Os objetivos deste trabalho foram caracterizar mecanicamente materiais compósitos obtidos pelo processo de pultrusão, identificar os danos provenientes do processo e de carregamentos mecânicos e analisar os mecanismos e progressão dos danos e conseqüente perda de rigidez do material devido à propagação dos danos. A primeira etapa consistiu em levantar as frações de volume de fibra por análise termogravimétrica e por queima da matriz. Com a finalidade de se identificar danos oriundos do processo, seguiram-se ensaios não destrutivos utilizando-se as técnicas de inspeção visual, rais X e ultrassom. foram identificados corpos de prova íntegros e com danos. Os danos, então, foram observados estufamentos do perfil, trincas, porosidades, bolhas e regiões ricas em resina. A partir dos corpos de prova íntegros, foi realizada a caracterização mecânica por meio de ensaios de tração, compressão e flexão. Posteriormente, corpos de prova de tração foram submetidos a variação de carregamento para identificação e análise dos danos. Nesta etapa, os danos observados foram deslocamento fibra/matriz, splitting, hackles e ruptura de fibra. Para compressão e flexão foram realizadas apenas análise dos modos de ruptura final. Em todas estas análises, utilizaram-se as técnicas de Microscopia Óptica e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Finalmente, para se analisar a perda de rigidez e o aumento da densidade de trincas foram ensaiados adicionalmente corpos de prova de tração submetidos a diferentes níveis de carregamento em relação à tensão de ruptura final. Os materiais utilizados neste trabalho foram fibra de vidro E/resina poliéster e fibra de vidro E/resina estervinílica.

Neste trabalho foi utilizado o processo de RTM para fabricação de laminados vidro/epóxi. Fabricou-se seis placas planas com dimensões (280 x 250) mm, sendo quatro laminados com espessura de 3 mm e dois com espessura de 5 mm. No decorrer do trabalho ocorreram alguns defeitos de fabricação como: fiber wash, excesso de porosidade e vedação incorreta. Estes laminados foram ensaiados com objetivo de caracterizar mecanicamente não apenas as placas perfeitas, mas também os possíveis defeitos que podem ocorrer; com isso caracteriza-se o efeito dos defeitos típicos do processo. Além disso, investigam-se parâmetros que podem causá-los e como solucioná-los. Os laminados são selecionados por meio de inspeção visual, seguidos por análises via ultrassom e termogravimétrica. Após analise de qualidade, são retirados corpos de prova ao longo do comprimento dos laminados para caracterizar o material por meio de ensaios mecânicos: impacto, tração, compressão e cisalhamento interlaminar. Este trabalho mostra que é possível obter laminados com excelente qualidade: como ótimo acabamento nas duas superfícies, livres de vazios (por inspeção visual) alta fração mássica de fibras (em torno de 65%). Verifica-se que a presença de vazios influencia a resistência à compressão e ao cisalhamento interlaminar. O fenômeno fiber wash invalida o ensaio de tração, por outro lado os resultados obtidos por meio do ensaio de impacto mostram correlação adequada entre os corpos de prova.

O tema central desta pesquisa foi a avaliação estrutural de pavimentos, com ênfase no estudo sobre a retroanálise de bacias de deflexões, de dados de ensaios não destrutivos, provenientes do Falling Weight Deflectometer (FWD). Com a evolução da demanda das indústrias aeroportuária e rodoviária, as empresas desses setores passam a lidar com um volume de tráfego cada vez maior. Em conjunto, percebe-se o aumento da adoção e desenvolvimento de sistemas de gerenciamento de pavimentos. Assim, a pesquisa de ferramentas que se apliquem na avaliação estrutural de pavimentos é um tema relevante e bastante pesquisado. O objetivo desta dissertação foi estudar e propor uma rotina rápida de retroanálise de bacias de deflexões de FWD, para obtenção dos módulos de elasticidade das camadas do pavimento. Buscou-se um processo na forma de um programa de computador, com características de ser de resposta rápida ao se analisar várias estruturas, de modo que possa ser adotada em rotinas de sistemas de gerencia de pavimentos. Trata-se de uma alternativa aos variados programas e soluções que vem sendo pesquisados, cujos enfoques são a precisão e análise de estruturas individualmente. Foram realizados testes com diversas estruturas de pavimentos flexíveis e semirrígidos para avaliar o desempenho da rotina proposta. Os resultados do trabalho indicam que a rotina depende do banco de dados utilizado, mas apresenta uma precisão de 15% no valor dos módulos, com grau de confiança de 95%.

