análises térmicas e mecânicas. Compósitos de celulose bacteriana e sílica foram preparados pela hidrólise de tetraetoxisilano (TEOS) na presença da celulose. Observou-se o depósito de nanopartículas de sílica sobre as microfibrilas de celulose. A presença de fase inorgânica contribui para a melhora das estabilidades térmicas e mecânicas da celulose bacteriana. / Bacterial cellulose obtained from cultures of Acetobacter xylinum presents higher molecular weight and higher crystallinity than plant cellulose. The selfassembled, microcrystalline and three dimensional network structures have lead to a number of commercial products. These include headphone membranes, paper, Biofill® (to be used as a temporary skin substitute), dietary fiber (nata-de-coco), fuel cells, and others 2. In this work, new composites based on bacterial cellulose/sodium phosphate and bacterial cellulose/silica were prepared. In the bacterial cellulose/polyphosphate composite DRX analyses presents Ia and Iß cellulose phases and adsorbed phosphate covering the cellulose microfibrils. Important changes in mechanical and thermal properties were evidenced for thermal and mechanics analyses. Composites on bacterial cellulose and silica were prepared from the hydrolysis/condensation of tetraethoxysilane (TEOS) on the cellulose microfibrils. The inorganic phase improves cellulose thermal stability and mechanical properties.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-10Bitstream added on 2014-06-13T19:58:52Z : No. of bitstreams: 1 pinto_erp_me_araiq.pdf: 5569467 bytes, checksum: 2f595227d3dc3f1b9f4455d7803afae6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O desenvolvimento de novos materiais com fonte renovável, baixo custo, melhores propriedades físico-mecânicas e biodegradáveis tem se tornado o principal objetivo de muitas empresas e grupos de pesquisa. O principal objetivo deste trabalho foiestudare desenvolver materiais a partir de uma matriz de poliuretano (PU) derivada do óleo de mamona utilizando como reforço a fibra da celulose bacteriana (CB). O trabalho foi dividido em duas etapas, a primeira direcionada a escolher o melhor estado da fibra (úmida, seca ou liofilizada) e a melhor resina para a formação da matriz. Na segunda etapa, desenvolveram-se as condições de moldagem e compressão para a matriz e compósito. A formação dos compósitos na primeira etapa utilizou a fibra da CB em três estados diferentes, seca, úmida em pedaço, úmida triturada e liofilizada, e duas matrizes de resinas PU monocomponente com diferentes porcentagens de NCO livre para cada uma, na proporção de 80% de fibra CB e 20% da matriz PU. A partir dos resultados obtidos optouse por utilizar a fibra úmida e seca e a matriz para a moldagem foi desenvolvida como bicomponente, pois a monocomponente apresentou formação de bolhas devido à reação com a umidade e a presença de muito solvente. Na segunda etapa foram obtidos os compósitos com 10% de fibra seca com uma pequena porcentagem de água (7%) e 90% da matriz PU bicomponente. As condições de moldagem foram a 6 ton a 70ºC por 7h. Para a fibra úmida foi desenvolvido um processo de troca de solvente para diminuir a porcentagem de água com o objetivo de aumentar a interação com a matriz. Esse processo possibilita utilizar a fibra revestida com a resina em forma de tiras, fios ou manta como reforço na matriz PU ou em outras matrizes. A caracterização foi feita por Raio-X, Infravermelho, Termogravimetria, Calorimetria Exploratória Diferencial, Análise Dinâmico Mecânico e ensaios... / The development of new materials with renewable source, low cost, better physicsmechanical properties and biodegradable, has become the main objective of many companies and research groups. The main goal of this work was to study and to develop material from polyurethane matrix (PU) derivative from castor oil added to bacterial cellulose (BC) fiber as reinforcement. The present work was divided in two parts: first, a selection of adequate fiber (humid, dry or lyophilized) and adequate resin have been explored to prepare the matrix. In the second part, the conditions of molding and compression for the matrix and composite have been studied. The first stage of the composites were formed with different types of BC fiber, dry and humid like continuum, discontinue and lyophilized, the matrix used was PU monocomponent resin with different percentages of free NCO for each one, with the ratio 80% of BC fiber and 20% of PU matrix. From these results, it was possible to select the humid and dry fiber. The molding PU matrix was developed as bicomponent, because the monocomponent resin had several bubbles due to the high amount of solvent and reaction with humid. The second stage of the composites had 10% of dry fiber containing (7%) of water and 90% of bicomponent PU. The molding condition was 6 ton at 70ºC during 7h. To increase the interaction of the matrix and CB fiber, a process has been developed based on solvent exchange. The characterization was made by X-Ray Diffraction, Infrared, Thermogravimetry, Differential Scanning Calorimetry, Dynamic Mechanical Analysis and mechanical test of the tension and creep. The bicomponent matrix present viscoelastic properties and the reinforcement with BC enhanced some of the properties as: increases of the glass transition temperature; 5 times increment of elastic modulus, reduction of the storage module, low yield region and better behavior on creep. Therefore, these results are interesting and show that the dry.