Este trabalho utiliza a técnica de modelagem de sistemas multicorpos para analisar o comportamento dinâmico de um vagão ferroviário de carga, trafegando sobre via tangente com desnivelamento transversal periódico. O estudo exibe a modelagem dos principais vínculos deste sistema, como o contato entre o prato e o pião, molas helicoidais e sistema de amortecimento de atrito seco da suspensão primária. A modelagem do contato entre o prato e o pião sugerida, é baseada em um modelo de elastic foundation, e utiliza a característica geométrica dos corpos em contato. O modelo dinâmico de atrito desenvolvido possui atuação bidirecional, sendo utilizado nos elementos dissipativos da suspensão. A matriz de rigidez das molas helicoidais da suspensão primária é obtida utilizando o Triedro de Frenet-Serret e o Segundo Teorema de Castigliano. O modelo matemático, confeccionado com a ferramenta de modelagem ADAMS/Rail, é composto por 90 corpos rígidos e uma caixa flexível e possui 210 graus de liberdade. A comparação dos resultados obtidos na identificação modal experimental e nas análises do modelo comprovou que as hipóteses adotadas na modelagem são aceitáveis, reforçando a utilização dos modelos multicorpos na análise dinâmica do veículo guiado. A variação da velocidade de tráfego do veículo, sobre diferentes comprimentos de irregularidade da via, proporcionou os resultados para confecção dos mapas de resposta dinâmica. Esses mapas foram traçados para o ângulo rolagem, alívio das forças no contato roda-trilho e razão L/V no rodeiro de ataque, e identificaram as regiões mais sensíveis para a rolagem harmônica. A rolagem e torção da caixa foram identificados como os movimentos principais do veículo, quando em tráfego em via com desnivelamento transversal periódico. O conjunto de prato e pião gasto aumentou a faixa de velocidade indicada como crítica para a rolagem, piorando os resultados para velocidades mais baixas. O aumento do amortecimento da suspensão primária, por meio da inclinação do lenoir link, diminuiu os valores de rolagem e do alívio em comparação ao caso nominal. A utilização do ampara-balaço de contato constante propiciou a diminuição do ângulo de rolagem, alívio das forças e da razão L/V do rodeiro na região de ressonância. O aumento do amortecimento deste vínculo, devido à mola elastomérica, proporcionou resultados ainda melhores e indicou que a alteração das características da suspensão secundária pode reduzir a amplitude do movimento de rolagem harmônica. A metodologia de análise do comportamento dinâmico proposta, através dos mapas de resposta, pode auxiliar na determinação das faixas críticas de velocidade de um vagão ferroviário de carga, no tráfego em vias cujas características típicas das irregularidades são conhecidas. Empresas do setor ferroviário podem aplicar este método no projeto de novos vagões, bem como no estudo da velocidade crítica de determinada frota já em operação. / This study uses the multibody system modeling techniques to analyze the dynamic behavior of a railway freight wagon, traveling over tangent track with periodic cross level defect. The study shows the modeling of the main links of the system, as the center plate contact, helical springs and dry friction damper. The suggested modeling of the center plate contact is based on an elastic foundation model, and uses the geometric characteristic of these bodies. The dynamic friction model developed is bidirectional, being used in the dissipative suspension elements. The stiffness matrix of the helical springs is obtained using the Frenet-Serret trihedral and the Second Castigliano Theorem. The mathematical model, developed with the software ADAMS/Rail, is composed of 90 rigid bodies and a flexible car body and has 210 degrees of freedom. A comparison of results obtained in experimental modal identification and analysis of the mathematical model showed that the assumptions made in modeling are acceptable, reinforcing the use of multibody models in dynamic analysis of rail vehicles. The traffic speed variation on different lengths of track irregularity provided the results to make the dynamic response maps. These maps were drawn to roll angle, vertical force in the wheel-rail contact and wheelset L/V and identified the most sensitive regions to harmonic roll. The roll and torsion of the car body were identified as the main movements of the vehicle, when traveling over tangent track with periodic cross level defect. The use of worn center plate increased the critical speed range to the roll motion and decreases the performance for slower speeds. The increase in the damping of the primary suspension, through the lenoir link inclination, decreased the rolling angle and wheel lift in comparison to the nominal case. The use of constant contact side bearer reduced the roll angle and wheelset L/V ratio and increased the vertical load on wheels in the resonance region. The use of elastomeric side bearer provided even better results indicating that changes of the secondary suspension characteristics can minimize the movement of harmonic roll. The methodology for analyzing the dynamic behavior, through the proposed response maps, can assist in determining the critical speed ranges of a railway freight wagon running over a track whose typical irregularities characteristics are known. Companies in the rail industry can apply this method in the design of new cars, and study the critical velocity of a given railway fleet already in operation.

