Orientador: Nilson Tadeu Mascia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-12T16:59:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Todeschini_Rodrigo_M.pdf: 5391907 bytes, checksum: 209282e318155e52af17d68ae99c2ffb (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A realização de ensaios uniaxiais e biaxiais permite uma melhor compreensão do comportamento mecânico de um material que possui direções principais de resistência e é sem dúvida uma forma que pesquisadores encontraram para obter resultados condizentes com a situação real que uma determinada estrutura apresenta. O presente trabalho teve como objetivo o estudo do critério de resistência proposto por Tsai e Wu, realizando-se ensaios uniaxiais e biaxiais. A avaliação do critério ficou restrita ao ensaio de compressão, devido às dificuldades de se realizar ensaios biaxiais de tração. Com o ensaio biaxial de compressão, tensões em duas direções principais foram simultaneamente desenvolvidas, utilizando-se um equipamento de ensaio tradicional para uma direção e na direção perpendicular um equipamento tipo alicate desenvolvido para este fim. O parâmetro estudado foi o 12 F , parâmetro este que designa a possibilidade da superfície de ruptura ser aberta ou fechada, considerando-se que para a segurança de um projeto é imprescindível obter uma superfície fechada para o critério de resistência adotado. Observa-se, além disso, que o parâmetro 12 F foi obtido no ensaio biaxial de compressão de forma direta. Para as espécies de madeira Pinus elliottii e Goupia glabra (Cupiúba), obtiveram-se valores experimentais satisfatórios, sendo algumas inconsistências observadas em função da heterogeneidade do material. / Abstract: The completion of the uniaxial and biaxial tests permits a better understanding of the mechanical behavior of a material that has main failure directions and it is undoubtedly a method that researchers identified to achieve consistent results with the actual situation that a particular structure presents. This study aimed at studying the strength criterion proposed by Tsai and Wu, performing uniaxial and biaxial tests. The evaluation of this criterion was restricted to compression biaxial tests due to the difficulties presented by tension biaxial tests. With a compression biaxial test, the stresses in two main directions were simultaneously carried out, using a standard equipment test for one direction and for the perpendicular direction an equipment type pliers especially developed for this purpose. The failure parameter studied was 12 F , which evaluates the possibility of failure surface to be opened or closed, also considering that for the safety of design it is essential to obtain a closed surface for the failure criterion adopted. Furthermore, it was noted that in the compression biaxial test the parameter 12 F was obtained directly. For the species of wood Pinus elliottii and Goupia glabra (Cupiúba), the experimental values obtained were satisfactory with some inconsistencies observed in the light of the heterogeneity of the material. / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Adriano Wagner Ballarin / Banca: Luiz Antonio Targa / Banca: Ivaldo de Domenico Vareli / Banca: João Alberto Borges de Araujo / Banca: Nilson Franco / Resumo: A propriedade mecânica denominada dureza é largamente utilizada na especificação de materiais, nos estudos e pesquisas mecânicas e metalúrgicas e no controle de qualidade de diversos materiais. No caso particular da madeira, dentre as diversas propriedades mecânicas empregadas como ferramentas para avaliação da sua qualidade e de seu potencial tecnológico, tem destaque a dureza Janka, que avalia a relação entre uma força de penetração superficial de uma pequena esfera de aço na madeira e a endentação promovida por essa esfera. Constitui-se em ensaios simples, rápido, e com boas correlações com a resistência à compressão paralela às fibras da madeira, referência maior na classificação estrutural deste material. Mais recentemente, trabalhos internacionais reportaram o uso da dureza Brinell para avaliação de madeiras. Além das vantagens já reportadas para a dureza Janka, a dureza Brinell traria a facilidade de realização dos ensaios em condições de campo, sobretudo pela menor magnitude dos esforços envolvidos na cravação do endentador na superfície do material. Dando continuidade a estudos já desenvolvidos, este trabalho teve como objetivo estudar critérios ou práticas, aplicáveis no campo e em exemplares individuais, para a qualificação mecânica de algumas espécies de madeira com a finalidade de classificação, e aprovação ou reprovação de lotes de dormentes de madeira para uso ferroviário. Os estudos iniciais conduziram ao projeto e desenvolvimento de equipamento 2 para avaliação em campo da dureza de madeiras - Durômetro portátil para madeiras embasado, no geral, na metodologia Brinell com mensuração dos diâmetros da calota endentada