A implementação de rotinas computacionais para a análise estática e dinâmica via Elementos Finitos de placas, cascas e outros sistemas estruturais com elementos isoparamétricos tri-lineares é o principal objetivo deste trabalho. Alguns aspectos que caracterizam esta pesquisa são: (a) As matrizes dos elementos são obtidas utilizando integração reduzida, porém introduzindo mecanismos para o controle dos modos de energia nulos ou dos modos espúrios. (b) Para a análise dinâmica utiliza-se o método explícito de Taylor-Galerkin; neste esquema a equação de equilíbrio é resolvida em termos da velocidade, não sendo necessário o cálculo das acelerações nem dos deslocamentos no tempo t = – t, como é o caso do Método das diferenças centradas. (c) O programa para a análise dinâmica foi vetorizado para aproveitar as vantagens dos processadores dos modernos supercomputadores, obtendo-se excelente desempenho. Alguns exemplos rodados no CRAY Y-MP2E/232 do CESUP/UFRGS mostram a aplicabilidade dos programas para resolver problemas da Mecânica Estrutural, dentro do campo da Elasticidade Linear. Pesquisas para extender as aplicações a problemas com não-linearidade física e geométrica deverão ser realizadas. / The implementation of computational procedures for the static and dynamic finite element analysis of plates, shells and other structural systems with tri-linear isoparametric elements is the main objective of this work. Some features characterizing this research are: (a) Element matrices are obtained using reduced integration, but introducing some mechanism in order to control hourglass modes. (b) The explicit Taylor-Galerkin method is used to carried out the dynamic analysis. In this scheme, the equation is solved in terms of velocities, and computation of accelerations and displacements at t = – t are not necessary, as in the case of the central difference scheme. (c) The computational program for the dynamic analysis was vectorized to take the advantages of the facilities existing in modern supercomputers, and high performance was obtained. Several examples, run in the supercomputer CRAY Y-MP2E/232 of the CESUP/UFRGS, show the capability of the computer codes to solve Structural Mechanics problems, in the field of Linear Elasticity. Researches to enlarge the applications to geometrical and physical nonlinearities will be accomplished.

Medidas de resistividade elétrica foram realizadas nas ligas de Heusler cu 2Mn (Al 1 -xSnx), onde x =O; 0,05; 0,10 e 0,15, no intervalo de temperaturas de 4,2 a 800°K. Foram também efetua das medidas nas ligas de Heusler Ni 2MnX,. com X = In, Sn ou Sb, no intervalo de 4,2 a 300°K . As curvas experimentais mostram clar amente a importância do caráter fe rromagnetico nas re sistivi dades das ligas. Os resultados obtidos para as ligas de cobre, bem como para a liga Ni 2MnSn, estão em concórdância com uma interpretação em termos dos modelos de Bloch-Grüneisen e de desordem de spin, e falham quando tentamos obter evidên cias de espalhamento s-d para os elétrons de condução. Esse não é o caso para as ligas Ni 2Mnln e Ni 2MnSb, em que a presença de processo de espalhamento eletrônico interbanda (s-d), via fonon, foi detectada. Especialmente para as duas últimas ligas, são sugeridas experiências de calor especifico e de foto-emissividade eletrônica. / Electrical resistivity measurements have been performed on the Cu 2Mn (Al 1 -xsnx) Heusler alloys, where x =O, 0.05, 0.10 and 0.15, in the temperature range of 4.2 to 800 o K. Measurements have also been made on the Ni 2MnX Heusler alloys, with X = In, Sn or Sb, in the range of 4.2 to 300°K. The experimental curves clearly show the importance of the ferromagnetic character on the alloys resistivities. The results obtained for the copper allooys, as well as for the Ni 2MnSn alloy, are in ágreement with an interpretation in terms of Bloch-Grüneisen and spin-disorder models, and fail to provide evidences of s-d scattering for the conduction electrons. This is not the case for the Ni 2Mnln and Ni 2MnSb alloys, in which the presence of (s-d) interband electronic scattering process, via phonon, was detected. Specially for the two last alloys specific heat and electronic photo-emissivity experiments are suggested.

