Orientador : Prof. Dr. Joaquim Delphino da Motta Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 31/10/2007 / Inclui referências : f. 71-75 / Área de concentração: Físico-química / Resumo: Nos últimos anos tem havido intensa pesquisa sobre novos compostos que possam ser empregados como dispositivos de armazenamento de dados para uso em Informática. Estes compostos são atraentes para tal uso devido a apresentarem fotocromismo. Neste estudo tentamos utilizar a Mecânica Quântica como instrumento de análise inicial de moléculas fotocrômicas para esta utilização tecnológica, baseados em critérios sugeridos por grandes grupos de pesquisa em fotocrômicos com esta finalidade. Entretanto, sugerimos a utilização como meio de suporte para o fotocrômico de uma rede molecular com características covalentes de estrutura tridimensional com propriedades mecânicas e estruturais bem definidas, assim como a utilização da técnica de excitação de dois fótons em seção cruzada para alterar o estado do composto fotocrômico por excitação. Entre as diversas classes de composto disponíveis na literatura, os dados obtidos sugerem a utilização do 6-nitro-BIPS como o fotocrômico com características mais apropriadas. Neste trabalho foi examinada a espectroscopia de fotocrômicos conhecidos. As geometrias foram otimizadas em nível RM1, e os espectros foram calculados para cada geometria otimizada usando-se o método INDO/S. O aspecto geral dos espectros é correto quanto à ordenação das bandas. Os resultados obtidos são discutidos em detalhe, mostrando que a metodologia empregada é adequada para a descrição do comportamento espectroscópico dos compostos estudados, permitindo a proposição de moléculas inéditas usando-se apenas cálculos de Mecânica Quântica. / Abstract: There has been an intense research on new compounds that can be used as data storage devices for use in Informatics. Such compounds are known to exhibit photochromism. In this work we use Quantum Chemistry as initial analysis tool on a series of photochromic molecules. We review the criteria previously suggested by other research groups. Since the photochromic molecules need a support media, we suggest the employment of a molecular grid with three-dimensional covalent structure. In addition, we envision the use of the cross beam two photon excitation technique to change the state of the photochromic through excitation. Among the several classes of compounds available in the literature, our results suggest the use of 6-nitro-BIPS as this was the photochromic whose calculated properties were the most appropriate. In this work we have examined the spectroscopy of a number of known photochromic compounds. Geometries were optimized at the semiempirical RM1 level, and spectra were calculated for each optimized geometry using the INDO/S method. The calculated spectra reproduce the available experimental data. We discuss the obtained results in detail, showing that the chosen methodology properly describes the spectroscopic behaviour of the studied compounds, allowing for the proposition of new molecules using Quantum Mechanical calculations.

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:34:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-10Bitstream added on 2014-06-13T19:47:47Z : No. of bitstreams: 1 espezua_svp_dr_guara.pdf: 3279613 bytes, checksum: 2a38798758d3d36e71cf3dbe4e0bf19a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Companhia Siderurgica de Tubarao / Materiais utilizados em tubulações petrolíferas são altamente suscetíveis a mudanças estruturais quando expostos em meio ambiente hostil e em baixas temperaturas. Para entender melhor o comportamento de tenacidade de fratura nos aços API 5l X70 e API 5L X80 conhecidos como aços microligados de Alta Resistência e Baixa Liga (ARBL), é proposta a avaliação da tenacidade à fratura verificando o conceito da curva mestra do método convencional da norma ASTM E1921-05. Esta metodologia usa o conceito da dependência da temperatura universal da tenacidade à fratura na região de transição dúctil para frágil, assim chamado de curva mestra. A metodologia sugere que pode ser aplicável em aços ferríticos CCC, incluindo aços martensíticos-ferríticos temperados. Neste trabalho, as amostras foram submetidas a tratamentos térmicos