Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-26T10:17:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Elisandra Miranda de Oliveira - 2008.pdf: 8045679 bytes, checksum: bbc3ccef6840ca7cc9f60fd22a61ed85 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-26T10:18:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Elisandra Miranda de Oliveira - 2008.pdf: 8045679 bytes, checksum: bbc3ccef6840ca7cc9f60fd22a61ed85 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T10:18:12Z (GMT). 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The experimental program consisted of test of fourteen simple concrete plates with sawed joint, and adoption of the following variable: presence of smooth dowel of Ø 12,5mm, variation of the length of dowel (500 mm, 400 mm and 300 mm), variation of the thickness of the plates (120 mm and 160 mm), variation of the strength to the compression of the concrete (20 MPa and 30 MPa) and of the type of used concrete (conventional and autoadensável). These plates had been supported on natural and assayed rubber layers with static shipment application in one of the sides of the together one until the rupture of the plate. The results had shown that: the use of dowel in these meetings increases the efficiency in the transference of efforts; the increase in the thickness of the plate increases the resistant capacity of the together one, the efficiency in the transference of efforts and possesss minors displacements of the plate during the application of the shipment; the dowel with reduced size are efficient, but the bars of 400 mm present resulted next to the one to the bar in commercial size, 500 mm; the plates in autoadensável concrete after the fissuration practically do not present contribution of the concrete in the transference of efforts for the intertravamento of aggregates; the sawed joint depth of the together one has influence in the way of rupture of the plate and tack relation enters the bar of transference and concret. / A junta faz parte do processo construtivo do pavimento de concreto. Na sua execução a seção de concreto localizada abaixo dela fica enfraquecida e acaba se tornando o ponto mais vulnerável do pavimento onde podem surgir as possíveis patologias que venham a afetar a sua resistência e durabilidade. Apesar da importância que a junta possui na vida útil do pavimento de concreto este assunto é pouco explorado, e por isso se tornou o objeto principal deste estudo. Este trabalho é um estudo experimental das juntas serradas em pavimento rígido de concreto com avaliação da transferência de esforços cisalhantes através das juntas serradas. O programa experimental constou de ensaios de quatorze placas em concreto simples com junta serrada, e adoção das seguintes variáveis: presença de barra de transferência lisa de Ø 12,5mm, variação do comprimento das barras de transferência (500 mm, 400 mm e 300 mm), variação da espessura das placas (120 mm e 160 mm), variação da resistência característica à compressão do concreto (20 MPa e 30 MPa) e do tipo de concreto utilizado (convencional e autoadensável). Essas placas foram apoiadas sobre camadas de borracha natural e ensaiadas com aplicação de carregamento estático em um dos lados da junta até a ruptura da placa. Os resultados mostraram que: o uso de barras de transferência nessas juntas aumenta a eficiência na transferência de esforços; o aumento na espessura da placa aumenta a capacidade resistente da junta, a eficiência na transferência de esforços e possuem menores deslocamentos da placa durante a aplicação do carregamento; as barras com tamanho reduzido são eficientes, mas as barras de 400 mm apresentam resultados próximos ao da barra em tamanho comercial, 500 mm; as placas em concreto autoadensável após a fissuração praticamente não apresentam contribuição do concreto na transferência de esforços pelo intertravamento dos agregados; a profundidade da junta serrada tem influência no modo de ruptura da placa e relação de aderência entre a barra de transferência e o concreto.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work is dedicated to perform the mathematical modeling and DNS and LES simulations of a three-dimensional, temporally evolving incompressible plane wake are performed, seeking to evidence differences in stability, transition and onset of both coherent and small scale structures, when the flow is subjected to random perturbations of different amplitudes. The perturbations are generated using the Random-Flow-Generator (RFG) technique, being imposed to the flow as initial conditions. The Navier-Stokes equations are solved in a prismatic domain, with periodic boundary conditions in all directions, using Fourier pseudospectral method. The invariants of the velocity gradient tensor, Q and R, are analyzed for random perturbations with magnitudes 10−3, 10−4 and 10−5, showing the onset of their characteristic teardrop correlation map. Moreover, maps of the second and third invariants of the rate-of-strain tensor, QS and RS, are shown, in order to evidence the differences in local flow strain and topological characteristics of the dissipation of kinetic energy. Isosurface plots of Q and QW, as well as vorticity contours are shown, allowing visual identification of the coherent structures and confirming patterns predicted by the invariant maps. / O presente trabalho se dedica a modelagem matemática e a simulações numéricas DNS e LES de uma esteira tridimensional, incompressível, em desenvolvimento temporal, buscando evidenciar diferenças na estabilidade, transição e no desenvolvimento de estruturas coerentes e de pequena escala, quando o escoamento é submetido a perturbações randômicas de diferentes amplitudes. As perturbações são geradas utilizando-se a técnica Random Flow Generator (RFG), sendo