A elaboração de projetos de chassi para semirreboques exige a compilação de fatores primordiais à sua aceitação, como atender a requisitos normativos, adequar-se a legislações de trânsito vigentes, conciliar anseios de transportadores e responder adequadamente às excitações das estradas por onde estes irão trafegar. A junção destes requisitos de entrada, geralmente, resulta em limitações estruturais ao semirreboque, neste trabalho destaca-se o fator da restrição geométrica oriunda do sistema de acoplamento da unidade tracionada com a unidade tratora. Esta condição de contorno gera uma região crítica na longarina do semirreboque, suscetível a falhas, que passam por deformações plásticas a trincas transversais que inutilizam o equipamento. O objetivo deste trabalho é estudar o comportamento estrutural do chassi de um semirreboque carregado, segundo legislação vigente, submetido a manobras direcionais relacionadas às dinâmicas lateral e vertical, a fim de avaliar os níveis de tensão atuante frente aos carregamentos impostos. Para isso desenvolve-se uma metodologia de avaliação baseada em acelerações e tensões em pontos específicos do chassi. A sistemática compreende uma análise dinâmica virtual, uma análise estrutural via método dos elementos finitos e uma instrumentação experimental do semirreboque, a fim de calibrar os modelos virtuais. Obtiveram-se resultados de aceleração e deslocamentos para os três tipos de manobra, double lane change, para velocidades de 50, 60 e 70 km/h, costela de vaca, para velocidades 10, 20 e 30 km/h e o slalom para velocidades de 30 e 40 km/h. Os resultados demonstram que, para um carregamento adequado, todas as manobras imprimem níveis de exigência compatíveis com a estrutura proposta. / The project evaluation for a cargo road equipment chassis requires the compilation of key factors to its acceptance as meet regulatory requirements, as adapt to existing traffic laws, reconciling aspirations of carriers and respond adequately the roads excitations of the through where they will travel. The combination of these entry requisites usually results in structural limitations on the semi-trailer, thus this work highlights the geometric restriction which arises from the coupling between the tractor and pulled units. This boundary condition creates a critical region in the road equipment stringer, susceptible to failures, which goes though plastic deformation and transverse cracks that may disenable the equipment. This study aims to investigate the chassis’s structural behavior of a loaded semi-trailer, following the current legislation, submitted to directional maneuvers related the lateral and vertical dynamic in order to evaluate the stress levels acting due to the imposed loads. Therefore, an evaluation methodology based on accelerations and stresses on specific points on the chassis has been developed. The systematic comprises a virtual dynamic analysis, a structural analysis by finite element method and an experimental instrumentation of the semi-trailer in order to calibrate the virtual models. Results were obtained for displacement and acceleration for three kind’s maneuvers, double lane change to speeds of 50, 60 and 70 km/h, cow ribs to speeds 10, 20 and 30 km/h and for slalom speeds of 30 and 40 km/h. The Results shows for a proper loading, all maneuvers show stringency levels consistent with the proposed structure.

Este trabalho visa realizar o estudo do comportamento dinâmico de um eixo rotor flexível, modelado segundo a teoria de Euler-Bernoulli e caracterizar as respostas periódicas de sistemas LTI (sistemas lineares invariantes no tempo) e sistemas fracamente não lineares de ordem arbitrária. Para tanto, é utilizada a base dinâmica gerada pela resposta impulso ou solução fundamental. O comportamento dinâmico de um eixo rotor flexível foi discutido em termos da função de Green espacial e calculada de maneira não-modal. Foi realizado um estudo do problema de autovalor para o caso de um um eixo rotor biapoiado. As freqüências são obtidas e os modos escritos em termos da base dinâmica e da velocidade de rotação. As respostas periódicas de sistemas LTI, utilizadas nas aproximações com sistemas fracamente não lineares, são obtidas, independentemente da ordem do sistema, como um operador integral onde o núcleo é a função de Green T-periódica. Esta função é caracterizada em termos das propriedades de continuidade, periodicidade e salto da função de Green T-periódica, e da base dinâmica Simulações foram realizadas para sistemas concentrados, matriciais e escalares, com o objetivo de mostrar a validade da metodologia desenvolvida com as propriedades da função de Green T-periódica. Foi abordado um modelo não-linear para uma centrífuga utilizada na indústria textil [Starzinski, 1977].