Orientador: Gustavo Luiz Chagas Manhães de Abreu / Resumo: Diversos estudos relacionados à atenuação de vibrações utilizando materiais inteligentes vem sendo amplamente explorados no meio acadêmico. Neste âmbito, as Ligas de Memória de Forma (LMF) se destacam por apresentarem dissipação de energia vibratória devido ao seu comportamento histerético promovido pelo efeito pseudoelástico. No presente trabalho, dois sistemas com um e dois graus de liberdade, contendo mola helicoidal de LMF como elemento resiliente, são implementados numericamente para demonstrar a atenuação de vibrações ocasionada pelas transformações de fase presentes no material. Para cada um dos sistemas mecânicos investigados, dois modelos termomecânicos são confrontados numericamente visando a obtenção das características de cada modelo em representar a atenuação de vibrações dos sistemas submetidos à carregamentos termo-mecânicos. O trabalho termina comentando as potencialidades da proposta apresentada, discutindo as facilidades e dificuldades encontradas na sua implementação e apontando para o desenvolvimento de futuros estudos. / Mestre

A utilização de estacas helicoidais como fundação de linhas de transmissão de energia elétrica tem aumentando significativamente no Brasil. No entanto, em alguns casos de obra, a camada de solo adequada para se instalarem as hélices da estaca encontra-se em profundidade economicamente inviável para o uso deste tipo de fundação. Esta foi a razão que motivou a presente pesquisa, que tem como objetivo avaliar soluções para a instalação de estacas helicoidais mais curtas, ancoradas em solo de capacidade inferior à necessária para atender às cargas de projeto. Nesta dissertação, foram avaliadas duas soluções alternativas para o aumento de capacidade de carga de fundações por estacas helicoidais, para os casos de carregamento de tração e compressão. A primeira alternativa verificada foi a injeção de calda de cimento em torno das hélices da ponta da estaca. A segunda solução testada foi o preenchimento com argamassa em torno da haste da estaca acima das hélices. Foram realizadas na presente pesquisa nove provas de carga (cinco de tração e quatro de compressão): três em estacas helicoidais convencionais, quatro em estacas helicoidais com injeção de calda de cimento e duas em estacas helicoidais com fuste de argamassa. Após a realização de provas de carga nas estacas, estas foram exumadas para se verificar a forma da coluna de argamassa e as formas de bulbos resultantes das injeções realizadas com calda de cimento. A partir dos resultados dos ensaios, foi verificado que a capacidade de carga da estaca á tração pode ser aumentada usando-se as alternativas testadas. Porém, são necessários mais ensaios para avaliar a eficiência destes procedimentos em diferentes condições de solo e configuração de estacas. / The use of helical piles as foundation for transmission lines has increased significantly in Brazil. However, in some sites, the soil layer suitable for installing the pile helices are considerably deep and it is economically unviable to use this type of foundation. This reason motivated the current study, which aims to evaluate solutions for the installation of helical piles anchored in soil with low capacity. In this research, it was evaluated two alternative solutions to improve the helical pile capacity. The first alternative is injecting a water/ cement mixture which is delivered to the ground throught holes, placed between the upper and bottom helices. The second alternative solution is helical piles with a mortar shaft. Nine pile load tests were performed for the present investigation (five in tension and four in compression): three on conventional helical piles, four on helical piles with injection, and two on helical piles with mortar shaft. After that, the helical piles were exhumed for the verification of the shaft shape and the forms of the bulbs resulting from injections performed with cement mixture. The results of these tests indicated that the uplift capacity of helical piles can be increased by using the alternatives tested. However, more tests are needed to evaluate the effectiveness of these procedures, in different soil conditions and pile configurations.

Submitted by RAFAEL DE OLIVEIRA SILVA null (rafa_engemec@hotmail.com) on 2017-04-24T14:27:25Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_final.pdf: 3521819 bytes, checksum: b08a60dcaa91691a2bf36a0cc59992e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-26T13:27:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ro_me_ilha.pdf: 3521819 bytes, checksum: b08a60dcaa91691a2bf36a0cc59992e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T13:27:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ro_me_ilha.pdf: 3521819 bytes, checksum: b08a60dcaa91691a2bf36a0cc59992e6 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Diversos estudos relacionados à atenuação de vibrações utilizando materiais inteligentes vem sendo amplamente explorados no meio acadêmico. Neste âmbito, as Ligas de Memória de Forma (LMF) se destacam por apresentarem dissipação de energia vibratória devido ao seu comportamento histerético promovido pelo efeito pseudoelástico. No presente trabalho, dois sistemas com um e dois graus de liberdade, contendo mola helicoidal de LMF como elemento resiliente, são implementados numericamente para demonstrar a atenuação de vibrações ocasionada pelas transformações de fase presentes no material. Para cada um dos sistemas mecânicos investigados, dois modelos termomecânicos são confrontados numericamente visando a obtenção das características de cada modelo em representar a atenuação de vibrações dos sistemas submetidos à carregamentos termo-mecânicos. O trabalho termina comentando as potencialidades da proposta apresentada, discutindo as facilidades e dificuldades encontradas na sua implementação e apontando para o desenvolvimento de futuros estudos. / Several studies regarding the vibration attenuation using intelligent materials have been widely explored in the academic world in engineering. In this context, the shape memory alloys (SMAs) exhibit vibratory energy dissipation due to their hysteretic behavior caused by the pseudoelastic effect. In the present work, two systems with one and two degrees of freedom, containing a SMA helical spring as a resilient element, are numerically implemented to demonstrate the vibration attenuation of the system caused by the phase transformations present in the SMA spring. For each considered mechanical systems, two thermomechanical models are numerically confronted in order to obtain the characteristics of each model in representing the vibration attenuation of the systems submitted to thermo-mechanical loads. This work is concluded presenting the potentialities of the design methodology proposed and future developments to be implemented.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IgorLA_DISSERT.pdf: 5014153 bytes, checksum: b4c50270935571b9e1c875a8c15841c3 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / In machining of internal threads, dedicated tools, known as taps, are needed for each profile type, diameter, and low cutting speed values are used when compared to main machining processes. This restriction in the cutting speed is associated with the difficulty of synchronizing the tool s rotation speed and feed velocity in the process. This fact restricts the flexibility and makes machining lead times longer when manufacturing of components with threads is required. An alternative to the constraints imposed by the tap is the thread milling with helical interpolation technique. The technique is the fusion of two movements: rotation and helical interpolation. The tools may have different configurations: a single edge or multiple edges (axial, radial or both). However, thread milling with helical interpolation technique is relatively new and there are limited studies on the subject, a fact which promotes challenges to its wide application in the manufacturing shop floor. The objective of this research is determine the performance of different types of tools in the thread milling with helical interpolation technique using hardened steel workpieces. In this sense, four tool configurations were used for threading milling in AISI 4340 quenched and tempered steel (40 HRC). The results showed that climb cut promoted a greater number of machined threads, regardless of tool configuration. The upcut milling causes chippings in cutting edge, while the climb cutting promotes abrasive wear. Another important point is that increase in hole diameter by tool diameter ratio increases tool lifetime / Na usinagem de roscas internas, ferramentas dedicadas, conhecidas como machos r?gidos s?o necess?rios para cada tipo de perfil e di?metro, al?m de reduzidos valores de velocidade de corte quando comparado aos principais processos de usinagem. Esta restri??o na velocidade de corte est? associada ? dificuldade de sincroniza??o da rota??o e velocidade de avan?o da ferramenta no processo. O fato restringe a flexibilidade e torna os tempos de usinagem longos diante da manufatura de componentes com roscas. Uma alternativa as restri??es impostas pelos machos r?gidos na usinagem de roscas ? o fresamento com a t?cnica de interpola??o helicoidal. A t?cnica ? a fus?o de dois movimentos: rota??o e interpola??o helicoidal. As ferramentas podem ter diferentes configura??es: uma ?nica aresta ou m?ltiplas arestas (no sentido axial, radial ou em ambos). Contudo, o fresamento de roscas com a t?cnica de interpola??o helicoidal ? relativamente novo e restritas pesquisas existem sobre o tema, fato que promove desafios para sua ampla aplica??o no ambiente de manufatura. O objetivo desta pesquisa ? determinar o desempenho dos diferentes tipos de ferramentas no fresamento de roscas com a t?cnica de interpola??o helicoidal em a?os endurecidos. Neste sentido, quatro ferramentas com diferentes configura??es foram utilizadas para usinagem de roscas em a?o AISI 4340 no estado temperado e revenido (40 HRC de dureza). Os resultados mostraram que a utiliza??o do corte concordante possibilitou a usinagem de um maior n?mero de roscas, independentemente do tipo de ferramenta. A utiliza??o do corte discordante causou avaria de lascamento nas arestas de corte, enquanto que o corte concordante promoveu desgaste abrasivo. Outro ponto relevante ? que o aumento da rela??o di?metro do furo e di?metro da ferramenta possibilitou incremento da vida da ferramenta

Introdução: As lesões contusas de artérias carótidas e vertebrais (LCCV) não são muito frequentes, porém podem apresentar repercussões graves. A incidência desse tipo de lesão é difícil de ser avaliada porque os doentes podem estar neurologicamente assintomáticos quando atendidos no pronto socorro ou podem apresentar sintomas que são atribuídos ao trauma de crânio ou a outras lesões associadas. Estatísticas recentes apontam uma incidência de 0,24% a 0,33% em doentes traumatizados portadores de algum sintoma neurológico. No Brasil não existem trabalhos de nosso conhecimento que tenham estudado a incidência das LCCV. Por outro lado, a real morbidade e mortalidade das LCCV não estão claramente determinadas, nem mesmo na literatura internacional. Os objetivos deste estudo foram: a) avaliar a incidência de LCCV em 100 doentes vítimas de trauma contuso submetidos à angiotomografia cervical, utilizando parâmetros obtidos da avaliação clínica inicial e das tomografias de crânio e da região cervical e b) verificar quais os critérios de indicação da angiotomografia cervical que mais se correlacionam com a presença de LCCV no serviço de trauma de hospital quaternário brasileiro. Material e Método: Durante o período de trinta meses a partir de julho de 2006, todos os doentes admitidos no Pronto-Socorro do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, com trauma cervical fechado, com potencial risco de lesão dos vasos cervicais apresentando défice neurológico não justificado pela tomografia computadorizada de crânio, infarto cerebral, hematoma cervical estável, epistaxe volumosa, anisocoria/sinal de Horner, escore na escala de coma de Glasgow abaixo de 8 sem achados justificativos pela tomografia, fratura de coluna cervical, fratura de base de crânio, fratura de face (Le Forte II ou III), sinal do cinto de segurança acima da clavícula, frêmito ou sopro cervical, foram incluídos no estudo. Os doentes foram encaminhados para a angiotomografia cervical para diagnóstico das LCCV. Foram analisados também mecanismo de trauma, sexo, idade, gravidade do trauma, gravidade das LCCV, tipo de tratamento e evolução. Os doentes foram divididos em dois grupos: sem LCCV (Grupo I) e com LCCV (Grupo II). Os dados analisados são apresentados como média e desvio padrão da média e as análises estatísticas foram realizadas com os testes de Qui-Quadrado e Exato de Fisher, e o teste de Mann-Whitney. Foi usado um nível de significância de 5% (p-valor <=0,05). Resultado: Foram atendidos 2.467 doentes vítimas de trauma contuso. Em 100 doentes que apresentaram critérios para inclusão, no estudo a angiotomografia identificou 23 com LCCV, 17 do sexo masculino e 6 do sexo feminino. A idade média foi de 34,81±14,84 anos. Colisão de auto (49%) e atropelamento (24%) foram os mecanismos de trauma mais frequentes seguidos de queda de grande altura (18%), e outros mecanismos (9%). Dez doentes tiveram lesão de carótida interna, 2 doentes com lesão de carótida comum, onze doentes com lesão de vertebral. Sete doentes apresentaram lesão arterial grau I, 10 grau II, 4 grau IV e I grau V e uma fístula de carótida. Sete (30,4%) dos 23 doentes com LCCV apresentavam fratura de vértebras cervicais e 11 (47,8%) apresentavam fratura de face (LeFort II e III). Dezessete doentes foram tratados clinicamente e seis doentes foram submetidos a tratamento endovascular (um stent e cinco embolizações). Conclusão: Os critérios utilizados neste estudo permitiram o diagnóstico de LCCV em 0,93% dos casos, sendo que tais lesões ocorreram nos traumatizados mais graves, e não influenciaram a morte na população estudada / Background: Blunt trauma of the carotid and vertebral arteries (LCCV) are infrequent, but may have serious repercussions. The incidence of this type of injury is difficult to evaluate as many patients are neurologically asymptomatic when assisted in emergency rooms, or with symptoms attributed to cranium trauma or to other associated injuries. Recent statistical data show an incidence of 0.24% to 0.33% traumatized patients that carry some neurological symptom, we are not aware of any papers in Brazil that have studied the occurrence of LCCV. On the other hand, the real morbidity and mortality are not clearly determined, not even in the international literature. The objectives of the current study were: a) to evaluate the incidence of carotid and vertebral artery injuries in 100 patients with blunt trauma subjected to cervical angiography, using parameters obtained from the initial clinical evaluation and tomography of the patients and b) to verify which criteria for recommending cervical angiography are most related to the presence of LCCV in the trauma services section in a Brazilian quaternary care hospital. Method: During thirty months, starting in July 2006, all patients admitted in the emergency room of Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, with blunt cervical trauma, with potential risk of injuries to cervical vessels that presented neurological deficit unexplained after cranial CT scan, cerebral infarction, stable cervical haematomas, severe epistaxis, anisocoria/sign of Horner`s syndrome, Glasgow coma scores bellow 8 that are not explained by CT scan, cervical spine fracture, basilar skull fracture, facial fracture (Le Forte II or III), seatbelt signals above the clavicle, cervical hum or bruit were included in the study. The patients were subjected to cervical angiography in order to diagnose LCCV. There were analyzed the mechanisms of injuries, gender, age, severity of LCCV, type of treatment and outcome. The patients were divided into two groups: without LCCV (Group I) and with LCCV (Group II). The data analyzed are presented as mean minus standard deviation and the statistical analyzes were done using Chi-square and Fisher`s exact tests, and the Mann-Whitney test. For date comparison, a p-value <=0,05 was considered significant. Results: 2.467 patients, victims of blunt trauma, were included in the study. In 100 patients that presented the criteria for the inclusion in the study, the angiography identified 23 with LCCV, 17 male and 6 female. The mean age was 34,81±14,84 years. Car crash (49%) and car-pedestrian accidents (24%) were the most frequent mechanisms of injury, followed by falling from altitude (18%), and other mechanisms (9%). Ten patients suffered internal carotid artery injury, 2 patients with common carotid artery injury, and eleven patients with vertebral artery injury. Seven patients presented arterial injury level I, 10 level II, 4 level IV and 1 level V and one carotid fistula. Seven (30,4%) out of the 23 patients with LCCV presented cervical vertebrae fractures and 11 (47,8%) presented facial fracture (LeFort II e III). Seventeen patients were treated clinically and six underwent endovascular treatment (one stent and five embolizations). Conclusion: The criteria used in this study have allowed the diagnosis of LCCV in 0,93% of the cases, those being such injuries that occurred in the most seriously traumatized patients, and did not lead to death in the studied population.

INTRODUÇÃO: A doença arterial coronária (DAC) é a principal causa de óbito em pacientes com insuficiência renal crônica (IRC), sendo o risco de morte por DAC maior do que na população geral. Os resultados dos exames não invasivos tradicionais para detecção de DAC têm apresentado acurácias conflitantes e, em geral, insuficientes para utilização clínica. A tomografia computadorizada com múltiplos detectores (TCMD) apresenta boa acurácia na detecção da DAC. Entretanto, a TCMD ainda não havia sido avaliada neste grupo de pacientes até recentemente. OBJETIVOS: Avaliar a acurácia da TCMD para detectar DAC obstrutiva significativa em candidatos a transplante renal comparada à angiografia coronária invasiva quantitativa como referência. Investigar a capacidade prognóstica da TCMD neste grupo de pacientes. MÉTODOS: Foram selecionados 120 pacientes, sendo incluídos 114 pacientes com idade 35 anos, com IRC em programa de diálise, candidatos a transplante renal e com angiografia coronária invasiva (ACI) realizada ou planejada em um intervalo máximo com a TCMD de 1 ano. Dez pacientes foram excluídos por apresentarem exame de TCMD insuficientes para análise. Assim, 104 pacientes com exame de TCMD analisável constituíram a amostra deste estudo. Foi considerada DAC obstrutiva significativa a presença de pelo menos uma estenose 50% pela ACI. Foram também analisadas secundariamente as estenoses 70%. Os exames foram analisados de modo cego em relação aos resultados da ACI e dos demais exames, em duas observações independentes. Dados numéricos foram expressos como média, desvio padrão e intervalo de confiança, sendo calculado grau de concordância, testes diagnósticos, curvas de Kaplan-Meier e análise multivariada. RESULTADOS: O escore de cálcio de Agatston apresentou boa acurácia para diagnóstico de estenose 50% e com limiar de 400 identificou sub-grupo com maior taxa de eventos. A angiografia coronária por TCMD apresentou boa performance diagnóstica de detecção de estenose coronária 50% pela ACI, com acurácia de 88,5%, sensibilidade de 84,5%, especificidade de 93,5%, valor preditivo positivo de 94,2% e valor preditivo negativo de 82,7%. Os resultados foram igualmente adequados para o limiar de estenose 70%. Mais importante ainda, os pacientes com estenose 50% pela angiografia por TCMD apresentaram pior prognóstico, identificado como maior taxa de eventos cardiovasculares. Finalmente, na análise multivariada a presença de estenose ( 50% ou 70%) em 2 territórios (biarteriais) e o número de segmentos com placas de aterosclerose pela TCMD (usando a ACI na definição da estenose) foram preditores independentes de risco para eventos cardiovasculares. CONCLUSÃO: A TCMD apresentou boa perfomance diagnóstica para a detecção de DAC obstrutiva significativa, tanto pelo escore de cálcio como pela angiografia coronária. Do ponto de vista prognóstico, um escore de cálcio acima de 400 ou estenose 50% foram preditores de eventos. A extensão da DAC pela TCMD, medida pelo número de territórios com estenose coronária ou pelo número de segmentos com placa aterosclerótica, foi fator prognóstico independente para eventos cardiovasculares / INTRODUCTION: Coronary artery disease (CAD) is the main cause of death in patients with end stage renal failure (ESRF) associated to a mortality rate higher than in general population. Results of traditional noninvasive exams for CAD detection have been conflicting and usually below the level to assure clinical usage. Multiple detector-row computed tomography (MDCT) has shown good accuracy for CAD detection, however MDCT has not been evaluated on this group of patients, until recently. OBJECTIVES: To evaluate the accuracy of MDCT to detect significant obstructive CAD in renal transplant candidates compared to quantitative invasive coronary angiography (ICA) as reference and also to get insight into the prognostic capability of MDCT in this group of patients. METHODS: From 120 patients screened, 114 patients with ESRF in dialysis program and older than 35 years old were included. All renal transplant candidates had ICA planned or performed within a maximum 1 year period from MDCT. Ten patients with insufficient MDCT image quality were excluded from analysis. Thus, 104 patients with analyzable MDCT exams were evaluated. Significant obstructive CAD was defined as the presence of at least one stenosis 50% luminal diameter reduction by ICA. Secondarily, stenosis 70% were also analyzed. The analysis consisted of two independent observations blinded to the ICA results and other exams. Data were expressed as average, standard deviation and 95% confidence interval, agreement, diagnostic tests, Kaplan-Meier curves and multivariate analysis. RESULTS: Agatston calcium score showed good accuracy for the diagnosis of coronary stenosis 50%, and with the threshold of 400, it has identified a sub-group with a higher event rate. The coronary angiography by MDCT showed good performance detection of coronary stenosis 50% by the ICA, with the accuracy of 88.5%, sensitivity of 84.5%, specificity of 93.5%, positive predictive value of 94.2% and negative predictive value of 82.7%. Similar results were seen using the threshold of stenosis 70%. More importantly, patients with stenosis 50%, by the MDCT showed a worse prognosis, identified as higher rate of cardiovascular events. Finally, in the multivariate analysis, the presence of stenosis ( 50% or 70%) in two territories and the number of segments with atherosclerotic plaques by MDCT (using ICA for stenosis definition) were independent predictors of risk for cardiovascular events. CONCLUSION: MDCT has shown good diagnostic performance for significant obstructive CAD detection, not only by the calcium score but also by coronary angiography by MDCT. On the prognostic point of view, calcium score over 400 or stenosis 50% were predictors of events. The extension of CAD by MDCT, defined as the number of coronary territories with stenosis or the numbers of segments with atherosclerotic plaques were independent prognostic factors for cardiovascular events