no material sob análise. Os ensaios de teste funcional e de calibração do equipamento foram conduzidos utilizando-se 16 lotes de madeiras de reflorestamentos e nativas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The mechanical property called hardness is largely used in material specifications, in mechanical and metallurgical studies and research and in the quality control of several kinds of materials. Specifically for timber, among the several mechanical properties used as tools for its quality control and technological potential, Janka hardness, which evaluate the relation between a superficial penetration force of a small steel sphere in wood and the indentation produced by such sphere, are highlighted. It is constituted by simple, quick and easily performed test, with good correlations with the compression parallel to grain strength, a high reference in structural classification for this material. More recently, international studies have reported the use of Brinell hardness for timber assessment. Besides the advantages previously mentioned for Janka hardness, the Brinell one would make it easier to perform the tests in field conditions, especially for its lower magnitude in terms of the involved loads. Continuing studies already developed with such property for timber, this work had the objective of studying criteria or practices applicable on field and in individual wood elements, for the mechanical qualification of some timber species towards its classification, and approval or failing of timber sleeper lots for rail usage. The initial studies led to the project and development of an equipment for timber hardness field evaluation - portable Hardometer for timber. 4 The functional and calibration test of the equipment were carried out using 16 native and exotic timber lots, among there E.citriodora, E. tereticornis, E. saligna, E. urophylla, E. grandis, Goupia glabra (Cupiúba) and Bagassa guianenses (Tatajuba), with variation of origins beyond species. Each lot had 12 specimens. The calibration tests, performed with timber on its moisture above the FSP (fiber saturation point)... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Raquel Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-06T23:17:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_OdilonAntonioLemeda_D.pdf: 609036 bytes, checksum: 7d2e8a120668fe4865c7b99b8f0ef0a8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A madeira, sendo um material higroscópico, tem suas propriedades mecânicas e elásticas afetadas por condições ambientais. Sendo assim, a relação de dependência de propriedades da madeira com a variação do teor de umidade tem merecido, há muito tempo, a atenção de pesquisadores de todo o mundo. Um dos grandes avanços obtidos nos últimos anos na caracterização de materiais, tanto do ponto de vista mecânico quanto de qualidade, é a aplicação de técnicas não destrutivas, denominadas internacionalmente como NDT ¿ Non Destructive Testing e NDE ¿ Non Destructive Evaluation, destacando-se dentro elas o uso do ultra-som. No entanto, da mesma forma que as propriedades mecânicas e elásticas, sabe-se que a velocidade de propagação das ondas de ultra-som na madeira é afetada pela umidade, o que torna a quantificação desta influência de fundamental importância para a análise e a projeção de resultados obtidos nas mais diversificadas propostas de estudos que envolvam a aplicação do método do ultra-som. Este projeto teve, portanto, o objetivo de estudar o comportamento da velocidade de propagação de ondas de compressão (longitudinais) na madeira em função da umidade. Paralelamente foram também estudados o comportamento dos coeficientes da diagonal da matriz de rigidez (CLL, CRR e CTT), bem como a anisotropia da madeira por meio da avaliação da velocidade nas três direções principais (longitudinal, radial e tangencial). Para a medição das velocidades de propagação das ondas de ultra-som (VLL, VRR e VTT) e para o cálculo dos termos da diagonal da matriz de rigidez (CLL, CRR e CTT) foram utilizados 75 (setenta e cinco) corpos de prova de dimensões 300 mm na direção longitudinal, 60 mm na direção radial e 30 mm na direção tangencial ou 300 mm na direção longitudinal, 30 mm na direção radial e 60 mm na direção tangencial, sendo 15 corpos-de-prova de cada uma das cinco espécies de madeira estudadas: Pinho do Paraná (Araucária angustifólia), a Imbuia (Ocotea porosa), a Cupiúba (Goupia glabra), o Pinus elliottii (Pinus elliottii) e o Eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora). Essas medições foram sendo realizadas durante a secagem dos corpos de prova, ou seja, desde a condição saturada até a condição seca em estufa. Os resultados permitiram concluir que a equação quadrática foi o modelo mais adequado para representar a variação da velocidade de propagação das ondas com a umidade para todas as espécies estudadas. Além disso, também para todas as espécies, foi possível