Este trabalho é uma contribuição para o conhecimento de metodologias de projeto de estruturas de material composto, aplicando métodos de otimização estrutural a cascas laminadas e apresentando uma estratégia em dois níveis. No primeiro nível é realizada a minimização da flexibilidade da estrutura, tendo como variável de projeto a orientação de cada lâmina da estrutura. Utiliza-se Programação Linear Seqüencial (SLP) e direção de tensão principal para otimização da orientação. No segundo nível minimiza-se o volume de cada lâmina, usando a flexibilidade total da estrutura como restrição e a densidade relativa como variável de projeto, também através de SLP. Para evitar aparecimento de áreas com densidades intermediárias, utiliza-se um Método de Continuação, dividindo o nível de otimização topológica em duas ou mais etapas. As formulações desenvolvidas permitem a solução de problemas com múltiplos casos de carregamento. Para a solução da equação de equilíbrio de casca laminada, utiliza-se um elemento finito de casca degenerado de oito nós com integração explícita na direção da espessura. A implementação desse elemento é feita de modo a facilitar a obtenção das derivadas da matriz de rigidez, necessárias na linearização das funções objetivo e restrições. Evita-se assim o uso de derivadas numéricas. Resultados para vários tipos de estrutura são apresentados, incluindo comparações entre diferentes carregamentos, condições de contorno, número de lâminas, espessuras, etc. As soluções obtidas, formas de análise e possíveis aplicações são discutidas.

Orientadores : Wagner dos Santos Oliveira, Oswaldo Luiz Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T21:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costella_AngelaMaridosSantos_M.pdf: 4010963 bytes, checksum: 67a5b361a11bc171bcf3cb30bc50285b (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientador: Maria Aparecida Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:58:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_FabianodoValede_M.pdf: 3561550 bytes, checksum: f3b4f61836648dece8c995dd128d26c3 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O conhecimento das propriedades fisicas dos materiais é de fundamental importância na caracterização de sólidos e de misturas de sólidos. As misturas de sólidos têm sido utilizadas cada dia mais em processos industriais, visando aprimorar as propriedades de interesse relativas a um material, como capacidade de adsorção e tempo de secagem. Este trabalho visa determinar varias propriedades físicas de dois sólidos, o Caulim e a Zeólita NaY, bem como a mistura destes dois sólidos, caracterizando estes materiais para que eles possam ser aplicados em processos industriais de uma forma mais eficiente. O objetivo do trabalho é apresentar equações que relacionem as propriedades dos materiais puros com as propriedades de suas respectivas misturas através das frações mássica e volumétrica das amostras. Desta forma, apenas a caracterização dos materiais puros seria suficiente para predizer as propriedades físicas de uma mistura binária ou de um sólido composto por três ou mais componentes. Outro objetivo do trabalho é apresentar valores confiáveis para que estes possam ser utilizados no estudo do transporte de massa no interior dos poros do material. Os aparelhos picnômetro de Hélio e porosímetro de Mercúrio foram utilizados na determinação das densidades real e bulk, e também na determinação da porosidade dos sólidos utilizados neste trabalho. A partir dos dados obtidos na porosimetria de Mercúrio e da equação de Wasburn, também foi possível a determinação das permeabilidades intrínseca e relativa das amostras. O método clássico de obtenção das isotermas de dessorção foi utilizado, onde os resultados foram aplicados nas equações de Kelvin e BET para a determinação da área superficial e da fração de microporos presente nas amostras. Finalmente, a distribuição de tamanho de partícula foi realizada para o Caulim e para a Zeólita Na Y através do Contador Coulter, para uma análise de como as partículas destes dois materiais se arranjam entre si. As equações propostas produziram curvas que estão de acordo com os resultados experimentais obtidos neste trabalho. Todas as propriedades fisicas puderam ser reproduzi das com as equações propostas, especialmente a área superficial especifica das partículas e a fração de microporos, onde a concordância com os resultados experimentais foi praticamente total / Abstract: The knowledge of the materials physical properties is specially important in the characterization of pure solids and mixtures. The solids mixtures have been used frequent1y in industriaI processes to improve the properties of interest of a material, as capacity of adsorption and drying time. This work aims to