com o intuito de alterar a microestrutura e as propriedades mecânicas. Foram aplicados ensaios Charpy, tração, tenacidade à fratura e medições de dureza. As amostras foram testadas em várias temperaturas na região de transição para permitir a aplicação do procedimento da análise da curva mestra e a estatística de Weibull, mediante a norma ASTM E1921. Foram realizadas análises em microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura para avaliar as mudanças microestruturais e as superfícies de fratura, respectivamente. Os resultados dos aços API 5L X70 e API 5L X80 ensaiados mostraram uma ampla variedade de dados com características relevantes e dispersas. Com respeito ao valor de 100 MPa√m de tenacidade, o aço API X80 mostra melhor desempenho e confiabilidade do que o aço API X70. Ambos os aços mostraram fratura frágil com mecanismos de clivagem e uma microestrutura predominante de ferrita bainítica / Materials used in oil pipelines are highly susceptible to structural changes when exposed to a hostile environment and at low temperature. For better understanding the behavior of the fracture toughness in the API 5L X70 and X80 steels, both known as high strength and low alloy (HSLA) micro-alloys steels, the fracture toughness assessment checking the master curve concept of the conventional ASTM E1921-05 standard was proposed. This methodology uses the universal dependence temperature concept of fracture toughness in brittle to ductile transition region, so-called master curve. The methodology suggests that it may be applicable in CCC ferritic steels, including hardened martensitic-ferritic steels. In this work the samples were submitted to heat treatments, in order to change their microstructures and mechanical properties. Charpy impact test, tensile test, fracture toughness and hardness measurements were applied. The samples were tested at various temperatures on the transition region to allow the master curve analysis application and the Weibull statistics by using the ASTM E1921 standard. Analysis in optical microscope and scanning electron microscope were done in order to assess the fracture surface changes and their microstructures. Both results of the API 5L X70 and 80X steels tested showed a wide range of data with relevant characteristics and scattering. According to a 100 MPa√m toughness, the API X80 steel showed better performance and reliability than the API X70 steel. Both steels showed brittle fracture with cleavage mechanisms and a ferritebainite microstructure predominant

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:34:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-10Bitstream added on 2014-06-13T18:45:52Z : No. of bitstreams: 1 graca_mla_dr_guara.pdf: 5050152 bytes, checksum: dce8c01ce72d2ebc0e9caea4d6df5d6b (MD5) / Neste trabalho foi feita uma análise detalhada dos micromecanismos de iniciação da fratura em amostras entalhadas para cinco aços e duas ligas de alumínio. Com esse objetivo foram obtidas curvas de transição frágil-dúctil e de tenacidade à fratura em função do raio da raiz do entalhe, e realizados ensaios interrompidos antes da fratura da amostra. Análises fractográficas e micrográficas das regiões de iniciação das fraturas foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura. A variação dos micromecanismos de iniciação em função da variação da capacidade plástica local na raiz dos entalhes, como induzida pela variação da temperatura de ensaio e pela variação do raio da raiz, foi analisada. De um modo geral, três tipos de micromecanismos de iniciação foram observados. Um frágil, em que a iniciação envolve a nucleação de uma microtrinca à frente do entalhe e sua subsequente propagação instável. Dois dúcteis, um pela ruptura por cisalhamento localizado ao longo de linhas de cisalhamento máximo formadas na raiz do entalhe, e outro pela formação de microcavidades cuja ligação entre si e a ponta do entalhe envolve um processo misto de cisalhamento localizado e de coalescência de microcavidades. Aspectos de modelos que relacionam tenacidade com a microestrutura foram discutidos com base nos micromecanismos observados. / In this study a detailed analysis of the micromechanisms of the fracture initiation in notched specimens was made, for five steels and two aluminum