As estruturas dos satélites são fortemente solicitadas durante a fase de lançamento, pelos esforços induzidos pelo veículo lançador. A estrutura do satélite tem um papel preponderante tanto no aspecto de massa, quanto em relação à ocorrência de falhas estruturais que comprometeriam a missão do satélite. Por essa razão faz-se necessária a análise das diferentes solicitações estruturais dada a sua importância para o dimensionamento do satélite, de maneira a poder definir com boa precisão as cargas de dimensionamento a serem utilizadas pelos projetistas da estrutura do satélite, objetivando tanto a redução da massa quanto o aumento da confiabilidade estrutural. Este trabalho apresenta e verifica a aplicabilidade e validade de um método de análise da resposta dinâmica de estruturas de satélites quando submetidas a vibrações de baixas freqüências e em banda larga. O método utiliza o conceito de sensibilidade da resposta do sistema a variações dos parâmetros físicos da estrutura. São apresentados definições sobre a terminologia, as funções básicas das estruturas, a classificação e tipos de estruturas, elementos empregados na confecção da estruturas de satélites e os esforços atuantes. A seguir são apresentados conceitos gerais sobre a resposta dinâmica das estruturas e feito o detalhamento do método de análise. Finalmente é apresentada a comprovação do método de análise, através do cálculo da resposta de dois sistemas, o primeiro sendo um sistema de dois graus de liberdade e o segundo uma viga engastada.

Este trabalho estuda as propriedades mecânicas de um painel com um reforçador longitudinal integrado, fabricado por VaRTM, sujeito a um carregamento de compressão no sentido do reforçador. Para isso, ensaios mecânicos, sustentados por normas internacionais, foram realizados em corpos de prova, extraídos de posições pré-determinadas ao longo do comprimento de infusão, para a obtenção das propriedades mecânicas do material, tais como resistência à compressão, resistência ao cisalhamento interlaminar e comportamento em impacto fora do plano, e ensaios de caracterização do material, como fração volumétrica de fibras e ultrassom, de forma que fosse possível validar o método de fabricação, comparando as propriedades mecânicas obtidas nos ensaios com os resultados encontrados na literatura. Ao final, é mostrado que o processo é válido para a fabricação de componentes em compósito. Porém, é dependente de variáveis de processo como, por exemplo, a temperatura de cura da resina, que influencia diretamente na resistência à compressão do material. O painel reforçado também apresentou um desempenho sob carregamento de compressão satisfatório, o que valida a sua produção pelo processo em questão.

Compósitos do tipo sanduíche são largamente empregados em diversos setores industriais devido à sua capacidade de combinar alta rigidez à flexão a baixos pesos possibilitando, desta forma, o projeto e concepção de estruturas altamente eficientes. Além disso, este tipo de material ainda apresenta boas características como isolante térmico, acústico e em certos casos capacidade anti-chama. Assim sendo, a caracterização das suas propriedades mecânicas de maneira confiável torna-se de suma importância para sua aplicação e desenvolvimento. No presente trabalho é apresentada uma técnica alternativa para obtenção do módulo de cisalhamento de materiais utilizados como núcleo de estruturas sanduíche diferente das padronizadas pelas normas técnicas vigentes, através da medida direta de deformações de cisalhamento no corpo de prova através do uso de extensometria ótica pelo método de correlação de imagens em escala de cinza. Para tanto, foi utilizado um equipamento comercial capaz de medir, em tempo real, rotações entre pontos predefinidos nos corpos de prova a serem ensaiados, sem a necessidade de contato com os mesmos. A verificação do método foi realizada utilizando-se dois diferentes tipos de núcleo, a saber, Nomex honeycomb e espumas poliméricas de Poli Cloreto de Vinila (PVC). Os valores obtidos foram comparados com valores fornecidos pelos fabricantes e apresentaram, em média, bons resultados.