determine some physical properties of two solids, Kaolin and Zeolite Na Y, as well as of mixtures of these two solids. With this characterization, these materials wiIl be able to be applied in industrial processes with a better efficiency. The objective of the work is also to present equations that relate the properties of the pure materiais with the properties of their respective mixtures through the mass and volumetric fractions of the samples. In this way, only the characterization of the pure materials would be enough to predict the physical properties of a binary mixture or of a solid hold for three or more components. Another objective is to present reliable results so that these results can be used in the study of mass transport in the pores of materiais. The picnometer and mercury porosimeter had been used to determine the real and bulk densities, and also to determine the porosity of solids used in this work. From the data gotten in the porosimeter and using the equation of Washburn, the determination of the intrinsic and relative permeabilities of the samples was possible. The classic method to draw the desorption isotherms was used, where the results had been applied in the Kelvin and BET equations to determine the specific surface area and the fraction of micropores in the samples. Finally the particle size distribution was determined for the Kaolin and Zeolite Na Y with a Coulter Counter, for an analysis of how the particles of these two materials could be arranged between themselves. The derived equations had drawn curves that are in agreement with the experimental data gotten in this work. AlI the physical properties could be reproduced with the derived equations, especially the solid specific surface area and the fraction of micropores, where the agreement with the experimental results was practically total / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Aparecida Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T22:36:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_MirladeNazaredoNascimento_D.pdf: 5279700 bytes, checksum: 7d1239d8ea7c570b2b598c0bbd46263b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Sólidos porosos têm sido aplicados em vários setores industriais, principalmente como misturas de diferentes sólidos. A caracterização fisica, bem como a difusividade efetiva desses materiais é importante para a otimização de processos industriais que aplicam o transporte de massa em sólidos porosos. Investigações iniciadas sobre difusividade efetiva em misturas de sólidos indicaram a necessidade de informações sobre a estrutura dos componentes, para se obter um modelo mais adequado. Por isso, este trabalho tem como objetivo detenninar as relações existentes entre as propriedades fisicas dos sólidos puros e de misturas de sólidos e testar um modelo matemático para estimar a difusividade efetiva em sólidos porosos multicomponentes. Foi avaliado o comportamento de misturas dos materiais Zeólita NaY, Alumina, Caulim e Sílica. A difusividade efetiva foi determinada a partir de um modelo que considera a contribuição de cada mecanismo de transferência de massa envolvido em sólidos porosos, considerando as propriedades estruturais do sólido. Essas propriedades são: isotermas de dessorção de água, determinada pelo método estático; área superficial determinada por adsorção de Nitrogênio utilizando o método de cálculo de BET; densidade absoluta determinada por picnometria a gás Hélio; densidade aparente calculada pelo peso e volume do sólido preparado em formato cilíndrico; distribuição do tamanho das partículas determinada por difratometria a laser; distribuição do tamanho dos poros calculada pela equação de Kelvin, a partir dos dados de dessorção de água; porosidade, calculada a partir dos dados de densidade aparente e de densidade absoluta; tortuosidade; permeabilidade intlinseca e relativa. Também foram 'realizados experimentos de secagem para determinar a difusividade efetiva e comparar os resultados com o modelo aplicado. Os resultados obtidos mostram que as isotermas de sorção das misturas seguem uma regra de mistura simples, em função da fração mássica dos componentes. A pressão capilar e a penneabilidade relativa não seguiram a mesma regra, mas apresentaram uma tendência de comportamento de acordo com o material mais microporoso. A difusividade efetiva da água calculada pelo modelo para os materiais puros não concordou completamente com os resultados experimentais, mas a difusividade efetiva de misturas de sólidos apresentou resultados satisfatórios para algumas misturas, principalmente para as misturas quatemárias / Abstract: Porous solids have been applied in several industrial sectors, mainly as mixture of different solids. The physical characterization as well as the effective