Este trabalho tem como objetivo investigar a estabilidade de painéis de compósitos através do cálculo da sua tensão de colapso e da eficiência estrutural. Adicionalmente, faz-se uma análise de sensibilidade para investigar como algumas variáveis do painel influenciam sua carga de flambagem. Apresenta-se o modelo em elementos finitos que foi construído para suportar as análises, detalhando o tipo de elemento, as propriedades, carregamento utilizado, condições de contorno e estudo de convergência da malha. Em seguida apresenta-se o cálculo da tensão de colapso e da eficiência estrutural do painel base desse trabalho. Além disso, calcula-se a tensão de colapso e a eficiência de um painel de compósito construído com as dimensões ótimas obtidas por outro autor (no caso de painéis metálicos integrais usinados) e também de um painel metálico com as mesmas dimensões desse painel de compósito. Por fim, mostra-se a análise de sensibilidade, evidenciando como algumas variáveis do problema, relativas à geometria e laminados, influenciam a eficiência do painel à flambagem. Ao comparar a eficiência estrutural do painel de compósito base desse trabalho com a eficiência do painel de compósito com as dimensões ótimas obtidas por outro autor, verifica-se que o segundo painel tem uma eficiência maior que a do painel base. Fazendo a mesma comparação entre o painel de compósito com as dimensões ótimas e o painel equivalente em alumínio, percebe-se que o painel de compósito é mais eficiente que o de metal. Com relação à análise de sensibilidade, seus resultados mostram-se bastante úteis em uma fase de pré-dimensionamento, pois fornecem subsídios para as definições preliminares da estrutura.

Neste trabalho são propostos um modelo matemático para sinais eco de alvos pontuais sem flutuação temporal da refletividade, mas considerando-se o parâmetro de escalonamento temporal, e uma estrutura para o receptor ótimo caracterizada por um processo de Transformação "Wavelet". O modelo proposto permite modelar a estrutura do receptor ótimo a partir de uma função ambigüidade modificada, que difere da clássica que só leva em consideração o desvio "Doppler" em sua fase devido ao movimento radial do alvo, por um processo de Transformação "Wavelet". Através de simulações realizadas analisou-se a função ambigüidade modificada e clássica, para alvos de sistemas Radar e Sonar, utilizando-se como sinal transmitido "Wavelets mães"e fez-se uma comparação qualitativa dos resultados obtidos. O trabalho realizado e o modelamento proposto podem ser utilizados para escolha da "Wavelet mãe" que apresenta um melhor desempenho para alvos de sistemas Radar e Sonar. Pode-se também, através dos resultados, implementar a estrutura do receptor ótimo através de DSP';s (processadores digitais de sinais) para sistemas Sonar.

O Desenvolvimento de aeronaves é pautado por fatores como segurança, peso e economia. A obtenção de aeronaves leves requer geralmente a otimização de seus elementos estruturais, o que, por sua vez, torna imprescindível o conhecimento profundo do comportamento mecânico destes membros. Presente tanto em painéis de fuselagem, quanto em painéis de asa, o conhecimento do comportamento crítico e pós-crítico de painéis cilíndricos tem painel preponderante no processo de dimensionamento estrutural. O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento crítico, pós-crítico e de colapso de painéis metálicos cilíndricos simplesmente apoiados sob compressão pura. Neste trabalho são apresentados os resultados relativos à determinação da carga crítica de flambagem, a sensibilidade dos comportamentos crítico e pós-crítico em relação a parâmetros geométricos, bem como a descrição destes painéis no momento do colapso.

A utilização de materiais compósitos tem aumentado em alguns setores, principalmente no setor aeroespacial, pois este tipo de material alia alta resistência e leveza. No processo de fabricação podem ocorrer falhas e com isso são geradas descontinuidades nos materiais produzidos. O surgimento desse tipo de problema leva à necessidade de inspeção dos produtos fabricados. O ultrassom entra como ferramenta de avaliação do dano, capaz de constatar por meio de seus mapas qual é a extensão do dano, possibilitando a obtenção do raio equivalente. O trabalho correlaciona resultados obtidos em ensaios de ultrassom com ensaios de compressão após impacto, com dois critérios de falha: Whitney-Nuismer e Mar-Lin. Foram utilizados dois tipos de laminados com duas diferentes espessuras, que foram fabricados com laminado tipo tecido. Os resultados foram baseados nos dois critérios de falha utilizados, Whitney-Nuismer e Mar-Lin, e comparados com os resultados dos ensaios experimentais de ultrassom e compressão realizados. A proposta de utilização dos métodos para estimar a resistência residual das placas apresenta bons resultados, podendo ser utilizado em campo para avaliação de peças danificadas.