Ensaios de queda livre em trens de pouso são mandatórios tanto na fase de desenvolvimento, quanto na fase de qualificação e certificação do produto. Este trabalho propõe um método para avaliar projetos de trens de pouso do tipo balacim com relação ao comportamento dinâmico obtido nos ensaios de queda livre. Através de pesquisas junto a diferentes equipes de engenharia e estudos de literaturas especializadas foi possível elaborar um processo para avaliar projetos de trem de pouso. O desenvolvimento do trabalho consistiu basicamente em três etapas: Primeiramente foi construído um modelo multicorpos de um trem de pouso do tipo balacim. Em seguida foram determinadas as curvas de força do gás e a de restrição hidráulica do amortecedor, a qual representa a resistência hidráulica de um orifício variável. Estas curvas foram implementadas no modelo capacitando-o a reagir com o comportamento dinâmico adequado durante as simulações. A curva resultante da soma das forças do gás e hidráulica obtida em cada queda simulada equivale ao comportamento de força a ser reproduzido pelo protótipo durante os ensaios de queda livre, estabelecendo uma referência a ser alcançada pelo trem de pouso. Por ultimo, foram realizadas simulações de quedas e foi aplicada a metodologia do projeto fatorial 2k para varrer todas as possíveis condições de testes. As cargas resultantes de cada queda foram registradas e o tratamento dos dados possibilitou identificar uma seqüência de testes para ajustar o protótipo (através do orifício hidráulico) de maneira a reproduzir a curva predita pelo modelo. Assim foi realizado um planejamento do ensaio reduzindo a quantidade de quedas em cerca de 80% com relação ao ensaio convencional. Portando, a proposta do método apresentado para avaliar o protótipo consiste realizar a seqüência de quedas obtida pela aplicação do projeto fatorial 2k e ajustar o protótipo para reproduzir a curva de força resultante em cada queda.

O principal propósito desse trabalho é a apresentação de uma metodologia para a análise teórica de conforto de aviões relativo a vibrações durante o período de taxiamento. Excitações advindas de irregularidade de pista, de desbalanceamento de rodas e de irregularidade de diâmetro de pneu ("flat spot") foram avaliadas. O avião foi modelado considerando-se a sua flexibilidade estrutural, a fim de que os modos de vibração fossem considerados na análise, uma vez que as ressonâncias podem amplificar a resposta às excitações, mudando substancialmente as conclusões sobre o nível de conforto. Os trens de pouso do avião foram modelados como mecanismos multicorpos com o uso do software Adams . A norma ANSI S3.18-1979, que define limites para exposição a vibrações transmitidas de superfícies sólidas para o corpo humano, foi usada como referência. A validação da metodologia foi realizada comparando-se os resultados obtidos pelo modelo teórico com os resultados de um ensaio de vibração dedicado do mesmo avião modelado. A posição do piloto foi usada como referência para a realização da análise de conforto. Focou-se na excitação gerada pelo "flat spot" dos pneus, pois, durante os ensaios, esta foi responsável pelos maiores níveis de vibração que poderiam comprometer o conforto, segundo a opinião subjetiva dos pilotos.