diffusivity of these materiaIs are important to the optimization of industrial processes that apply mass transport in porous solids. Investigations about effective diffusivity in solid mixture indicated the necessity of infonnation on the structure of the solids in order to obtain a more adequate model. So, the aims of this work were to detennine the relationship between the physical properties of solid mixtures and their single components, and to test the mathematical model to estimate the effective diffusivity in porous solid mixtures. NaY zeolite, Alumina, Kaolin and Silica were the materiaIs evaluated in this work. The effective diffusivity was detennined from the mo deI that considers tn~ contribution of each mass transfer mechanism involved in porous solids, taking into account the structural properties of the solid. The evaluated properties were: water desorption isothenns, detennined by static method; surface area detennined by the data of the Nitrogen adsorption isothenns using BET method; absolute density detennined by Helium gas picnometry; apparent density calculated by weight and volume of the solid prepared in cylinder shape; partic1e size distributions detennined by laser difratometry; pore size distribution calculated by Kelvin equatioh, from the data of water desorption isothenns; porosity, calculated from the data of apparent and absolute density; tortuosity; intrinsic and relative penneability. Drying experiments were also perfonned to detennine the effective diffusivity to compare to the values calculated with the model. The result showed that the desorption isothenns of the mixtures follow: a simple mixture rule, as a function of mass fraction of the components. The capillary pressure and the relative penneability do not follow a mixing rule, but they present a tendency to behave according to the more microporous component. The water effective diffusivity of single solids calculated by the model did nót agree completely with the experimental results, but the water effective diffusivity ofthe solid mixtures presented satisfactory results for some mixtures, mainly for quatemary ones / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Crescente é a preocupação com a gestão dos resíduos sólidos urbanos (lixo), no que se refere à sua geração até a disposição final. Assim, o desafio da atualidade é fazer com que o gerador se preocupe em dar o destino adequado ao resíduo ou lixo por ele produzido. Neste contexto, o presente trabalho foi realizado com o objetivo de diagnosticar as condições de manejo dos resíduos sólidos em uma escola da rede particular de ensino de Belém, no estado do Pará, tendo em vista a implantação de um Plano de Gerenciamento de Resíduos Sólidos (PGRS), como ação socioambiental sustentável. Participaram da pesquisa 291 indivíduos, sendo 246 estudantes, 18 professores e 27 funcionários. A efetivação da pesquisa se deu através de análise documental, observação da forma como os resíduos sólidos vêm sendo manejados na escola e coleta de dados sobre a percepção ambiental dos participantes, em relação ao tema do trabalho. Para a caracterização dos resíduos adotou-se o método do destino final. Com base na análise e interpretação dos dados, detectou-se necessidade de mobilizar estudantes, professores e funcionários da escola, de forma a desenvolver uma consciência crítica e sustentável em relação à questão do lixo e, também, que a instituição de ensino, local da pesquisa, faz o manejo de seus resíduos de acordo com os aspectos políticos, sociais e culturais adquiridos nos seus 74 anos de fundação, dentro de uma prática de gestão que prima pela limpeza, mas sem dar um destino adequado aos seus resíduos. Isto provavelmente deve acontecer pela ausência de sistema de coleta seletiva da prefeitura, além da falta de um PGRS que priorize a sustentabilidade. O presente trabalho permitiu propor alternativas para a escola trabalhar a questão dos resíduos sólidos de forma eficaz e de acordo com a legislação, evidenciando a necessidade de implantação de um PGRS, onde os envolvidos sejam orientados dentro de conhecimentos técnicos e científicos numa perspectiva sustentável. / It is increasing the concern with the management of the urban solid wastes (garbage), from its generation to the final disposal. Thus, the challenge of the present time is to make the generator to worry in giving an adequate destination for the residues or garbage that is produced. In this context, the present work was carried out in order to diagnose the conditions of solid waste management in a private school of Belem, in the Para state, Brazil, in view for the implantation of a Solid Waste Management Plan (SWMP), as sustainable social and environmental action. A total of 291 individuals participated of the research, being 