Introdução: A tomografia das artérias coronárias (ANGIO-TC) tem o potencial de medir as dimensões dos vasos e pode ser opção, aos métodos invasivos, para análises quantitativas em intervenções coronárias com suportes vasculares bioabsorvíveis (SVB) poliméricos radiolucentes. Objetivos: Medidas quantitativas pela ANGIO-TC do lúmen de segmentos coronários de pacientes submetidos a implante de um SVB com eluição de novolimus (DESolve®) foram comparadas às do ultrassom intracoronário (USIC). Os objetivos primários foram a comparação da área mínima e do volume do lúmen do SVB. Outros objetivos incluíram medidas nas margens do dispositivo, de referências do vaso e dos percentuais de estenose do SVB. A precisão de identificação do local de menor dimensão foi estimada pela distância entre este e a borda proximal do SVB. Método: Vinte e um pacientes submetidos a implante de um SVB DESolve e que foram reestudados após 6 meses com cinecoronariografia e USIC realizaram, também, ANGIO-TC. Sem conhecimento dos valores um do outro, um operador, em cada método, efetuou as medidas de volume, área e diâmetro mínimos do lúmen do SVB, de áreas e diâmetros mínimos do lúmen nas margens proximal e distal do SVB, de diâmetros e áreas de referência luminais e dos percentuais de estenose de diâmetros e áreas do SVB. Diferenças entre as médias foram significativas quando testes resultaram o valor de p< 0,05. Coeficientes de correlação foram calculados e a concordância foi analisada pelo método de Bland-Altman. Resultados: Os métodos não se mostraram correlacionados ao medirem área mínima do lúmen do SVB e a ANGIO-TC subestimou significativamente os valores em relação ao USIC (diferença de médias= -1,27 mm2; p= 0,004). As medidas do volume do lúmen do SVB mostraram correlação (r= 0,58; p= 0,006) e foram equivalentes (diferença de mediana= 5,4 mm3; p= 0,14). Em ambas, houve ampla variabilidade entre as medidas (variação percentual do erro de 128% para a área e de 119% para o volume). Os métodos mostraram correlações significativas para todas as demais variáveis. As médias das medidas de diâmetros, pela ANGIO-TC, não mostraram diferenças significativas em relação ao USIC. A ANGIO-TC subestimou significativamente as medidas da área mínima do lúmen no segmento distal ao SVB (diferença= -1,09 mm2; p = 0,017) e da área de referência dos vasos (diferença = -1,34 mm2; p = 0,008). Apesar do viés mínimo, os métodos mostraram ampla variação ao identificar o ponto de menor dimensão do SVB (erro percentual = 186%). A ANGIO-TC, assim como o USIC, não identificou casos de reestenose. Os métodos mostraram melhor nível de concordância ao medirem diâmetros e maiores discrepâncias ao estimarem percentuais de estenose. Conclusões: Em segmentos coronários com SVB polimérico, a ANGIOTC não obteve correlação e subestimou a área mínima do lúmen em relação ao USIC. Quantificações do volume do lúmen foram equivalentes e correlacionadas. Independentemente do nível de correlação, o padrão de concordância das medidas evidenciou um nível de acurácia insatisfatório para a ANGIO-TC substituir o USIC para quantificações de lumens em estudos com SVB radiolucentes, embora permaneça útil para análises visuais na prática clínica. / Computed tomography coronary angiography (CTA) is able to quantify vessel dimensions and might potentially be an alternative to substitute invasive methods for quantitative analysis in percutaneous coronary interventions with bioresorbable vascular scaffolds (BVS). This study compared quantitative measurements derived from CTA images to intravascular ultrasound (IVUS) in coronary segments implanted with radiolucent DESolve(TM) novolimuseluting BVS. Primary objectives were comparisons of BVS minimal luminal area and luminal volume in BVS. Secondary objectives included comparisons of minimal luminal areas and diameters in proximal and distal segments to the BVS, luminal vessel reference areas and diameters and BVS percent area and diameter stenosis. Precision of identifying BVS luminal minimal area were assessed by measuring distance from this point to proximal BVS border. Twenty-one patients underwent both CTA and IVUS, six months after BVS deployment. Each method was performed by an experienced operator, blinded to other\'s quantifications. Correlation coefficients were calculated and mean differences with 95% limits of agreement were assessed by Bland-Altman analysis. A p-value less than 0.05 were considered statistically significant. CTA did not show correlation to IVUS and significantly underestimated minimal luminal area in BVS (mean differences = -1.27 mm2; p = 0.004). Quantitative measurements of luminal volume in BVS were equivalent (median difference = 5.4 mm3; p = 0.14) and showed modest correlation (r= 0.58; p= 0.006). Both variables showed wide limits of agreement (percent error = 128% in minimal luminal area and 119% in luminal volume). Correlations were significant in all other variables. Both methods did not show significant differences quantifying all-segment diameters, and percent area and diameter stenosis. CTA significantly underestimated measurements of minimal luminal area in distal segment after BVS (mean difference = -1,09 mm2; p = 0,017) and luminal reference area (mean difference = -1,34 mm2; p = 0,008). CTA and IVUS showed nonsignificant bias to identify BVS luminal minimal area, but very wide limits of agreement (percent error= 186%). Both methods agreed in showing no cases of binary restenosis. Regardless of correlations or mean differences, all measures showed high variability, caracterized by wide limits of agreement. The least variations resulted from diameter quantifications, whereas estimated percent stenosis presented more disparities. These discrepancies between both methods showed that CTA analysis is still not fully developed to replace IVUS in the assessment of quantitative measurements in vessels treated with BVS. It remains, however, clinically useful for visual qualitative analysis.

<p>Naturally-occurring biological materials with stiff mineralized reinforcement embedded in a ductile matrix are commonly known to achieve excellent balance between stiffness, strength and ductility. Interestingly, nature offers a broad diversity of architectural motifs, exemplify the multitude of ways in which exceptional mechanical properties can be achieved. Such diversity is the source of bio-inspiration and its translation to synthetic material systems. In particular, the helicoid and the “brick and mortar” architectured materials are two key architectural motifs we are going to study and to synthesize new bio-inspired materials. </p> <p>Due to geometry mismatch(misorientation) and incompatibilities of mechanical properties between fiber and matrix materials, it is acknowledged that misoriented stiff fibers would rotate in compliant matrix beneath uniaxial deformation. However, the role of fiber reorientation inside the flexible matrix of helicoid composites on their mechanical behaviors have not yet been extensively investigated. In the present project, fiber reorientation values of single misoriented laminae, mono-balanced laminates and helicoid architectures under uniaxial tensile are calculated and compared. In the present work, we introduce a Discontinuous Fiber Helicoid (DFH) composite inspired by both the helicoid microstructure in the cuticle of mantis shrimp and the nacreous architecture of the red abalone shell. We employ 3D printed specimens, analytical models and finite element models to analyze and quantify in-plane fiber reorientation in helicoid architectures with different geometrical features. We also introduce additional architectures, i.e., single unidirectional lamina and mono-balanced architectures, for comparison purposes. Compared with associated mono-balanced architectures, helicoid architectures exhibit less fiber reorientation values and lower values of strain stiffening. The explanation for this difference is addressed in terms of the measured in-plane deformation, due to uniaxial tensile of the laminae, correlated to lamina misorientation with respect to the loading direction and lay-up sequence.</p> <p>In addition to fiber, rod-like, reinforced laminate, platelet reinforced composite materials, “brick and mortar” architectures, are going to be discussed as well, since it can provide in-plane isotropic behavior on elastic modulus that helicoid architecture can offer as well, but with different geometries of reinforcement. Previous “brick and mortar” models available in the literature have provided insightful information on how these structures promote certain mechanisms that lead to significant improvement in toughness without sacrificing strength. In this work, we present a detailed comparative analysis that looks at the three-dimensional geometries of the platelet-like and rod-like structures. However, most of these previous analyses have been focused on two-dimensional representations. We 3D print and test rod-like and tablet-like architectures and analyze the results employing a computational and analytical micromechanical model under a dimensional analysis framework. In particular, we focus on the stiffness, strength and toughness of the resulting structures. It is revealed that besides volume fraction and aspect ratio of reinforcement, the effective shear and tension area in the matrix governs the mechanical behavior as well. In turns, this leads to the conclusion that rod-like microstructures exhibit better performance than tablet-like microstructures when the architecture is subjected to uniaxial load. However, rod-like microstructures tend to be much weaker and brittle in the transverse direction. On the other hand, tablet-like architectures tend to be a much better choice for situations where biaxial load is expected.</p> <p>Through varying the geometry of reinforcement and changing the orientation of reinforcement, different architectural motifs can promote in-plane mechanical properties, such as strain stiffening under uniaxial tensile, strength and toughness under biaxial tensile loading. On the other hand, the various out-of-plane orientation of the reinforcement leads to functionally graded effective indentation stiffness. The external layer of nacre shell is composed of calcite prisms with graded orientation from surface to interior. This orientation gradient leads to functionally graded Young’s modulus, which is confirmed to have higher fracture resistance than homogenous materials under mode I fracture loading act.</p> <p>Similar as graded prism orientation in calcite layer of nacre, the helicoid architecture found in nature exhibits gradients on geometrical parameters as well. The pitch distance of helicoid architecture is found to be functionally graded through the thickness of biological materials, including the dactyl club of mantis shrimp and the fish scale of coelacanth. This can be partially explained by the long-term evolution and selection of living organisms to create high performance biological materials from limited physical, chemical and geometrical elements. This naturally “design” procedure can provide us a spectrum of design motifs on architectural materials. </p> <p>In the present work, linear gradient on pitch distance of helicoid architectures, denoted by functionally graded helicoid (FGH), is chose to be the initial pathway to understand the functionality of graded pitch distance, associated with changing pitch angle. Three-point bending on short beam and low-velocity impact tests are employed in FEA to analyze the mechanical properties of composite materials simultaneously. Both static(three-point bending) and dynamic(low-velocity impact) tests reveal that FGH with pitch angle increasing from surface to interior can provide multiple superior properties at the same time, such as peak load and toughness, while the helicoid architectures with constant pitch angle can only provide one competitive property at one time. Specifically, helicoid architectures with smaller pitch angle, such as 15-degree, show higher values on toughness, but less competitive peak load under static three-point bending loading condition, while helicoid architectures with middle pitch angle, larger than or equal to 22.5-degree and smaller than 45-degree, exhibit less value of toughness, but higher peak load. The explanation on this trend and the benefits of FGH is addressed by analyzing the transverse shear stresses distribution through the thickness in FEA, combined with analytical prediction. In low-velocity impact tests, the projected delamination area of helicoid architectures is observed to increase when the pitch angle is decreasing. Besides, laminates with specific pitch angles, such as 45-degree, classical quasi-isotropic laminate, 60-degree, specific angle ply, and 90-degree, cross-ply, are designed to compare with helicoid architectures and FGH.</p>

O monitoramento em campo de fundações em estacas metálicas helicoidais é baseado em correlações empíricas entre a capacidade de carga à tração e o torque medido durante a instalação. Nesta pesquisa é proposto um modelo teórico da relação entre o torque de instalação e a capacidade de carga à tração deste tipo de estaca em areias para ser utilizado como procedimento de controle durante a execução deste tipo de fundação. Para validar esta relação teórica e para avaliar o desempenho desta fundação em solos arenosos, foi realizado um programa experimental dividido em dois grupos: ensaios de campo e ensaios de laboratório. Em campo foram realizadas provas de carga à tração na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) e em Contagem (Minas Gerais). Os ensaios de laboratório foram divididos em três grupos. O primeiro corresponde aos ensaios de modelagem física em centrífuga realizados no Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) em Nantes, França. O segundo engloba ensaios de cisalhamento direto de interface entre o aço da hélice da estaca e diferentes areias, parte executada no LCPC e parte na EESC. O terceiro grupo refere-se a ensaios de torção de tubos de estacas metálicas helicoidais efetuados na EESC. A partir dos resultados dos ensaios, o modelo teórico proposto nesta tese foi verificado e mostrou-se adequado para estacas metálicas helicoidais profundas com diferentes dimensões e número de hélices instaladas em solos arenosos. Os resultados das provas de carga realizadas em centrífuga e em campo foram examinados por meio dos métodos existentes na literatura para estimativa de capacidade de carga à tração desenvolvidos para este tipo de fundação. Por meio dos resultados obtidos nos ensaios em centrífuga, constatou-se que nas estacas multi-hélices a porcentagem de capacidade de carga relativa à hélice da ponta aumenta de acordo com o diâmetro da hélice e com a densidade da areia. Nos ensaios de torção de fustes de estacas helicoidais observou-se que, para tubos de mesmo diâmetro e espessura, a ruptura se inicia a partir do mesmo valor de momento torçor aplicado, independentemente de conter ou não emenda. / Empirical correlations between installation torque and uplift capacity of helical screw piles are routinely used as a procedure for quality control on site of this type of foundation. In this work, a theoretical model of the relationship between uplift capacity and installation torque of deep helical screw piles in sand was presented to be used as a quality control method for this type of foundation. An experimental program of laboratory and field investigations was carried out in order to validate this theoretical relationship. The field study included uplift tests of full-scale piles installed at the Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) and in Contagem (Minas Gerais). The laboratory tests were performed in the Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC/ Nantes) and at the EESC. In the LCPC a program of centrifuge and direct shear interface tests was completed. A set of torsion tests on pile shafts and of direct shear interface tests were carried out at the EESC. The results showed that the theoretical model presented is applicable to different pile dimensions, number of helices, and sand relative density. The methods existing in the literature for estimating uplift capacity of helical screw piles were used to verify the results of uplift capacities measured in field and in centrifuge studies. The results of centrifuge modelling tests demonstrated that the fraction of uplift capacity corresponding to the bottom helix increases with helix diameter and sand density. The torsion tests showed that the failure of the pile shaft begins at the same torque magnitude in experiments on shafts with and without connections.