A simulação numérica de componentes estmturais necessita de dados do material que são obtidos por ensaios mecânicos. Materiais não-lineares, como termoplásticos, podem apresentar em ensaios de tração estricção quando submetidos à deformações firútas. Este fenômeno normalmente ainda está associado a campos de deformações heterogêneos que possuem uma cinemática particular, se propagando ao longo do corpo. A formação e propagação da estricção podem mascarar o real comportamento mecârúco do material quando obtido por um ensaio de tração, levando o processo de caracterização da curva tensão-deformação real do material a um procedimento não-trivial. Através de um ensaio de tração de um termoplástico, dados experimentais de força e do campo de deslocamentos da região de estricção, obtido através de métodos ópticos, são utilizados em um procedimento numérico-experimental de otimização para a deternúnação dos parâmetros (FEMU) de alguns modelos constitutivos capazes de representar a tendência do comportamento de termoplásticos. De modo a estudar a capacidade representativa da resposta mecânica do ensaio, um modelo constitutivo multi linear e um modelo constitutivo variacional, são estudados. Uma função objetivo conveniente que utiliza dados experimentais e numéricos é usada para considerar a cinemática da estricção, responsável pela mudança geométrica que diferencia as respostas nonúnais e reais da curva tensão-deformação. Por meio dos resultados obtidos neste trabalho verificou-se que a caracterização dos modelos constitutivos utilizando somente a resposta de força, não garante uma caracterização constitutiva adequada, sendo necessária a resposta de deslocamento para garantir a representação da cinemática da região de estricção. / Numerical simulation of structural components requires material data obtained from mechanical testing. Nonlinear materials, like thermoplastics, submitted to tensile testing presents necking undergoing finite strain. This phenomenon is still typically associated to heterogeneous strain fields which possess a particular kinematic, propagating through the body. Necking and colddrawing may mask the actual mechanical behavior measured by a tensile testing machine, turning the real stress-strain curve characterization process into a non-trivial procedure. Through a thermoplastic tensile testing, force experimental data and displacement experimental data from the necking region, obtained by optical methods, are used in a numerical-experimental optimization procedure in order to determine the constitutive parameters (FEMU) from some constitutive models which are able to represent the thermoplastic behavior tendency. In order to study the representative capacity of the mechanical testing response, a multilinear constitutive model and a variational constitutive model, are studied. A suitable objective function which uses experimental and numerical data is used to consider the necking kinematics, responsible for geometric change that distinguishes the nominal and real responses of the stress-strain curve. Through the obtained results, it can be seen that the model parameters determination using, in addition to force, the displacement field in the objective function is necessary to represent the kinematic behavior in the necking region.

