As fraturas dos ossos longos são geralmente provocadas por esforços dinâmicos de impacto (choque). O esclarecimento do comportamento de ossos submetidos a testes controlados de impacto pode representar um aprofundamento no conhecimento geral sobre as questões que envolvem a ocorrência das fraturas. Os testes de impacto são, de modo geral, realizados por meio de uma máquina especificamente desenvolvida, provida de um martelo pendular que incide sobre corpos de prova do material testado. Porém, as máquinas de impacto disponíveis no mercado são projetadas para ensaiar materiais com dimensões definidas de acordo com a norma relativa ao tipo de material, que não são adaptadas para materiais biológicos. Os materiais biológicos são em geral anisotrópicos, o que impede a confecção de corpos de prova com formas e dimensões rigorosamente padronizadas, como acontece com os materiais não biológicos. Desta forma, uma máquina de ensaio de impacto para materiais biológicos deve ser, necessariamente, especificamente desenvolvida para essa finalidade, com a principal característica de que os apoios dos corpos de prova possam ser mudados de forma e posição conforme as necessidades de cada material em teste. Foi o objetivo deste trabalho, projetar, construir e testar, comparativamente a outra máquina comercialmente disponível, uma máquina de ensaio de impacto especificamente destinada a materiais biológicos, com possibilidade de variação dos vãos entre os apoios dos corpos de prova, o que flexibiliza o ensaio de acordo com as características de cada material. / Fractures of long bones are generally caused by dynamic impact loads (shock). Studying clearing the behaviour of bones submitted to controlled impact tests may contribute to deepen the general knowledge on the phenomena involving the event of fractures. The impact tests are usually carried out with a specially designed machine, provided with a pendulum hammer which strikes on specimens of the tested material. However, the commercially available impact testing machines are designed for isotropic materials, of definite shape and dimensions according to standards specific for each material, which are not adapted for biologic materials. The biologic materials are in general anisotropic by nature, what prevents the construction of test pieces with rigorously standardised shape and dimensions, as it happens with non-biological materials. Therefore, especially designed impact testing machine should be developed for this purpose. lts a main characteristic would be that the test pieces supports can be changed and moved, to adapt to their shapes and dimensions. The design, development and test of as impact testing machine specifically designed for bone, comparing it to another conmercially available machine, was the aim of this work machine developed enables the variation of the distance between the test piece supports, which allows to carry out tests according to the physical characteristics of any test piece.

Dissertação de mestrado integrado. Mestrado Integrado em Engenharia Civil. Especialização em Estruturas. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

As fraturas dos ossos longos são geralmente provocadas por esforços dinâmicos de impacto (choque). O esclarecimento do comportamento de ossos submetidos a testes controlados de impacto pode representar um aprofundamento no conhecimento geral sobre as questões que envolvem a ocorrência das fraturas. Os testes de impacto são, de modo geral, realizados por meio de uma máquina especificamente desenvolvida, provida de um martelo pendular que incide sobre corpos de prova do material testado. Porém, as máquinas de impacto disponíveis no mercado são projetadas para ensaiar materiais com dimensões definidas de acordo com a norma relativa ao tipo de material, que não são adaptadas para materiais biológicos. Os materiais biológicos são em geral anisotrópicos, o que impede a confecção de corpos de prova com formas e dimensões rigorosamente padronizadas, como acontece com os materiais não biológicos. Desta forma, uma máquina de ensaio de impacto para materiais biológicos deve ser, necessariamente, especificamente desenvolvida para essa finalidade, com a principal característica de que os apoios dos corpos de prova possam ser mudados de forma e posição conforme as necessidades de cada material em teste. Foi o objetivo deste trabalho, projetar, construir e testar, comparativamente a outra máquina comercialmente disponível, uma máquina de ensaio de impacto especificamente destinada a materiais biológicos, com possibilidade de variação dos vãos entre os apoios dos corpos de prova, o que flexibiliza o ensaio de acordo com as características de cada material. / Fractures of long bones are generally caused by dynamic impact loads (shock). Studying clearing the behaviour of bones submitted to controlled impact tests may contribute to deepen the general knowledge on the phenomena involving the event of fractures. The impact tests are usually carried out with a specially designed machine, provided with a pendulum hammer which strikes on specimens of the tested material. However, the commercially available impact testing machines are designed for isotropic materials, of definite shape and dimensions according to standards specific for each material, which are not adapted for biologic materials. The biologic materials are in general anisotropic by nature, what prevents the construction of test pieces with rigorously standardised shape and dimensions, as it happens with non-biological materials. Therefore, especially designed impact testing machine should be developed for this purpose. lts a main characteristic would be that the test pieces supports can be changed and moved, to adapt to their shapes and dimensions. The design, development and test of as impact testing machine specifically designed for bone, comparing it to another conmercially available machine, was the aim of this work machine developed enables the variation of the distance between the test piece supports, which allows to carry out tests according to the physical characteristics of any test piece.