alloys. With that purpose brittle/ductile transition and fracture toughness x r1/2 curves were obtained, and interrupted tests before the fracture of the sample were used. Fractographic and micrographic analysis of the fracture initiation areas were accomplished by scanning electron microscopy. The variation of the initiation micromechanisms in function of the variation of the local plastic capacity in the notch root, as induced by the variation of the test temperature and by the variation of the notch root radius, was analyzed. In a general way, three types of initiation micromechanisms were observed. A brittle one, where the initiation involves the microcrack nucleation ahead of the notch and its subsequent unstable propagation. Two ductile, one by localized shear rupture along the maximum shear lines formed in the notch root, and other by microvoids nucleation whose link to each other and the notch tip involves a mixed process of localized shear and microcavoid coalescence. Aspects of relating models of fracture toughness with microstructure were discussed, based in the observed micromechanisms.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-11Bitstream added on 2014-06-13T19:46:37Z : No. of bitstreams: 1 cordeirojunior_lc_dr_guara.pdf: 26764904 bytes, checksum: f7a14544620922ba6b0419870a35c082 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho estuda-se a convecção mista laminar em regime permanente em cavidades retangulares com fonte de calor para diferentes razões de aspecto. Para a determinação das distribuições de velocidades e temperaturas são utilizadas as equações da conservação da massa quantidade de movimento e de energia com a aproximação de Boussinesq. A solução das equações diferenciais é feita através do método de volumes finitos utilizando o esquema de discretização de Power-Law, proposto por Patankar e o procedimento SIMPLE foi empregado para obtenção do acoplamento pressão-velocidade. O modelo foi inicialmente utilizado para simulação de convecção natural, com objetivo de validação e comparação com resultados de problemas similares encontrados na literatura. Posteriormente foi estudad a convecção mista, para diferente condições de contorno envolvendo temperaturas conhecidas e paredes adiabáticas, variando-se a potência dissipada, o fluxo de massa injetado e a razão de aspecto da cavidade. Como resultados, são apresentado valores para o número de Nusselt baseado no coeficiente global de transferência de calor em função do número de Rayleigh, do número de Richardson e da razão de aspecto. Os resultados confirmam que a convecção mista é mais efetiva para a transfrência de calor do que a convecção natural, exceto para uma pequena faixa de número de Richardson e em cavidades de razão de aspecto elevada, quando a formação de recirculações junto à base da fonte geradora desvia o escoamento forçado piorando a transferência de calor. / In this work, the steady state laminar mixed convection inside a rectangular enclosure with discrete heat source for different aspect rations is studied. The velocity an temperature distributions were perfomed using the mass, momentum and energy conservation equations with the Boussinesq aprroximation. The differential equations solutions were carried out by the finite volume method using the power-law discretization, scheme, proposed by Patankar and the SIMPLE algorithm to obtain the pressure-velocity relationship. The developed model was first used to simulate natural convection processes in order to validate it through comparison with results for similar problems found in the open literature. After that the mixed convection, comsidering different boundary condition combinations, including prescribed temperatures and adiabatic walls, varying the dissiáted heat, the injected flow rate and enclosure aspect ratio. As results, the Nusselt number based on the overall heat transfer coefficient, behavior is presented as functions of Rayleigh and Richardson numbers and enclosure aspect ratio. The results confirm that the mixed convection is a more effective heat transfer mechanism than natural convection except fpr a narrow Richardson number range and high aspect ratios when the formation of recirculations near the heat source base mdeviates the forced flow away of the source.

Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-30Bitstream added on 2014-08-27T15:57:10Z : No. of bitstreams: 1 000773044.pdf: 2451816 bytes, checksum: b701a7f19da8a81c222abcc4e993e346 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The study of population dynamics in space includes a description of the mechanisms of different movement strategies. These strategies are in?uenced by a variety of factors, such as the landscape features, animal behavior and physiology. One of the most active areas that focuses on the spatial dynamics of populations is the incorporation of these factors into the description of population dynamics. Namely, one seeks ways to incorporate these in?uences to individual models of animal movements, and then, determine the corresponding population level models describing the patterns of space and time use. This thesis refers to the study of spatial redistribution of animals populations. We are interested in knowing how the heterogeneity of the space and the in?uence of spatial memory of individuals affect the dynamic dispersion of a population, related to diffusion or anomalous diffusion, and the generation of patterns, related to ecological behaviors such as sedentarism, migration and nomadism. With this purpose, we have developed two models, one is centred on individuals and the other is at the population level. For the model centered on individuals, we have de?ned movement rules that depend on the spatial memory of individuals that move on a dynamic heterogeneous environment. From these rules we have performed computer simulations and we associate our results to patterns of ecological behaviors. To model the population level, we have also de?ned rules for movement dependent on the memory of individuals and we “translated” these rules into partial differential equations. Through numerical analysis we could associate our results to the diffusive and superdiffusive dispersal patterns. In this thesis, we use the tools of physics and mathematics and biology principles to understand the mechanisms for animals movement and to ?nd a way to relate them to patterns of population redistribution. Our results... / FAPESP: 09/01156-7

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-12Bitstream added on 2014-12-02T11:21:16Z : No. of bitstreams: 1 000791898.pdf: 3496187 bytes, checksum: 85c1ac51140703b11f53a3e5648cbc97 (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo analisar o equilíbrio postural de um indivíduo quando submetido á esforços de aceleração e desaceleração na direção antero-posterior, submetido a um sistema que simula o transporte coletivo. O sistema proposto foi constituído de uma plataforma, com movimentação no sentido antero-posterior, com duas velocidades, e com uma amplitude de movimento de 30 mm, sendo acionado por um motor DC. Durante a movimentação da plataforma de movimento, as forças de reações verticais foram registradas através de uma plataforma de força. Enquanto um acelerômetro instalado na plataforma de movimento registrou as acelerações das duas velocidades (0,6 e 2,0g). As coletas de dados foram feitas em 12 indivíduos, masculinos, jovens com faixa de idade entre 19 e 27 anos. Cada indivíduo foi submetido a duas diferentes acelerações, sendo uma considerada normal e outra sendo considerada limite para um transporte coletivo. Os desequilíbrios da postura ereta bipodal, foram avaliados através das distribuições das cargas entre o calcâneo e as pontas dos pés. Os resultados apresentaram que: no instante inicial do movimento da plataforma, os desequilíbrios dos indivíduos foram mais acentuados, sendo a diferença entre as duas velocidades na faixa de 50 % em média, das forças de reações, e após alguns instantes os indivíduos conseguem readquirir o equilíbrio inicial. Na parada repentina da plataforma acontece um novo desequilíbrio, mas neste caso as diferenças são da ordem de 5%, das forças de reação, independente das velocidades / The object of the present study is to analyze the postural balance of an individual when subjected to effects of acceleration and deceleration in the antero-posterior direction, submitted to a system that simulates the mass transportation. The proposed system consists of a platform, with movement in the antero-posterior direction, with two speeds, and a range of motion about 30 mm, being driven by a DC motor. During the platform movement, the vertical reaction forces were recorded using a force platform, connected to a data acquisition system. An accelerometer installed on the platform to records the accelerations of the two speeds (0.6 and 2.0 g). The data collections were made using 12 individuals, male, young, with range of age between 19 and 27 years. Each person was submitted to two different accelerations, one normal and the other considered the threshold for public transportation. Imbalances in bipedal stance, were evaluated through the distribution of loads between the heel and toes. The results showed that: In the first stance of the platform, the imbalances of individuals were more pronounced, and the difference between the two speeds is around 50% on average for the forces of reaction. And after a while, people were able to regain the original balance. When the platform sudden stops, a new imbalance happens, but in this case the differences are of the order of 5%, between the reaction force regardless of speed

