With the development of the design and manufacture technology, composite materials are widely used in the aeronautical industry. But, one of the main concerns which affects the application of composites is foreign object impact. The damages induced by the Low Velocity Impact (LVI), which can significantly reduce the strength of the structures, can’t be easily inspected routinely. The so-called Barely Visible Impact Damages (BVID) due to LVI typically includes interlaminar delamination, matrix cracks and fibre fracture at the back face. Previous researches have shown that the results of LVI test are similar to that of the Quasi-Static Load (QSL) test. The initiation and propagation of delamination can be detected more easily in the QSL test and the displacement and reaction force of the impactor can be controlled and measured much more accurately. Moreover, it is easier to model QSL tests than dynamic impacts. To investigate the impact damage induced by LVI, a Finite Element (FE) model employing cohesive elements was used. At the same time, the ply clustering effect, when several plies of the same orientation were stack together, was modelled in the FE model in terms of damage resistance and damage size. A bilinear traction-separation law was introduced in the cohesive elements employed to simulate the initiation and propagation of the impact damage and delamination. Firstly, a 2D FE model of the Double Cantilever Beam (DCB) and End Notched Flexure (ENF) specimens were built using the commercial FEM software ABAQUS. The results have shown that the cohesive elements can be used to simulate mode I and mode II delamination sufficiently and correctly. Secondly, an FE model of a composite plate under QSL but without simulating damage was built using the continuum shell elements. Agreement between the FEA results with published test results is good enough to validate the capability of continuum shell elements and cohesive elements in modelling the composite laminate under the transverse load condition (QSL). Thirdly, an FE model containing discrete interface delamination and matrix cracks at the back face of the composite plate was built by pre-setting the cohesive failure elements at potential damage locations according to the experimental observation. A cross-ply laminate was modelled first where fewer interfaces could be delaminated. Good agreement was found in terms of the delamination area and impactor’s displacement-force curve. Finally, the effect of ply clustering on impact damage resistance was studied using Quasi-Isotropic (QI) layup laminates. Because of the limited time available for calculation, the simulation was only partly completed for the quasi-isotropic laminates (L2 configuration) which have more delaminated interfaces. The results showed that cohesive elements obeying the bilinear traction-separation law were capable of predicting the reaction force in quasi-isotropic laminates. However, discrepancies with the test results in terms of delamination area were observed for quasi-isotropic laminates. These discrepancies are mainly attributed to the simplification of matrix cracks simulation and compressive load at the interface in the thickness direction which is not taken into account.

Damage and condition identi&amp / #64257 / cation of existing structures using non-destructive tests is a common challenge that has been worked on for a long time. In this study, two di&amp / #64256 / erent methods were developed to &amp / #64257 / nd existing force on cables as well as determine bending characteristics (EI coe&amp / #64259 / cients) of beam like structures (such as bridges). Comparing forces in symmetrically placed cables or against values obtained from design drawings would indicate structural imbalance as well as &amp / #64257 / nding EI coe&amp / #64259 / cients at a number of segments on a bridge girder might indicate weak regions that might possibly have undergone structural damage, having weak connections, lost composite action etc. With the help of the proposed algorithm, the sti&amp / #64256 / ness parameters of bridges can be assessed and the location of any damage that is in the magnitude which can a&amp / #64256 / ect displacement behavior of system can be located. The developed methods are demonstrated using the values analytically obtained from the created models and the e&amp / #64256 / ectiveness of the algorithm is criticized. Furthermore, several damage scenarios on a scaled lab beam was used to test the application using real experimental data / including tests on undamaged beam (for identi&amp / #64257 / cation) and tests on the damaged beam. Additional experiments were conducted on a cable stretched in the laboratory instrumented using a load cell to measure instantaneous axial load on the cable and compare these values against the values obtained from the developed tension measurement device. The results are compared and conclusions are derived.