concluir que a influência da umidade na velocidade de propagação das ondas de ultra-som se dá de maneira diferenciada em dois trechos, correspondentes a umidades abaixo e acima do ponto de saturação das fibras (PSF), sendo mais acentuada para o trecho correspondente a umidades abaixo do PSF. Foi também observado que a velocidade de propagação das ondas é mais influenciada pela umidade na direção longitudinal, seguida da radial e, por último da tangencial. Em relação aos coeficientes de rigidez, observou-se que, para umidades abaixo do PSF, o comportamento é semelhante aos obtidos para a resistência e a rigidez da madeira na maioria das propriedades mecânicas, ou seja, decresce com o acréscimo da umidade. Em algumas espécies, para o trecho correspondente a umidades acima do ponto de saturação das fibras, esse comportamento é afetado pela presença de água livre e pode ser corrigida utilizando-se, no cálculo, a densidade efetiva em lugar da densidade aparente. O comportamento da anisotropia foi diferenciado para as espécies estudadas / Abstract: The wood, being a higroscopic material, has their mechanical and elastic properties affected for environmental conditions. Being like this, the relationship of dependence of properties of the wood with the variation of the moisture content has been deserving, since a long time, the researcher's attention. One of the great progresses obtained in the last years in the characterization of materials, as much of the mechanical point of view as of quality, it is the application of techniques non destructive, denominated internationally like NDT - Non Destructive Testing and NDE - Non Destructive Evaluation, emphasizing the use of the ultrasound. However, in the same way that the mechanical and elastic properties, it is known that the speed of propagation of the ultrasound waves in the wood is affected by the moisture content, what turns the quantification of this influence of fundamental importance for the analysis and the projection of results obtained in the more diversified proposed of studies that involve the application of the method of the ultrasound. This project had, therefore, the objective of studying the behavior of the speed of propagation of compression waves (longitudinal) in the wood in function of the moisture content. Parallel they were also studied the behavior of the coefficients of the diagonal of the stiffness matrix (CLL, CRR and CTT), as well as the anisotropia of the wood through the evaluation of the speed in the three main directions (longitudinal, radial and tangential). For the measurement of the speeds of propagation of the ultrasound waves (VLL, VRR and VTT) and for the calculation of the terms of the diagonal of the rigidity matrix (CLL, CRR and CTT) were used 75 (seventy five) specimens and its dimensions were 300 mm in the longitudinal direction, 60 mm in the radial direction and 30 mm in the tangential direction or 300 mm in the longitudinal direction, 30 mm in the radial direction and 60 mm in the tangential direction, being 15 specimens of each one of the five studied species: Paraná Pine(Araucária angustifólia), Imbuia (Ocotea porosa), Cupiúba (Goupia glabra), Pinus elliottii (Pinus elliottii) and Eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora). Those measurements went being accomplished during the drying of the specimens, in other words, from the condition saturated to the anhidrous condition. The results allowed to conclude that the quadratic equation was the most appropriate model to represent the variation of the speed of propagation of the waves with the moisture content for all of the studied species. Besides, also for all of the species, it was possible to conclude that the influence of the moisture content in the speed of propagation of the ultrasound waves feels in way differentiated in two intervals, corresponding to moisture content below and above the saturation fibers point (PSF), being more accentuated for the interval corresponding to moisture content below PSF. It was also observed that the speed of propagation of the waves is more influenced by the moisture content in the longitudinal direction, following by the radial and, last by the tangential. In relation to the rigidity coefficients, it was observed that, for moisture content below PSF, the behavior is similar to the obtained for the resistance and the rigidity of the wood in most of the mechanical properties, in other words, it decreases with the increment of the moisture content. In some species, for the passage corresponding to moisture content above the point of saturation of the fibers, that behavior is affected by the presence of free water and it can be corrected being used, in the calculation, the basic density or the effective density instead of the apparent density. The behavior of the anisotropia was different for the studied species / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola