O consumo de painéis de madeiras reconstituídas tem se tornado crescente, implicando, por conseqüência, na utilização de madeiras oriundas de reflorestamentos, tradicionalmente de Pinus e Eucalyptus, constituídos por fibras longas e curtas respectivamente, exigindo a ampliação e a reposição de áreas de plantios de forma acelerada. Neste trabalho, o objetivo é avaliar o potencial da utilização de bambu como alternativa para fabricação de painéis de partículas orientadas – OSB (Oriented Strand Board). A espécie de bambu estudada foi o Dendrocalamus giganteus, constituída por fibras médias. Foram produzidos painéis com teores de 4, 6 e 8% de resina à base de fenol-formaldeído. A parte experimental foi dividida em duas etapas. A primeira teve por finalidade conhecer a variação de densidade com a altura relativa do bambu, de forma a separar partículas com características distintas, e proceder a escolha da parte do colmo com densidade mais próxima da indicada por MALONEY, a fim de confeccionar os painéis com características similares às de OSB de Pinus, utilizando a mesma técnica de fabricação. Para a segunda etapa foi utilizado um planejamento experimental para a obtenção de painéis de bambu com partículas com duas orientações de corte e três quantidades de adesivo. Os ensaios físicos e mecânicos dos painéis foram executados em conformidade com as normas EN 300/93 européia e ASTM 1037-1996, americana. Os resultados indicaram que painéis feitos com o corte do bambu na direção tangencial com 6% de resina é o mais adequado para a produção em escala, visto o seu maior rendimento e ao seu comportamento mecânico ser comparável ao de OSB comercial, segundo as normas citadas. / The consumption of restored wood boards has increased, bringing along the use of woods derived from reforestation, traditionally from Pinus and Eucalyptus, composed of long and short fibers respectively, which demand the enlargement and replacement of the plantation areas quickly. In this essay, the main objective was to measure the potential application of the bamboo as an alternative to make boards of Oriented Strand Board – OSB. The kind of bamboo studied was the Dendrocalamus giganteus, which is made of medium strands. Boards were produced with 4, 6 and 8% contents of phenol-formaldehyde resin. The experimental work was divided in two stages. The purpose of the first stage was to study the variation of density and the relative highness of the bamboo studied, in order to separate particles with different characteristics, and proceed the selection of the stem part with density more similar to the one indicated by MALONEY, with the purpose of making boards with similar characteristics to Pinus OSB boards, using the same production technique. On the second stage, experimental planning was applied to obtain bamboo boards of particles with two slit orientation and three numbers of adhesive. The physical and mechanical tests were performed according to the European patterns EN 300/93 and American patterns ASTM 1037-1996. The results indicated that the boards made in bamboo at the tangential direction at 6% of resin is the most appropriate to produce on a large scale, considering that its yield and mechanical behavior is comparable to commercial OSB, in agreement to quoted patterns.

A demanda por estruturas mais leves implica num ganho em economia, porém o aumento de esbeltez da estrutura pode tornar ela susceptível a instabilidade frente a tensões compressivas estáticas ou dinâmicas. A instabilidade acontece em várias escalas da estrutura analisada e pode interagir com outras formas de colapso como a propagação instável de fissuras, problema governado pela mecânica da fratura, pela plastificacão do material, ou por uma combinação dos efeitos citados. Neste contexto, no presente trabalho, se explora a capacidade do método dos elementos discretizados por barras (LDEM) na simulação de problemas de instabilidade estática e dinâmica devido as tensões de compressão. Este método permite simular o sólido como um arranjo de barras com rigidez equivalente ao contínuo que se quer representar. Leis constitutivas não lineares permitem modelar ruptura de forma simples. A equação de movimento resultante da discretização permite formular uma equação de movimento desacoplada que pode ser integrada no domínio do tempo com um método explícito (Método das Diferencias Finitas Centrais). O fato das barras serem rotuladas nos seus extremos e a solução do problema ser obtida de forma incremental permite capturar problemas com não linearidade geométrica, entre eles a instabilidade estrutural frente a tensões compressivas. Como último exemplo se realiza a análise de um painel sanduiche por flexão em três pontos, que é composto por um núcleo de poliuretano, com duas lâminas externas de material compósito, neste caso a instabilidade estrutural está associada a flambagem da camada da lâmina comprimida. Finalmente a potencialidade da metodologia de análise utilizada é discutida. / The demand for lighter structures implies a gain in economy, but the increase in slenderness of the structure may make it susceptible to instability against static or dynamic compressive stresses. Instability occurs at various scales of the analyzed structure and may interact with other forms of collapse such as unstable crack propagation, problem governed by fracture mechanics, plastification of the material, or a combination of the cited effects. In this context, in the present work, we explore the ability of the discrete elements methods by bars (LDEM) in the simulation of problems of static and dynamic instability due to the compression stresses. This method allows to simulate the solid as an arrangement of bars with rigidity equivalent to the continuum that one wants to represent. Constitutive non-linear laws allow simple modeling of rupture. The equation of motion resulting from the discretization allows us to formulate a decoupled motion equation that can be integrated in the time domain with an explicit method (Central Finite Differences Method). The fact that the bars are labeled at their ends and the solution of the problem is obtained in an incremental way allows to capture problems with geometric non-linearity, among them the structural instability against compressive tensions. The last example, the analysis of a sandwich panel by three-point bending, which is composed of a polyurethane core, with two external blades of composite material, in this case the structural instability is associated with buckling of the layer of the compressed blade . Finally, the potential of the analysis methodology is discussed.

Este trabalho busca alternativas para fabricação de coletores solares planos aplicando técnicas inovadoras em conformação de chapas metálicas. O objetivo é desenvolver um processo de fabricação flexível para placa absorvedora, empregando a técnica da Estampagem Incremental. Esta técnica utiliza uma matriz de suporte de PU, um prensa-chapas e um pequeno punção em conjunto com um centro de usinagem CNC. A Ferramenta utilizada consiste um punção de ponta esférica de fácil fabricação que "desenha" o canal de passagem da água diretamente na chapa, promovendo uma deformação pontual e progressiva. Para compor o canal utilizou-se a técnica de solda por atrito (Friction Stir Welding) com uma ferramenta simples que aproveita o mesmo ferramental da estampagem incremental em um “set-up” rápido da CNC. Foram utilizadas chapas de alumínio de 1mm de espessura. O novo coletor apresenta uma eficiência aprimorada em comparação aos fabricados pelo método tradicional, com uma geometria que favoreça a área de contato com a água. Este processo permite uma formidável flexibilização, viabilizando a produção de pequenos lotes e tornando possível produzir uma enorme variedade de produtos e componentes de geometrias complexas a partir de um ferramental simples e tempos de “set-up” reduzidos. / This work searches alternatives for solar energy collectors manufacture, applying new technologies of sheet metal forming. The objective is to develop a flexible fabrication process for the absorber sheet, using Incremental Sheet Forming. It consists in a PU support die, a blank holder and a small tool, applied in a CNC machine Center. The tool consists in a spherical edge punch of easy fabrication that “draws” the water channel directly into the sheet, promoting a punctual and progressive deformation. To compose the channel, it was used a second sheet jointed by Friction Stir Welding technique, with a simple tool that uses the same tooling of the Incremental Forming in a quick setup of the CNC. Aluminum sheets of 1mm tick were used. It is expected that this new collector panel should improve the thermal efficiency when compared to the traditionally fabricated, and with a geometry that benefits the contact area with the water. This process allows a formidable flexibilization, making the low volume production feasible, allowing the production of a great variety of products and components with complex geometries from simple tooling and reduced setup times.

No presente trabalho, foram preparados painéis rígidos compostos de polpa celulósica e nanofibras de celulose (NFC), utilizando como materiais aglomerantes o poli (metacrilato de metila) (PMMA) e uma resina acrílica comercial, empregados em suspensões aquosas do material celulósico e emulsões dos polímeros aglomerantes. Foi desenvolvido um novo método para a preparação dos materiais compósitos baseados em um processo de co-precipitação, onde o reforço de fibras de celulose e o polímero em emulsão são coagulados e isolados da fase aquosa. Foram investigadas misturas de resina/fibra contendo 25%, 50% e 75% de fibras em massa. O grande desafio encontrado foi a obtenção de dispersões homogêneas das fibras nas matrizes acrílicas, uma vez que a natureza hidrofílica da celulose em relação a natureza hidrofóbica das matrizes geralmente leva a separação entre os componentes e a formação de materiais heterogêneos. O processo estudado neste trabalho, conduziu à formação de placas espessas e homogêneas que foram moldadas por prensagem à quente. Os materiais foram caracterizados por meio de ensaios de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), ensaio dinâmico mecânico (DMA), ensaio de tração, absorção de água e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As micrografias obtidas por MEV mostraram uma boa dispersão e adesão interfacial das NFC com os materiais acrílicos. Os ensaios de DMA e ensaios de tração evidenciaram o efeito de reforço superior NFC em relação a polpa celulósica. O comportamento dos compósitos obtidos com as NFC foi muito superior do que comportamento dos painéis obtidos com a polpa de celulose. O método desenvolvido para a produção de placas de polímeros acrílicos com altos teores de fibras de celulose se mostrou eficaz, sendo demonstrado o potencial das NFC como material de reforço. / In this work, there were prepared rigid panels of poly (methyl methacrylate) (PMMA) and a commercial acrylic resin reinforced with wood pulp and cellulose nanofibers (NFC). Wood pulp and cellulose nanofibers were used from its aqueous suspensions and the thermoplastic polymers used as emulsions. A new method for the preparation of composite materials based on a co-precipitation in which the reinforcement fibers of cellulose and polymer emulsion were coagulated and isolated from the aqueous phase has been developed. Thus, mixtures of resin/fiber containing 25%, 50% and 75% by weight fibers have been investigated. The challenge found to obtain homogenous dispersion of fibers in an acrylic resin matrix, since the hydrophilic nature of the cellulose compared to hydrophobic nature of matrices usually leads to separation of the components and the formation of heterogeneous materials. The process studied in this work led to the formation of thick and homogeneous composites in which were molded by hot pressing. The materials was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) thermogravimetric analysis (TGA), dynamical mechanical analysis (DMA), tensile testing, water absorption and scanning electron microscopy (SEM). The SEM micrographs showed good dispersion and interfacial adhesion of NFC with acrylic materials. DMA tests and tensile tests showed higher reinforcing effect NFC in relation to pulp. The method developed for the production of acrylic polymers panels with high cellulose fibers content is effective, being demonstrated the potential of NFC as reinforcing material. The behavior of the panels obtained with NFC was very behavior of the composites obtained from the wood pulp cellulose.

Este trabalho busca alternativas para fabricação de coletores solares planos aplicando técnicas inovadoras em conformação de chapas metálicas. O objetivo é desenvolver um processo de fabricação flexível para placa absorvedora, empregando a técnica da Estampagem Incremental. Esta técnica utiliza uma matriz de suporte de PU, um prensa-chapas e um pequeno punção em conjunto com um centro de usinagem CNC. A Ferramenta utilizada consiste um punção de ponta esférica de fácil fabricação que "desenha" o canal de passagem da água diretamente na chapa, promovendo uma deformação pontual e progressiva. Para compor o canal utilizou-se a técnica de solda por atrito (Friction Stir Welding) com uma ferramenta simples que aproveita o mesmo ferramental da estampagem incremental em um “set-up” rápido da CNC. Foram utilizadas chapas de alumínio de 1mm de espessura. O novo coletor apresenta uma eficiência aprimorada em comparação aos fabricados pelo método tradicional, com uma geometria que favoreça a área de contato com a água. Este processo permite uma formidável flexibilização, viabilizando a produção de pequenos lotes e tornando possível produzir uma enorme variedade de produtos e componentes de geometrias complexas a partir de um ferramental simples e tempos de “set-up” reduzidos. / This work searches alternatives for solar energy collectors manufacture, applying new technologies of sheet metal forming. The objective is to develop a flexible fabrication process for the absorber sheet, using Incremental Sheet Forming. It consists in a PU support die, a blank holder and a small tool, applied in a CNC machine Center. The tool consists in a spherical edge punch of easy fabrication that “draws” the water channel directly into the sheet, promoting a punctual and progressive deformation. To compose the channel, it was used a second sheet jointed by Friction Stir Welding technique, with a simple tool that uses the same tooling of the Incremental Forming in a quick setup of the CNC. Aluminum sheets of 1mm tick were used. It is expected that this new collector panel should improve the thermal efficiency when compared to the traditionally fabricated, and with a geometry that benefits the contact area with the water. This process allows a formidable flexibilization, making the low volume production feasible, allowing the production of a great variety of products and components with complex geometries from simple tooling and reduced setup times.

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T13:16:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HenriquezGuerrero_JorgeRecarte_M.pdf: 22581929 bytes, checksum: 43baa03f4d321404f2af400b3968e721 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho apresenta uma abordagem diferente em relação ao conceito de janelas termicamente efetivas, isto é, janelas que reduzem a energia transmitida para dentro ou fora de uma sala. A idéia é usar um painel de vidro duplo preenchido com material de mudança de fase (pcm), cuja temperatura de fusão é determinada por critérios de conforto térmico. A investigação inclui modelamento dos mecanismo de transferência de calor e radiação através do painel, caracterização ótica de janelas convencionais e compostas, e simulação numérica. As amostras incluem vidros comerciais simples de diferentes espessuras e painéis de vidro duplo de diferentes espessuras e espaçamento entre vidros, preenchidos com ar, pcm e finalmente pcm colorido. O modelo é unidimensional transiente e a simulação numérica foi implementada através do método de diferenças finitas na sua forma explícita. Dos resultados da simulação numérica e dos testes de caracterização óticos foram levantadas curvas de ganho térmico, distribuição de temperatura através do painel e evolução da temperaturas da superfícies interna e externas do painel ao longo de um período de 24 horas de forma a verificar o efeito do pcm no desempenho térmico da janela composta / Abstract: This work present a new concept for thermally effective windows, that is windows which reduce the energy transfer to and fIom the internal ambient. This idea behind this concept is to use a pcm fill in the gap between the two glass panels. The fusion temperature of the pcm is selected according to the thermal cornfort criterion. The investigation includes modeling of the mechanisms of heat transfer relevant to the window problem, the thermal radiation through the glass panels, the optical characterization of conventional and composite window configurations and finally the numerical simulation of these configurations. Because of the lack of information on the thermal and optical properties of national gla~s and specially on the composite configuration optical tests were realized to determine the transmittance and reflectivity of simple glass panels of different thicknesses and spacings, air and pcm filled glass panels and finally coloured pcm filled glass panels. The model is a transient one dimensional and the numerical solution is based upon explicit finite difference scheme. the numerical simulations and the optical tests realized allow the determination of the heat gain, the temperature distribution across the glass panels, the outlet and the inlet instantaneous surface temperatures and finally the overall thermal performance of any glass panels including the proposed system / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Mauro Augusto Demarzo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:00:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bastos_EliomarFerreira.pdf: 3080328 bytes, checksum: 481f3a6626b449c04574604587e82d3b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Dentre os painéis derivados de madeira de reflorestamento, o OSB (Oriented Strand Board), que possui uma considerável resistência, e que, portanto, é indicado para construção civil, vem apresentando crescimento em sua produção. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é apresentar aspectos específicos importantes a serem observados em pesquisas laboratoriais de algumas propriedades físicas e mecânicas desse material. Como resultado esperado, além dos resultados obtidos para chapas de OSB de 17 mm, plastificada e não plastificada, prevê-se a identificação de recomendações que sejam úteis para a implantação de uma sistemática visando a normatização desses ensaios. Por falta de normatização brasileira específica para OSB, se fez necessárias adaptações das prescrições experimentais das normas brasileiras (ABNT) para Compensados e para Madeiras