246 students, 18 teachers and 27 employees. The research was carried out through documental analysis, and collecting data about how the school have been working on the solid waste management and also about the environmental perception of the participants, in relation to the subject of the work. For characterization of the waste it was adopted the method of final destination. On the basis of the analysis and interpretation of the data, it was detected necessity to mobilize students, teachers and employees of the school, in order to develop a critical and sustainable conscience related to the garbage problem and, also, that in the school, the research place, the handling of its wastes have been made in accordance with the politic, social and cultural aspects acquired in its 74 years of foundation, inside a management practice that valorize the cleanness, but without giving an adequate destine to its wastes. This probably must happen because of the absence of a city selective collection system, and also the lack of a SWMP that prioritizes the sustainability. The present work allowed considering alternatives for the school to manage their solid wastes more effectively and in accordance with the law, evidencing the necessity for implantation of a SWMP, in which the involved individuals are guided according to scientific and technical knowledge, and in a sustainable perspective.

Falsamente percebido como não agressivo ao meio ambiente pela sua origem verde, o óleo de fritura usado não tem uma cadeia de reciclagem formal. A população, as empresas e os diferentes níveis de governo têm atuação variada e não coordenada para fazer com que este resíduo tenha um destino ambientalmente correto. Este trabalho mostra como funcionam as cadeias que reciclam o óleo de fritura, estabelecendo elementos de avaliação de sua capacidade de se firmarem no tempo, de se consolidarem para assegurar sua sustentabilidade. A partir de uma revisão conceitual de indicadores de sustentabilidade é definida um método de avaliação e feita sua aplicação às cadeias que tratam o resíduo oriundo de Taubaté e S. José dos Campos. Seguiu-se esta cadeia da fonte aos usuários finais situados mesmo fora destas cidades. Na forma de pesquisa qualitativa exploratória, são entrevistados todos os tipos de agentes que atuam nestas cadeias, mostrando sua perspectiva da situação atual e da futura. O estudo mostra que as cadeias de reciclagem do óleo de fritura são poucas, fracas, vivem na informalidade e por vezes dependem de ações de voluntariado. Elas carecem de uma presença de governo e não poderão ser sustentáveis sem que respeitem as relações da sociedade e se organizem para serem eficientes de modo a gerar maior valor econômico. É fornecida uma visão abrangente e atualizada da questão, identificando os poucos elementos de sustentabilidade existentes bem como as oportunidades para que cada agente revise sua forma de contribuição para o fortalecimento destas cadeias e consequente redução do impacto ambiental deste resíduo. / Wrongly perceived as having no impact on the environment due to its origin, the waste frying oil doesnt seem to have a structured recycling chain. People, industry, and different governmental levels operate on different ways that are not coordinated, therefore, providing a disposal path that could ship this waste to an environmentally correct destination. This study shows the way the recycling chains of cooking vegetable oil are functioning, thus identifying the components for assessing their capacity to stand the test of time and consolidate their sustainability. Departing from a review on sustainability indicators, this study proposes an assessment methodology that was applied to the existing residue recycling chains in the municipalities of Taubaté and São José dos Campos. The chain was described from its sources to the end users even if they were located far from the referred cities. Structured as a qualitative exploratory survey, all types of agents that operate these chains were interviewed and provided their perspectives on the current status and future prospective of this activity. The study shows that the existing waste frying oil recycling chains are few, weak, informal, and rely, frequently, on volunteerism. There is a need for a greater government presence on stimulating and regulating these chains or they will not become sustainable nor respect society rules and relationships, therefore, function as a more organized entity to improve its efficiency and add more value to the chain. An industry perspective was also provided, identifying few existing sustainable characteristics and opportunities for agents to contribute in making these chains stronger, what, in the end, will reduce the environmental impact of this residue.