A compressão de dados é uma ferramenta importante para o armazenamento e a transmissão da informção. Dentro do domínio da imagem digital, uma técnica nova de codificação chamada de Codificação Fractal despertou muito interesse nos último dez anos. O princípio derivado da codificação da imagem por fractal consiste em encontrar uma regra de constução que produza uma imagem fractal, que se aproxime da imagem original. A proposta desta tese consiste em duas partes. A primeira deve rever a codificação imagem por fractal baseada em ações de transformação interativas. Inicialmente, a base teórica é esboçada. O centro desta base teórica é o teorema de mapeamento contrativo e as propriedades matemáticas do Sistema de Função Interativa (IFS). Além disso, o algoritmo fractal clássico de compressão e suas alternativas, incluindo vários métodos de partição da imagem, procurando a estratégia e a classificação do bloco de domínio também são revistas. A segunda parte deve desenvolver um método novo, chamado Codificação Hierárquica de Blocos para comprimir as imagens coloridas, baseado na Codificação Fractal (HCBC). Este método transforma os três planos de cores de uma imagem colorida para uma imagem de um plano de cor através da extração das correlações entre os três planos de cores da imagem original. Ele divide hierarquicamente os três planos de cores em blocos homogêneos. Cada bloco é representado pelo valor médio dos coeficientes tricromáticos dos pixels, e uma imagem composta por um plano de cor comprimida pela codificação fractal. A reconstrução é feita pelo algoritmo de codificaçãp fractal com os valores médios associados a cada bloco. Para decodificar inteiramente a imagem colorida reconstruí-se pelo algoritmo de codificação fractal e pelos valores médios do coeficiente tricromáticos obtida pelo HCBC. Comparado com o método de codificação fractal de três-componentes separados, o método proposto consegue o mesmo nível da qualidade de reconstrução, mas, o que é mais importante, com uma maior taxa de compressão e um menor tempo de compressão.

Sistemas de compressão de imagens sem perdas, no atual estado da arte, decompõem o processo em modelagem e em codificação. A tese aqui defendida é que alta eficiência na compressão pode ser obtida usando-se técnicas combinadas de modelagens aliadas a algoritmos combinados de codificação. Este trabalho, baseando-se nos padrões JPEG com e sem perdas, implementa variantes de modelagens e seleciona a mais eficiente através de cálculo que considera a entropia dos dados a serem codificados. Na compressão com perdas, introduz-se uma fase de modelagem que consiste no agrupamento de bits dos coeficientes da transformada, criando-se áreas potencialmente redundantes e preparando, dessa forma, os dados para uma melhor eficiência dos algoritmos de codificação. Na fase de codificação, com perdas ou sem perdas, avaliam-se vários algoritmos, entre eles alguns desenvolvidos e propostos neste trabalho, selecionando-se o mais eficiente através de cálculos baseados nas estatísticas posicionais e globais obtidas durante uma leitura prévia dos dados.