sobrepostas à condição inicial do escoamento. As equações de Navier-Stokes são resolvidas em um domínio prismático, com condições de contorno periódicas em todas as direções, utilizando-se o método pseudoespectral de Fourier. Os invariantes do tensor gradiente de velocidade, Q e R, são analisados para perturbações de magnitude 10−3, 10−4 and 10−5, mostrando a formação de uma correlação no formato de gota, característica da resolução das equações de Navier-Stokes. Além disso, são apresentados mapas do segundo e terceiro invariante do tensor taxa de deformação, QS e RS, a fim de evidenciar as diferenças locais no escoamento e as características topológicas na taxa de dissipação de energia cinética. Isosuperfícies de Q e QW, bem como contornos de vorticidade são apresentados, possibilitando a identificação visual das estruturas coerentes, e confirmando os padrões de estruturas previstos pelos mapas de invariância. / Mestre em Engenharia Mecânica

[pt] Ondas ultrassônicas guiadas de cisalhamento horizontal (do inglês, shear horizontal SH) são comumente usadas para avaliação não destrutiva de placas e tubos. Em dutos de aço, uma camada de revestimento é frequentemente aplicada à superfície externa dos mesmos para evitar a corrosão. O material do revestimento apresenta impedância acústica consideravelmente menor que a do material principal dos dutos, a saber aço; todavia, sua presença pode alterar significativamente as características de propagação dos modos de onda SH guiada, haja vista que se trata de um problema de propagação em guia de onda multicamadas. Devido às propriedades viscoelásticas do material do revestimento, comumente utilizado, os modos de onda guiada que conhecidamente se propagam de maneira adequada em um duto cru, podem se tornar uma escolha inadequada em um duto revestido devido à alta atenuação, impossibilitando inspeções corriqueiras. Nesta dissertação, investiga-se quais modos SH são mais adequados para uma inspeção circunferencial de um tubo revestido de interesse, a saber, um duto de aço de espessura de 6.35 mm com revestimento de polietileno de espessuras variáveis. Um modelo semi-analítico foi utilizado para calcular as curvas de dispersão e atenuação e um modelo numérico de elementos finitos foi explorado para investigar os modos de propagação em um guia de onda revestidos e sob a presença de defeitos. Resultados mostram que, no regime de espessura de alta frequência, o modo quasi-SH0 no comprimento de onda 10 mm é a escolha mais adequada para uma primeira avaliação, sem conhecimento prévio do espécime. No entanto, com o conhecimento das características do espécimen avaliado, pode-se selecionar outros modos que possam ter menor atenuação. Conclui-se que, uma seleção cuidadosa do modo de operação mais adequado é fundamental para inspecionar defeitos em dutos revestidos de interesse. Para os casos analisados, a saber, SH0 e SH1 com comprimentos de onda de 25 mm, 20 mm, 15 mm e 10 mm, os modos de mais adequados são SH1 em 25mm - 285 kHz, SH0 em 20 mm - 160 kHz, SH0 em 15 mm - 210 kHz, SH1 em 15 mm - 330 kHz, SH0 em 10 mm - 310 kHz e SH1 em 10 mm - 400 kHz, apresentando atenuação aproximada de 21 dB/m, 3 dB/m, 15 dB/m, 13 dB/m, 4 dB/m e 17 dB/m, respectivamente, e clara identificação do defeito através de sua refletividade. Portanto, o presente estudo é útil no projeto de um setup experimental confiável ao analisar um duto cujo revestimento possui propriedades viscoelásticas. / [en] Shear horizontal (SH) ultrasonic guided waves are commonly used for non-destructive evaluation of plates and pipes. In steel pipes, a coating layer is often applied to the outer surface in order to prevent it from corrosion. The applied coating layer presents considerably lower acoustic impedance than the pipe main material, namely, steel, nevertheless, its presence significantly affects the propagation characteristics of SH guided wave modes, since one deals with a multilayered waveguide problem. Due to the viscoelastic properties of the coating layer, ultrasonic guided wave modes that adequately propagate in an equivalent bare pipe can become an unsuitable choice in a coated pipe, due to high attenuation, rendering pipe inspection unfeasible. In this thesis, it was investigated which SH guided wave modes are more adequate for circumferential inspections of a coated pipe of interest, namely, a 6.35 mm thick steel pipe and a polyethylene coating whose thicknesses varies. A semi-analytical model was used to calculate the dispersion and attenuation curves and a finite element numerical model was further exploited to investigate the propagating modes in coated waveguided under the presence of defects. Results show that, in the analyzed cases, at the high-frequency-thickness regime, the quasi-SH0 mode at 10 mm wavelength is the most suitable choice for an evaluation with no previous knowledge of the specimen. However, with knowledge of the characteristics of the evaluated specimen, it is possible to select other modes that can have a lower attenuation. Therefore, a careful selection of the most suitable operating mode is paramount in order to inspect a defect with ultrasonic guided waves in pipes with coating. Considering the studied cases, namely, SH0 and SH1 at of 25 mm, 20 mm, 15 mm, and 10 mm wavelength, the most suitable SH guided wave modes are SH1 at 25mm - 285 kHz, SH0 at 20 mm - 160 kHz, SH0 at 15 mm - 210 kHz, SH1 at 15 mm - 330 kHz, SH0 at 10 mm - 310 kHz and SH1 at 10 mm - 400 kHz, showing approximated attenuation of 21 dB/m, 3 dB/m, 15 dB/m, 13 dB/m, 4 dB/m and 17 dB/m, respectively, and clear defect identification by mean of its reflectivity. Therefore, the present study is useful in order to design a reliable experimental setup when analyzing a pipe whose coating has viscoelastic properties.