A experiência acumulada quanto à análise do comportamento de fundações, em relação aos diversos perfis de solos, vem confirmando a necessidade de realizar ensaios em verdadeira grandeza para avaliação de desempenho desses elementos. Aplicação de metodologias empíricas e semi-empíricas, limitadas à prática construtiva regional e às condições específicas que contemplaram o seu estabelecimento, resultam em incertezas nos métodos de previsão e dispersão entre valores de capacidade de carga medidos e previstos. Com base nessas evidências, os ensaios de prova de carga representam a técnica mais comumente empregada para previsão e avaliação da capacidade de suporte em estacas. Como resultado, obtém-se uma curva carga versus deslocamento a partir de um carregamento estático no topo do elemento. Quando executadas em estacas instrumentadas ao longo do fuste, permitem avaliar a mobilização (transferência) de resistências (cargas) ao longo da profundidade e dos carregamentos. Alternativamente, o uso de células expansivas bidirecionais, comumente denominadas de “O-cell”, vem crescendo em nível internacional e confirmando seu potencial de aplicação, embasado por vantagens que incluem a ausência de um sistema de reação e a obtenção de forma direta da resistência de ponta e atrito lateral durante os carregamentos. No intuito de contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos de transferência de carga envolvidos em ensaios estáticos, o presente estudo comparou resultados dessas duas metodologias através de três de ensaios estáticos convencionais e um bidirecional realizados em duas estacas escavadas de grande diâmetro em areia. A distribuição dos carregamentos medidos em função do deslocamento em termos de carga total e de atrito lateral ao longo desses quatro ensaios caracterizou-se por resultados similares. Pequenas diferenças foram observadas entre o ensaio de topo e bidirecional executados em um mesmo elemento de fundação e estão possivelmente associadas aos diferentes níveis de deformação obtidos com as duas técnicas. As condições de limpeza e integridade da ponta em estacas moldadas in loco estão associadas a incertezas ainda que os procedimentos usuais de controle e limpeza tenham sido executados. Divergências entre a parcela de contribuição de ponta ao longo dos ensaios avaliados podem estar associadas a esses fatores e a pequenas variações da geometria descritas em detalhes no trabalho. Deformações medidas pelos strain gages instalados ao longo do fuste da estaca permitiram avançar no entendimento dos mecanismos de transferência de carga existentes durante os carregamentos impostos. Os resultados indicam que o atrito começa a ser mobilizado desde os primeiros incrementos de carga e permanece se desenvolvendo com o aumento das deformações que não são constantes ao longo da profundidade. O comportamento medido ao longo do fuste varia em função do nível de confinamento e ainda da densidade relativa do solo subjacente. Os resultados permitem concluir também que ainda que existam esforços residuais atuantes, sua ordem de grandeza não reflete mudanças importantes no comportamento de elementos de fundação moldados in loco. / The gained experience in foundations behavior analysis on different soil profiles confirms the need to perform tests on full-scale elements to evaluate pile performance. Application of empirical and semi-empirical methodologies, limited to the regional constructive practice and the specific conditions that led to its establishment, result in uncertainties in the prediction and dispersion methods between measured and predicted load capacity values. Based on these evidences, the load tests represent the most commonly used technique for predicting and evaluating pile capacity. As a result, a load versus displacement curve is obtained from a static load at the top of the element. When carried out in piles instrumented along the shaft, it is possible to evaluate the mobilization (transfer) of resistances (loads) along the depth and the loads. Alternatively, the use of bidirectional expansive cells, commonly referred to as "O-cell", has been growing internationally, which confirms its potential, based on advantages that include the absence of a reaction system and obtaining the toe resistance and lateral friction directly during loading. In order to contribute to a better understanding of the load transfer mechanisms involved in static loading tests, the present study compared the results of these two methodologies through three conventional and one bidirectional load tests carried out on two large diameter bored piles. The distribution of loadings measured as a function of the displacement in terms of total load and lateral friction over these four tests was characterized by similar results. Small differences were observed between conventional top-down and bidirectional tests performed on the same foundation member and are possibly associated with the different deformation levels obtained with the two techniques. Cleaning conditions and pile toe integrity in bored piles are associated with uncertainties even though the usual control and cleaning procedures have been performed. Divergences between the contributions of the pile toe resistance along the evaluated tests may be associated with these factors and small variations of the geometry. Deformations measured by the strain gages installed along the pile shaft allowed improving the understanding of the load transfer mechanisms during the loading procedures. The results indicate that shaft friction begins to be mobilized since the first load increments and continues to increase with the strains, which are not linear along the pile shaft. The behavior measured along the shaft is a function of vertical effective stress and relative density. The results also show that although there are active residual stresses, their magnitude does not reflect important changes in the behavior of bored piles.