Motivado pelos avanços tecnológicos dos instrumentos de sensoriamento remoto o que, por sua vez, implica a necessidade de compressores de imagens embarcados em satélites e motivado também pela tendência ao uso de dispositivos comerciais (COTS) em aplicações espaciais, este trabalho propõe uma solução completa em hardware para compressão de imagens de sensoriamento remoto. Como requisitos, considera-se um nível de compressão mínimo é quatro vezes (4:1), com qualidade melhor do que 50 dB e taxa de processamento acima de 5 Mpixel/s. Como solução para compressão, optou-se pelo padrão JPEG-LS, de baixa complexidade, com a adição de recursos de mitigação de erros provocados pelos efeitos da radiação espacial em órbitas baixas, visando sua implementação em dispositivos lógicos programáveis (FPGA) COTS. A susceptibilidade do compressor JPEG-LS, com e sem adição de métodos clássicos de mitigação de erros, como a redundância modular tripla (TMR) e a codificação Hamming, é avaliada utilizando-se um esquema de injeção aleatória de eventos singulares, transitórios (SET) e comutação de bit (SEU), para levantamento de taxas relativas de erros, por simulação, e do respectivo impacto em área, por síntese. Para simular os efeitos da radiação no espaço, emprega-se um modelo com uma distribuição gaussiana de incidência de eventos de duração fixa, menor do que o período de clock, e com uma distribuição uniforme para seleção do sinal e do respectivo bit afetado. Ao longo da simulação, a contagem de erros é efetuada através da comparação dos dados gerados com um padrão de referência, sem erros. O método para avaliação de susceptibilidade proposto possibilita, através de rápidas iterações entre simulação e síntese, a obtenção de informações relevantes que permitem estimar a relação custo-benefício referente à adição de diferentes medidas de mitigação. A solução completa abrange o empacotamento dos dados resultantes da compressão, considerando tópicos como armazenamento temporário e controle da taxa de compressão, para acomodar flutuações na taxa de dados; multiplexação dos dados de diferentes bandas espectrais; formatação dos blocos de dados; e adição de codificação Reed-Solomon, para mitigar erros relativos ao enlace de transmissão. Dentre as contribuições do trabalho destaca-se: a avaliação de um compressor de imagens implementado em hardware com resultados que excedem os requisitos de projeto; a proposta de um método de avaliação de susceptibilidade que se diferencia pela injeção de SETs, pelo levantamento de taxas de erros e pelo tempo relativamente rápido de execução; uma estimativa melhor do que 100 vezes para redução na susceptibilidade do algoritmo de compressão com adição de mitigação de erros, obtida com o emprego do método proposto; e uma avaliação em hardware dos princípios envolvidos na concepção da solução completa, com resultados positivos.

This work investigates the numerical prediction of the compression after impact behavior of woven composite laminates. Intralaminar and interlaminar damage prediction of the composites lay-ups are evaluated using a proposed damage model implemented as user defined material on ABAQUS Explicit multipurpose FEM code. The numerical models are developed using finite elements method with two different modeling approaches. The Single Shell Model (SSM) used only shell elements to model the laminates and the delamination effects are neglected. To add the delamination effects on the numerical model the Split Shell Model (SpSM) is developed using a delamination contact-logic to predict the out-of-plane effects using the shell elements to model the sub-laminates. An experimental programme is carried out to validate the proposed damage modeling methodology. The proposed damage model and the modeling methodologies prove to be capable of reproducing experimental results with good accuracy for the impact tests and Compression After Impacts (CAI) tests.

Este trabalho apresenta uma caracterização experimental dos efeitos da curvatura e pressurização na resistência residual de laminados compósitos submetidos à compressão após impacto (Compression After Impact - CAI). Laminados de carbono epóxi foram fabricados com três diferentes curvaturas (k=0,01 m-1, k=0,005 m-1, k=0 m-1) e posteriormente impactados em três diferentes níveis de energias denominadas (baixa, média e alta). Os ensaios de impacto foram realizados no laboratório de estruturas aeronáuticas do ITA utilizando uma torre de impacto em queda livre. Após os ensaios de impacto os laminados forma inspecionados com tecnologia ultrassônica a fim de caracterizar o dano. Um dispositivo de CAI foi projetado e fabricado para avaliar a tolerância ao dano dos laminados compósitos submetidos a cargas de impacto. Os resultados experimentais indicam que a resistência residual à compressão dos laminados curvos foi significamente afetada pela curvatura do laminado. Modelos teóricos foram propostos para prever a resistência residual a compressão após impacto e validados com os resultados experimentais.

O presente trabalho aborda a concepção, o desenvolvimento e a otimização de um metamodelo de painel de cobertura aeronáutico, em alumínio, com reforçadores reticulados, resistente à compressão. O objetivo deste trabalho é mostrar que o conceito de painel reticulado apresenta melhores resultados do que um painel de cobertura aeronáutica tradicional, em termos de resistência à compressão e Eficiência Estrutural. Conclui-se que o painel com reforçadores reticulados apresenta resultados em termos de tensão compressiva de colapso de 20% a 30% melhor do que um painel tradicional, para diversas razões de aspecto, e de 10 a 15% em termos de Eficiência Estrutural. Dessa forma, existe um potencial de que a concepção de painéis de revestimento aeronáutico a partir desses metamodelos reticulados apresente um aumento do espaçamento entre os elementos longitudinais de suporte, i.e., nervuras de uma asa ou as cavernas de uma fuselagem, ou mesmo que tais elementos sejam desnecessários em algumas aplicações.