Antes de utilizar as toras de madeira como elemento estrutural é necessário avaliar as propriedades mecânicas desse material tanto por inspeção visual quanto por ensaio mecânico. A técnica de vibração transversal tem se destacado entre os demais métodos de Avaliação Não-Destrutiva para madeira serrada por obter estimativas acuradas do módulo de elasticidade à flexão. Contudo, testes prévios com essa técnica evidenciaram dificuldades de empregá-la na avaliação a rigidez à flexão de toras. O objetivo deste trabalho foi propor um método de ensaio para estimar o módulo de elasticidade na flexão de toras de madeira por meio de vibração transversal. O método proposto foi testado e validado em uma amostra de 40 toras de Eucalyptus sp. Foram obtidas boas correlações entre o módulo de elasticidade estático e o módulo de elasticidade dinâmico obtido pelo ensaio de vibração transversal. / Before using the wood logs as a structural element is necessary to evaluate the mechanical properties of this material by visual inspection and mechanical testing. The transverse vibration technique has stood out among the other methods of Non-Destructive Evaluation for lumber to obtain accurate estimates of the bending modulus of elasticity. However, previous tests showed difficulties with this technique to use it to evaluate the bending stiffness of logs. The aim of this work is to propose a test method to estimate the bending modulus of elasticity of wood logs by means of transverse vibration. The proposed method was tested and validated on a sample of 40 logs of Eucalyptus sp. It was obtained good correlation between the static bending and dynamic modulus of elasticity obtained by transverse vibration test.

Antes de utilizar as toras de madeira como elemento estrutural é necessário avaliar as propriedades mecânicas desse material tanto por inspeção visual quanto por ensaio mecânico. A técnica de vibração transversal tem se destacado entre os demais métodos de Avaliação Não-Destrutiva para madeira serrada por obter estimativas acuradas do módulo de elasticidade à flexão. Contudo, testes prévios com essa técnica evidenciaram dificuldades de empregá-la na avaliação a rigidez à flexão de toras. O objetivo deste trabalho foi propor um método de ensaio para estimar o módulo de elasticidade na flexão de toras de madeira por meio de vibração transversal. O método proposto foi testado e validado em uma amostra de 40 toras de Eucalyptus sp. Foram obtidas boas correlações entre o módulo de elasticidade estático e o módulo de elasticidade dinâmico obtido pelo ensaio de vibração transversal. / Before using the wood logs as a structural element is necessary to evaluate the mechanical properties of this material by visual inspection and mechanical testing. The transverse vibration technique has stood out among the other methods of Non-Destructive Evaluation for lumber to obtain accurate estimates of the bending modulus of elasticity. However, previous tests showed difficulties with this technique to use it to evaluate the bending stiffness of logs. The aim of this work is to propose a test method to estimate the bending modulus of elasticity of wood logs by means of transverse vibration. The proposed method was tested and validated on a sample of 40 logs of Eucalyptus sp. It was obtained good correlation between the static bending and dynamic modulus of elasticity obtained by transverse vibration test.