A experiência acumulada quanto à análise do comportamento de fundações, em relação aos diversos perfis de solos, vem confirmando a necessidade de realizar ensaios em verdadeira grandeza para avaliação de desempenho desses elementos. Aplicação de metodologias empíricas e semi-empíricas, limitadas à prática construtiva regional e às condições específicas que contemplaram o seu estabelecimento, resultam em incertezas nos métodos de previsão e dispersão entre valores de capacidade de carga medidos e previstos. Com base nessas evidências, os ensaios de prova de carga representam a técnica mais comumente empregada para previsão e avaliação da capacidade de suporte em estacas. Como resultado, obtém-se uma curva carga versus deslocamento a partir de um carregamento estático no topo do elemento. Quando executadas em estacas instrumentadas ao longo do fuste, permitem avaliar a mobilização (transferência) de resistências (cargas) ao longo da profundidade e dos carregamentos. Alternativamente, o uso de células expansivas bidirecionais, comumente denominadas de “O-cell”, vem crescendo em nível internacional e confirmando seu potencial de aplicação, embasado por vantagens que incluem a ausência de um sistema de reação e a obtenção de forma direta da resistência de ponta e atrito lateral durante os carregamentos. No intuito de contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos de transferência de carga envolvidos em ensaios estáticos, o presente estudo comparou resultados dessas duas metodologias através de três de ensaios estáticos convencionais e um bidirecional realizados em duas estacas escavadas de grande diâmetro em areia. A distribuição dos carregamentos medidos em função do deslocamento em termos de carga total e de atrito lateral ao longo desses quatro ensaios caracterizou-se por resultados similares. Pequenas diferenças foram observadas entre o ensaio de topo e bidirecional executados em um mesmo elemento de fundação e estão possivelmente associadas aos diferentes níveis de deformação obtidos com as duas técnicas. As condições de limpeza e integridade da ponta em estacas moldadas in loco estão associadas a incertezas ainda que os procedimentos usuais de controle e limpeza tenham sido executados. Divergências entre a parcela de contribuição de ponta ao longo dos ensaios avaliados podem estar associadas a esses fatores e a pequenas variações da geometria descritas em detalhes no trabalho. Deformações medidas pelos strain gages instalados ao longo do fuste da estaca permitiram avançar no entendimento dos mecanismos de transferência de carga existentes durante os carregamentos impostos. Os resultados indicam que o atrito começa a ser mobilizado desde os primeiros incrementos de carga e permanece se desenvolvendo com o aumento das deformações que não são constantes ao longo da profundidade. O comportamento medido ao longo do fuste varia em função do nível de confinamento e ainda da densidade relativa do solo subjacente. Os resultados permitem concluir também que ainda que existam esforços residuais atuantes, sua ordem de grandeza não reflete mudanças importantes no comportamento de elementos de fundação moldados in loco. / The gained experience in foundations behavior analysis on different soil profiles confirms the need to perform tests on full-scale elements to evaluate pile performance. Application of empirical and semi-empirical methodologies, limited to the regional constructive practice and the specific conditions that led to its establishment, result in uncertainties in the prediction and dispersion methods between measured and predicted load capacity values. Based on these evidences, the load tests represent the most commonly used technique for predicting and evaluating pile capacity. As a result, a load versus displacement curve is obtained from a static load at the top of the element. When carried out in piles instrumented along the shaft, it is possible to evaluate the mobilization (transfer) of resistances (loads) along the depth and the loads. Alternatively, the use of bidirectional expansive cells, commonly referred to as "O-cell", has been growing internationally, which confirms its potential, based on advantages that include the absence of a reaction system and obtaining the toe resistance and lateral friction directly during loading. In order to contribute to a better understanding of the load transfer mechanisms involved in static loading tests, the present study compared the results of these two methodologies through three conventional and one bidirectional load tests carried out on two large diameter bored piles. The distribution of loadings measured as a function of the displacement in terms of total load and lateral friction over these four tests was characterized by similar results. Small differences were observed between conventional top-down and bidirectional tests performed on the same foundation member and are possibly associated with the different deformation levels obtained with the two techniques. Cleaning conditions and pile toe integrity in bored piles are associated with uncertainties even though the usual control and cleaning procedures have been performed. Divergences between the contributions of the pile toe resistance along the evaluated tests may be associated with these factors and small variations of the geometry. Deformations measured by the strain gages installed along the pile shaft allowed improving the understanding of the load transfer mechanisms during the loading procedures. The results indicate that shaft friction begins to be mobilized since the first load increments and continues to increase with the strains, which are not linear along the pile shaft. The behavior measured along the shaft is a function of vertical effective stress and relative density. The results also show that although there are active residual stresses, their magnitude does not reflect important changes in the behavior of bored piles.