Aglomeradas, bem como de normas estrangeiras voltadas ao OSB: Normas Canadense para OSB (CSA), Normas Européias para OSB (NP-EN), e Normas Americanas para OSB (ASTM). / Abstract: Amongst the panels derived wooden from reforestation, OSB (Oriented Strand Board), that it possesses a considerable resistance, and that, therefore, it is indicated for civil construction, it comes presenting growth in its production. In this context, the objective of this work is to present specific aspects important to be observed in laboratories research of some physical and mechanical properties of this material. As waited result, beyond the results gotten for plates of OSB of 17 mm, plasticized and not plasticized, it is foreseen identification of recommendations that are useful for the implantation of a systematic aiming at the standardization of these assays. Due to specific Brazilian standardization for OSB, if it made necessary adaptations of the experimental lapsing of the Brazilian norms (ABNT) for Compensated and Agglomerated Wood, as well as of come back foreign norms to the OSB: Standard Canadian for OSB (CSA), European Norms for OSB (NP-EN), and Standard American for OSB (ASTM). / Universidade Estadual de Campi / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Por meio do monitoramento da evolução da temperatura da mistura cimento-madeira, pode-se utilizar esta informação como uma série temporal. O objetivo deste estudo foi utilizar modelos de séries temporais para descrever as séries de temperatura do experimento constituído por diferentes espécies associadas a resíduos de Candeia na produção de painéis particulado e compara-las duas a duas para averiguar se foram geradas pelo mesmo processo estocástico. Inicialmente foi realizado um estudo para avaliar a estacionariedade das séries utilizando o correlograma e o teste da raiz unitária de Dickey-Fuller, na qual todas as séries apresentaram não estacionariedade, para o tratamento de 25% Candeia e Eucalipto com tratamento prévio de água foi dita uma série I(2) e pelos critérios AIC, BIC e MAPE o melhor modelo foi ARIMA(2, 2, 2), para o tratamento de 50% Candeia e Eucalipto também com tratamento prévio de água foi dita uma série I(1) e pelos critérios o melhor modelo foi ARIMA(4, 2, 2), para o tratamento de 75% Candeia e Eucalipto com tratamento prévio de água foi dita uma série I(1) com o modelo ARIMA(5, 1, 0), e para o tratamento de 25% Candeia e Eucalipto sem tratamento prévio de água foi dita uma série I(1) com o modelo ARIMA(2, 1, 2). Em relação à comparação das séries temporais contempladas neste trabalho é possível concluir que as mesmas são diferentes entre si, ou seja, não foram geradas pelo mesmo processo estocástico. / By monitoring the temperature evolution of the cement-wood mixture, one can utilize this information as a time series. The objective of this study was to utilize time series models to describe the temperature series from an experiment, consisting of different species associated to Candeia residuals in the production of particleboard panels, and do a pairwise comparison to verify if they were generated from the same stochastic process. Initially it was realized the Dickey-Fuller unit root test to verify series stationarity, which indicated that all series were not stationary. For the 25% Candeia and Eucalyptus treatment with previous water treatment the series was best modelled by an ARIMA(2, 2, 2) as evidenced by the AIC, BIC and MAPE criteria. For the 50% Candeia and Eucalyptus treatment also with previous water treatment the series was best modelled by an ARIMA(4, 2, 2) as indicated by the same criteria. Finally for the 75% Candeia and Eucalyptus treatment with previous water treatment and the 25% Candeia and Eucalyptus treatment without previous water treatment the best models were the ARIMA(5, 1, 0) and the ARIMA(2, 1, 2) respectively. In relation to the comparison of the time series contemplated in this study it is possible to conclude that they are different, that is, they were not generated by the same stochastic process.