Neste trabalho foram avaliadas as propriedades de resistência e deformabilidade de misturas solo-cimento-fibra. O estudo experimental consistiu de duas etapas, denominadas de etapa de laboratório e etapa de campo. Na etapa de laboratório foi verificada a influência da adição de fibras de polipropileno no comportamento tensão x deformação de um solo arenoso cimentado e não cimentado. Ensaios de resistência à compressão triaxial foram realizados para avaliar os efeitos da porcentagem de fibras, do comprimento das fibras, do diâmetro das fibras, da porcentagem de cimento, da densidade relativa, da tensão de confinamento e da distribuição granulométrica no comportamento do compósito. Na etapa de campo, o comportamento carga x recalque do solo arenoso cimentado reforçado com fibras foi avaliado, juntamente com os mecanismos de ruptura de cada compósito, através da execução de ensaios de placa de 0,30 m e 0,60 m de diâmetro sobre camadas tratadas de 0,30 m de espessura. Os métodos propostos por Vesic (1975), Meyerhof & Hanna (1978) e Thomé (1999) foram utilizados para a previsão da capacidade de suporte das camadas tratadas em campo A partir dos resultados obtidos chegou-se às seguintes conclusões: (1) a influência da inclusão de fibras sobre as propriedades mecânicas do compósito depende fundamentalmente das propriedades da matriz; (2) a porcentagem de cimento e a tensão de confinamento exercem forte influência no comportamento mecânico do material compósito; (3) o efeito da inclusão de fibras é mais evidente para maiores comprimentos e maiores teores de fibras, sendo seu efeito mais pronunciado para materiais compósitos com maiores densidades; (4) a influência das fibras na resistência de pico e última do material depende também do diâmetro das fibras e da distribuição granulométrica do solo; (5) O comportamento carga x recalque do solo cimentado é influenciado pela adição das fibras, alterando principalmente o comportamento pós-pico e o mecanismo de ruptura; (6) os valores de previsão da capacidade de suporte das camadas cimentadas, com e sem reforço de fibras, apresentam boa aproximação com os valores experimentais.

Este estudo visou a utilização direta da análise modal adjunta em sistemas não-clásicos de natureza concentrada e distribuída, explorando o conceitos de biortogonalidade modal e da resposta impulso evolutiva e estacionária. Discutiu-se a natureza do espectro para diversas classes de sistemas, em particular para sistemas com efeitos giroscópicos e com atrito interno. A teoria foi desenvolvida de maneira paralela para sistemas de primeira ordem e de segunda ordem, porém é apresentada de maneira independente, ou seja, para os sistemas de segunda ordem não é utilizada a formulação de espaço de estado, a qual reduz o sistema para primeira ordem. Assim, as relações de biortogonalidade para sistemas de segunda ordem são apresentadas e utilizadas de maneira direta na expansão modal da resposta dos sistemas. A forma dos modos de vibração em variadas aplicações é determinada de maneira exata com o uso da base dinâmica gerada pela resposta impulso espacial. No cálculo dos autovalores foi introduzida uma aproximação polinomial para a resposta impulso espacial Os coeficientes dessa aproximação foram obtidos por recursão, a partir de uma equação em diferenças associada à equação característica do problema modal. Simulações numéricas foram realizadas para obter a resposta impulso evolutiva, respostas forçadas e modos de vibração de sistemas não-clássicos concentrados, formulados através de modelos ou aproximações, e sistemas distribuídos, formulados através de modelos ou incluindo distúrbios e acoplamento através das condições decontorno. Os resultados deste estudo permitiram concluir, através das simulações numéricas realizadas, a importância da base dinâmica no sentido de simplificar os cálculos para obtenção dos autovalores, dos modos de vibração e, consequentemente, da resposta do sistema, seja concentrado, distribuído com ou sem acoplamento das condições de contorno. A utilização da análise modal adjunta, desde que ocorra uma ordenação adequada dos autovalores e modos, mostrou-se um método eficiente na obtenção direta da resposta de sistemas não-clássicos de segunda ordem, ou seja, sem redução ao espaço de estado.

A utilização de fibras como reforço de solos é uma técnica relativamente nova e promissora, fundamentada na tecnologia dos materiais compósitos, onde se busca criar um novo material com propriedades e características específicas através da combinação de dois ou mais materiais conhecidos. No presente trabalho, busca-se avaliar as influências provocadas pela inserção de fibras de polipropileno (teor de 0,5%) de dois comprimentos (12 e 36mm) e cimento (teor de 7% em relação ao peso de material seco) a três solos (uma argila, uma areiasiltosa e uma areia), através de ensaios triaxiais drenados e ensaios de condutividade hidráulica (estes restritos às misturas com argila). A análise global dos resultados permitiu a identificação de padrões de comportamento dos solos reforçados, que independem do tipo de solo, e outros que dependem fundamentalmente das características do solo empregado.