Orientador: Paulo Jose Rocha de Albuquerque / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-13T04:04:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_BarbaraNardi_M.pdf: 6782464 bytes, checksum: 2db509605b90c7d9ce2ae5bbdafbb1c1 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A dificuldade de se atingir a ruptura dos elementos de fundação nos ensaios estáticos fez com que, ao longo de várias décadas, diversos métodos de extrapolação da curva carga vs recalque fossem sugeridos por inúmeros pesquisadores, no intuito de determinar a carga de ruptura, destacando-se os métodos propostos por Van der Veen (1953), Mazurkiewics (1972), Décourt (1996) e NBR 6122/1996. Porém, a experiência confirma que os resultados podem variar consideravelmente entre um método e outro. Este trabalho destaca o Conceito de Rigidez proposto por Décourt (1996, 2008), método que, nos últimos anos, vem sendo utilizado pela comunidade geotécnica e é destacado pelo autor como um método que oferece informações de resistência de ponta e atrito lateral, além da carga de ruptura em provas de carga comuns, ou seja, sem instrumentação. Com a interpretação dos resultados, levantados em estacas do tipo escavadas, hélice contínua, raiz, ômega, pré-moldadas, apiloadas e metálicas em seis campos experimentais localizados nas cidades de Campinas/SP, Recife/PE, Vitória/ES, Londrina/PR, Ilha Solteira/SP e Brasília/DF obtiveram-se valores satisfatórios de carga de ruptura convencional em provas de carga levadas a grandes deslocamentos e algumas restrições em provas de carga interrompidas prematuramente. Os resultados de atrito lateral comparados com resultados de estacas instrumentadas trazem valores satisfatórios, ou seja, dentro dos domínios. / Abstract: The difficulty of reaching the rupture of the foundation elements in the static loading made that along several decades several methods of extrapolation of the load - settlement curve were suggested by many researchers, with the intent of determining the load failure, such as the methods proposed by Van der Veen (1953), Mazurkiewics (1972), Décourt (1996) and NBR 6122/1996. But the experience confirms that the obtained results can vary considerably from one method to another. This work details the Concept of Rigidity, proposed by Décourt (1996, 2008), a method that in the last years it has been used by the geotechnical community and which the author claims as a method that provides information on tip resistance and lateral friction, along with the load at failure in common load tests, it means, without instrumentation. Whit the interpretation results raised in bored piles, continuous flight auger, root, omega, driven concrete, "hamered" and metal pile in six experimental fields localized in Campinas/SP, Recife/PE, Vitória/ES, Londrina/PR, Ilha Solteira/SP and Brasilia/DF got satisfactory values of conventional load failure in load tests carried to big movements and some restrictions in load tests not carried to failure. The lateral friction results compared with load tests on instrumented piles results show satisfactory values, it means, in the domains. / Mestrado / Geotecnia / Mestre em Engenharia Civil

O ensaio de simples reconhecimento de solos (SPT) é a ferramenta de investigação de solos mais utilizada no mundo. Devido ao grande número de parâmetros que influenciam os seus resultados, a medida de sua eficiência passa a ser indispensável à transposição de experiências entre as práticas desenvolvidas em diferentes locais. Infelizmente, a medida da eficiência através da instrumentação do impacto do martelo é economicamente inviável para a maioria das empresas de sondagem no Brasil. Este trabalho apresenta uma metodologia para a determinação da eficiência do SPT baseada no princípio de Hamilton e na realização de prova de carga estática sobre o amostrador, que pode ser uma alternativa para sanar esta situação. / The standard penetration test (SPT) is the most used soil investigation tool in the world. Due to the great number of variables that influences its results, the measurement of the efficiency becomes imperative to the transposition of experiences between developed practices in different places. Unfortunately, the measurement of the efficiency through the instrumentation of the hammer impact is economically inpracticable to most of the soil investigation firms in Brazil. This work presents a methodology to determinate the SPT efficiency based on the Hamilton\'s principle and on the execution of static load test over the sampler, what seems to be a good alternative to end this situation.

This master’s thesis describes the design of wall mobile crane and its railway. At the beginning of the work research of suitable hoists is conducted according to important parameters. Following the calculation of basic loads applied during crane operation. Furthermore the determination of the static load and fatigue strength of selected part which is verified by MKP simulation. The work continues with design of selected parts of crane and its railway. This design is solved with respect to relevant standards. In conclusion the final design of machine is drawn.

This master’s thesis describes the design of two-girder overhead crane. At the beginning of the work are designed sectional characteristics of the girder and the crossbeam. Furthermore, they are calculated loads applied during crane operation. Following the determination of the static load and fatigue strength. All calculations are solved with respect to relevant standards relating to overhead cranes. The work also includes analysis of purchased components, which are geared motors, bumpers and drive (no drive) wheels.

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Desde a década de 1980 diversos autores apresentaram correlações entre provas de carga estática e ensaios de carregamento dinâmico em estacas. Para uma boa correlação é fundamental que os testes sejam bem executados e que atinjam a ruptura segundo algum critério, como o de Davisson, por exemplo, além de levar em conta o intervalo de tempo entre a execução da prova de carga estática e do ensaio dinâmico, face ao efeito \"set up\". Após a realização do ensaio dinâmico realiza-se a análise CAPWAP que permite a determinação da distribuição do atrito lateral em profundidade, a carga de ponta e outros parâmetros dos solos tais como quakes e damping. A análise CAPWAP é realizada por tentativas através do procedimento \"signal matching\", isto é, o melhor ajuste entre os sinais de força medido pelos sensores e o calculado. É relativamente fácil mostrar que a mesma solução pode ser obtida através de dados de entrada diferentes. Isso significa que apesar de apresentarem cargas mobilizadas próximas o formato da curva da simulação de prova de carga estática, obtida pelo CAPWAP, assim como a distribuição do atrito lateral, podem ser diferentes, mesmo que as análises apresentem \"match quality\" (MQWU) satisfatórios. Uma forma de corrigir o formato da curva simulada do CAPWAP, assim como a distribuição do atrito lateral, é através da comparação com provas de carga estática (PCE). A sobreposição das duas curvas, a simulada e a \"real\", permite a determinação do quake do fuste através do trecho inicial da curva carga-recalque da prova de carga estática, que por sua vez permite uma melhor definição da distribuição do atrito lateral e da reação de ponta. Neste contexto surge o conceito de \"match quality de recalques\" (MQR). Quando a PCE não está disponível, propõe-se efetuar um carregamento estático utilizando o peso próprio do martelo do bate-estaca (CEPM). Mostra-se, através de dois casos de obra, em que estavam disponíveis ensaios de carregamento dinâmico e PCEs, que esse procedimento permite obter uma melhor solução do ponto de vista físico, isto é consistente com as características do subsolo e com a curva carga-recalque da PCE, e não apenas matemático, através da avaliação do \"match quality\" (MQWU). / Since the 1980s a lot of authors showed correlations between static load tests and dynamic load tests on piles. For a good correlation it is necessary a good execution of the load test, also it is necessary to choose a capacity value from the results of the static load test, for example, the Davisson Offset limit load. The time of execution between the static load test and the dynamic load test should be considered because of the set up effect. Dynamic data may be further analyzed by CAPWAP Method to evaluate the soil resistance distribution, the toe resistance, quake and damping values. It is a signal matching method. Its results are based on the \"best possible match\" between computed pile top variable such as the pile top force and its measured equivalent. It is easy to demonstrate almost the same pile capacity on CAPWAP using different soil parameters. It means that even the pile capacity is almost the same, the shape of the pile top load-displacement of the CAPWAP Method and the shaft friction distribution can be different, although all results confirm good match quality. One way to correct the shape of the top loaddisplacement of the CAPWAP Method, as well as the shaft friction distribution, is by comparisson to a static load test. Overlaying both curves, the static load test and the CAPWAP Method, it is possible to determine the shaft quake value on the initial loads on the top load-displacement curve, allowing this way a improvement of the shaft resistance distribution and the toe resistance. In this context arises the concept of \"match quality of settlements\". When the static load test is not avaliabe, this thesis proposes a static load test using the hammer\'s weight of the pile driving machine. It is shown by two case studies that were available static load tests and dynamic load tests, this procedure allows a better solution on physics aspects, this is consistent with the subsoil conditions and the load-settlement curve of the static load test, not only a mathematical solution based on match quality.