Nesta dissertação emprega-se um método simplificado de análise elástica baseado na técnica do meio contínuo para edifícios altos submetidos a terremoto formados por painéis paredes, pórticos e núcleos de seção aberta de parede delgada. Na ligação dos diferentes painéis, supõe-se que existe uma considerável quantidade de diafragmas horizontais rígidos em seu próprio plano, distribuídos continuamente ao longo da vertical 0z. Levando-se em conta a equação constitutiva dos painéis individuais pode-se obter a solução de analise estrutural para o edifício mediante equações diferenciais acopladas para deslocamento e rotações ao longo do eixo vertical do edifício. Com base nesses resultados, todos os esforços internos podem, então, ser obtidos. O método de análise proposto oferece um simples e rápido meio de obtenção da deformada e das forças internas dos diferentes painéis do edifício alto em fases iniciais do projeto. A utilidade e a aproximação do método são examinadas mediante exemplos numéricos, sendo a solução aproximada comparada com aquela obtida com o emprego do método de elementos finitos elaborado pelo programa SAP2000. / This work presents a simplified method of elastic analysis based on the continuous medium technique for tall building structures formed by shear wall panels, frames and core thin walled sections. In order to connect the various panels, it is assumed that there exist a considerable amount of rigid diaphragms continuously distributed along the vertical 0z. The building is subject to lateral earthquake load. Taking into account the constitutive equation of the individual panel, one can achieve a solution through coupled differential equations for displacement and rotation of the building. Based on that, all of the internal forces can be obtained. The analysis is extended to structures formed by singular panel configuration. The proposed method offers a relatively simple and rapid way to obtain the displacements and internal forces of different structural systems of tall buildings, especially indicated for preliminary stages of calculation. The usefulness of the approach and method are illustrated by numerical examples, where the approximated solution is compared with that obtained by finite element calculations.

Instability in stope panels in shallow mines manifests itself as rockfalls from the hangingwall. Rockfalls from unstable stope panels vary in size from rockfalls between support units, to rockfalls spanning between pillars or solid abutments, to rockfalls bridging several panels and pillars. A suitable and reliable design methodology for stable stope panels at shallow depths is therefore required. This methodology must consider all manifestations of instability in stope panels and take account of the factors governing the stability. Very few mines design stope panels according to a systematic design procedure or methodology. Rock mass characterisation, estimation of rock mass properties, identification of potential failure modes, appropriate stability analyses and other elements of the rock engineering design process are often neglected. Instead, panel lengths are often dictated by the equipment in use and by previous experience under similar conditions. Consequently, unplanned stope panel collapses occur on most near-surface and shallow mines. Although these incidents often occur during blasting, they pose a major threat to the safety of underground workers and the economic extraction of orebodies. Hence, a rock engineering design methodology for the design of stable stope panels between pillars is of vital importance for optimum safety and production in shallow mining operations. Using the proposed design methodology, rock mechanics practitioners and mine planners should be able to identify and quantify the critical factors influencing the stability of stope panels. The critical factors should then be used as input to the design of stable stope panels that will provide the necessary safe environment for underground personnel working in stopes. It is concluded that the design of stable stope panels should be a process of defining the means of creating stable stope panels for the safety of underground workers and optimum extraction of the orebody. Therefore, a method is required whereby all rock properties, their variability, and an understanding of all rock mechanisms affecting the stability of stope spans are used as a fundamental base. A procedure for identifying the mechanisms and rock properties relevant to the specific problem is then required. In this way, existing knowledge should be used in an optimal way to design site specific stable stope spans. Hence, it is proposed that the design methodology for stable stope panels is a process consisting of the following steps: 1. Define objective. 2. Rock mass characterisation. 3. Estimation of in situ rock mass properties. 4. Consider an “ideal” stope panel. 5. Identification of potential failure modes. 6. Stability analyses. 7. Identify all significant hazards and assess the significant risks. 8. Geometric optimisation. 9. Determination of support requirements. 10. Design of support. 11. Evaluation. 12. Recommendation and implementation. 13. Monitoring of excavation and support behaviour to validate design and permit modifications. / Dissertation (MEng (Mining))--University of Pretoria, 2006. / Mining Engineering / unrestricted