Este trabalho descreve um dormente monobloco de concreto protendido, o qual foi projetado para atender as características de uma via ferroviária brasileira. O dormente apresentou comportamento e resistência semelhantes aos dormentes de concreto comumente fabricados em vários países. A fim de verificar e aprovar o projeto, o dormente foi submetido a ensaios estáticos e dinâmicos, segundo as especificações da norma americana AREMA. Verificado e aprovado o projeto, dezoito dormentes foram fabricados sem e com fibras de aço, no teor de 60 kg/'M POT.3' (aproximadamente 0,75 % por volume). Ensaios estáticos e dinâmicos foram realizados em dormentes com e sem fibras de aço, com o objetivo de quantificar o benefício das fibras de aço à resistência estrutural do dormente. As fibras aumentaram o momento fletor de primeira fissura e o momento último, aumentaram significativamente a força de início de escorregamento dos fios de protensão e reduziram o espaçamento e a abertura das fissuras. As fibras também acrescentaram grande ductilidade aos dormentes e diminuíram a tensão nos fios de protensão, nos estágios mais avançados do carregamento. Sob ação dinâmica, as fibras reduziram a tensão nos fios de protensão mais tracionados em aproximadamente 100%, o que elevou significativamente a resistência do dormente à fadiga. Dormentes fabricados com menor força de protensão apresentaram excelente comportamento plástico e grande ductilidade, especialmente o dormente com fibras / This work describes a prestressed concrete monoblock railway sleeper designed according to a brazilian railway track. The sleeper was tested according to the Arema specifications in order to verify the project. The sleeper presented a structural behavior similar to the concrete railway sleepers used worldwide. After the preliminary tests, eighteen sleepers were manufactured without and with steel fibers contents of 60 Kg/'M POT.3' (about 0.75% by volume) and they were tested under static and dynamic loading to evaluate the fiber contribution on the resistance. Steel fibers increased the first crack and ultimate bending moments, reduced the deflection under ultimate load and increased significantly the slip force of the prestressing tendons. Reinforcing the sleeper with fibers also reduced the crack width and the spacing between cracks, adding higher ductility to the sleepers and decreasing the stress in the prestressing tendons under higher loads. The fibers increased significantly the fatigue strength under cyclic loading, decreasing the stress in the prestressing tendons in about 100%. The test results showed that sleepers manufactured with lower prestressed force have higher toughness, especially those reinforced with steel fibers

Este trabalho descreve um dormente monobloco de concreto protendido, o qual foi projetado para atender as características de uma via ferroviária brasileira. O dormente apresentou comportamento e resistência semelhantes aos dormentes de concreto comumente fabricados em vários países. A fim de verificar e aprovar o projeto, o dormente foi submetido a ensaios estáticos e dinâmicos, segundo as especificações da norma americana AREMA. Verificado e aprovado o projeto, dezoito dormentes foram fabricados sem e com fibras de aço, no teor de 60 kg/'M POT.3' (aproximadamente 0,75 % por volume). Ensaios estáticos e dinâmicos foram realizados em dormentes com e sem fibras de aço, com o objetivo de quantificar o benefício das fibras de aço à resistência estrutural do dormente. As fibras aumentaram o momento fletor de primeira fissura e o momento último, aumentaram significativamente a força de início de escorregamento dos fios de protensão e reduziram o espaçamento e a abertura das fissuras. As fibras também acrescentaram grande ductilidade aos dormentes e diminuíram a tensão nos fios de protensão, nos estágios mais avançados do carregamento. Sob ação dinâmica, as fibras reduziram a tensão nos fios de protensão mais tracionados em aproximadamente 100%, o que elevou significativamente a resistência do dormente à fadiga. Dormentes fabricados com menor força de protensão apresentaram excelente comportamento plástico e grande ductilidade, especialmente o dormente com fibras / This work describes a prestressed concrete monoblock railway sleeper designed according to a brazilian railway track. The sleeper was tested according to the Arema specifications in order to verify the project. The sleeper presented a structural behavior similar to the concrete railway sleepers used worldwide. After the preliminary tests, eighteen sleepers were manufactured without and with steel fibers contents of 60 Kg/'M POT.3' (about 0.75% by volume) and they were tested under static and dynamic loading to evaluate the fiber contribution on the resistance. Steel fibers increased the first crack and ultimate bending moments, reduced the deflection under ultimate load and increased significantly the slip force of the prestressing tendons. Reinforcing the sleeper with fibers also reduced the crack width and the spacing between cracks, adding higher ductility to the sleepers and decreasing the stress in the prestressing tendons under higher loads. The fibers increased significantly the fatigue strength under cyclic loading, decreasing the stress in the prestressing tendons in about 100%. The test results showed that sleepers manufactured with lower prestressed force have higher toughness, especially those reinforced with steel fibers