A racionalização e industrialização da construção promoveram profundas modificações no processo construtivo e nas técnicas gerenciais no Brasil. Muitas empresas construtoras, para garantir competitividade no mercado, buscaram soluções capazes de aumentar a velocidade de suas obras, tais como a redução do período de escoramento. A retirada antecipada do escoramento submete a estrutura a carregamento precoce, podendo desencadear a microfissuração do concreto. Como consequência, as deformações instantâneas e lentas tendem a aumentar e, consequentemente, manifestações patológicas podem ocorrer com maior intensidade. Objetivando simular o dano causado pela retirada antecipada do escoramento em idades iniciais, este trabalho investigou a influência do carregamento precoce por compressão axial na durabilidade de concretos distintos. O programa experimental foi executado em duas etapas. A primeira, investigou a influência da microfissuração causada por carregamento precoce na durabilidade de concretos produzidos com três tipos de cimento (CPV-ARI, CPIV RS e CPII Z) e três relações água/cimento (0,35, 0,50 e 0,70). Os carregamentos dos corpos de prova foram realizados em laboratório nas idades de 1, 3 e 7 dias. Para cada idade de carregamento foram rompidas, até o limite, duas amostras de referência e, a partir do valor médio de ruptura obtido, determinava-se os percentuais de carga (25%, 50% e 75%) que seriam aplicados nos concretos. Após o período de cura de 28 dias, as amostras foram ensaiadas à Penetração de Íons Cloreto e à Absorção Capilar de Água. A segunda etapa do programa experimental investigou a influência do prolongamento da cura na recuperação do dano causado pelo carregamento dos concretos nas primeiras idades. Foram produzidos concretos com dois tipos de cimento (CPV-ARI e CPIV) e uma relação água/cimento (0,50). Parte dos concretos receberam pré-carregamento de 75% da carga de ruptura na idade de 3 dias e parte permaneceu intacta, para servir como referência. Os ensaios mecânicos e de durabilidade (penetração de íons cloreto) foram executados ao longo do tempo (3, 7, 28 e 91 dias). Os resultados da Etapa 1 mostraram que, para todas as misturas investigadas, houve elevação da penetração de cloretos e da absorção de água com o aumento da intensidade do carregamento e da relação água/cimento dos concretos. Também foi observado a existência de um processo de microfissuração causado pela ação dos pré-carregamentos dos concretos com pouca idade. Os melhores desempenhos foram obtidos para as misturas com cimentos pozolânicos e não submetidas ao carregamento. Os resultados observados na Etapa 2 mostraram que o aumento do período de cura dos concretos refletiu positivamente nos resultados dos ensaios mecânicos e de durabilidade. Nessa etapa, também foram realizados ensaios microestruturais complementares que permitiram observar que a continuidade da cura promoveu uma recuperação parcial das microfissuras (self-healing) nos concretos. No entanto, nem todas foram fechadas. Constatou-se que as magnitudes das microfissuras remanescentes eram tal que poderiam se tornar um caminho preferencial para a entrada de íons cloreto nos concretos. Conclui-se que todos os concretos analisados apresentaram a mesma tendência de comportamento, de redução da entrada de íons cloreto com o aumento do período de cura. No entanto, o diferencial dos resultados foi notado na intensidade dos valores observados, significantemente reduzidos para os cimentos pozolânicos. / The rationalization and industrialization of the construction promoted deep changes in the constructive process and on the management techniques in Brazil. Most of the construction companies look for solutions that allow it to increase the speed of the constructions to ensure competitiveness on the market, such as the reduction on the time of structure execution, as well as the period of scores and anticipating the beginning of the masonry building. The early removal of the scores put the structure in an early loading without giving enough time to part of the cement hydration reactions happen, starting the concrete micro cracking process. Consequently, the instantaneous and slow deformations tend to increase and hence, pathologies may occur with greater intensity. This work researches the influence of early loading, by axial compression, in the durability of different types of concrete. The experimental program was implemented in two stages. The first stage investigated the influence of the micro cracking caused by pre loading on the durability of concretes produced with three different types of cement classified based on the Brazilian standards (CPV-ARI, CPIV RS and CPII Z) and three water/cement ratios (0.35, 0.50 and 0.70). The samples loading were realized in laboratory at the ages of 1, 3 and 7 days. Two reference samples were loaded until the limit, for each age of loading, and according to this average value of loading the percentage of loading to be applied on the samples in order to perform the durability tests were calculated (25%, 50% and 75%). The samples were placed in humid chamber for 28 days. After the cure period the samples were tested to Chloride ions penetration and water capillary absorption. The second stage of the experimental program investigated the influence of prolonged healing in the recovery of the damage caused by the concrete loading at early ages (microcracks). Concretes were produced with two types of cement (CPV-ARI and CPIV) and a water/cement ratio of 0,50. Part of the concrete received preload 75% of the tensile strength at age 3 days and some remained intact to serve as reference. The mechanical and durability tests were performed over time (3, 7, 28 and 91 days). The results of the first stage of the experimental program demonstrated that, for all the cements the increasing of the chloride penetration and water absorption is directly related with the increasing of the pre loading applied, to the increasing of the water/cement ratio on the mixture and the reduction of the age of the pre loading.The results obtained in Stage-1 confirmed the existence of a microcracking process caused by the action of the preload concrete at a young age. The best performances were observed for mixtures with pozzolan cement and not subjected to loading. The continued healing promoted a partial recovery of microcracks, verified by scanning electron microscopy images (SEM). However, not all were closed. It was found that the magnitude of the remaining microcracks were such that it could become a preferred path for the entry of chloride ions in concrete. All examined concrete showed the same trend behavior, reduction of the entrance of chloride ions with increasing curing period. However, the spread of results was noticed in the intensity of the observed values, significantly reduced for pozzolanic cements.