This thesis presents a novel compliant mechanism with adjustable force output. The force comes from the bending of a rectangular cross section beam within the mechanism. By rotating this beam with a stepper motor, the force output of the mechanism changes. A model was made to simulate this mechanism, and a prototype was made based off of this data. A test apparatus was constructed around this mechanism, and a series of tests were performed. These tests adjusted parameters such as beam rotation speed and weight in order to characterize the system. Adjustments were made based on this information and the mechanism was refined. The results suggest the following. The speed has a negligible effect on the behavior of the system, while the weight, length of top link r3, and position of bottom stop have a significant effect. Also, there is a large, consistent amount of hysteresis in the system. This is likely caused by the beam storing torsion or friction from the slider.

Actuators are a fundamental part of many modern devices and machines nowadays. Typically, they are responsible for operation of various machine parts, for instance correct performance of flaps and valves. Since actuators are an important device, it is crucial and beneficial to pursue development and testing of this component. This Master's thesis focusses on the selection and construction of a test bench used for long-term tests of a universal actuator (General Purpose Actuator), widely used in automobile industry. The main reason for assigning this practical task is the unsatisfactory current type of the test bench, which does not comply with the modern testing demands of the requesting company.

A intensa demanda por petróleo aliado às novas descobertas de poços em condições ainda inexploradas, propulsionam a pesquisa e desenvolvimento de novos componentes e materiais para a indústria petrolífera. A alta responsabilidade desses componentes, como Risers e Bend Stiffners, requer, que antes da sua aplicação em campo, seja realizada uma verificação através de ensaios experimentais, desenvolvidos com o objetivo de representar ao máximo todas as condições em campo. No presente trabalho, um sistema de compensação de deslocamento, com molas elastoméricas, foi desenvolvido para simular um comprimento de Riser retirado da amostra devido à inviabilidade de ensaio com o comprimento real. O material foi caracterizado através de ensaios mecânicos normalizados, ensaios específicos à aplicação e modelos em escala. Logo, um conjunto denominado módulo de compensação foi elaborado. O módulo de compensação apresenta a versatilidade da alteração de rigidez, podendo ser realizada através da mudança do número e/ou geometria das molas. Os resultados dos ensaios mostram-se dentro das tolerâncias especificadas, atingindo o objetivo do projeto. / The increasing demand for oil, combined with new wells discoveries in unexplored conditions, drives the research and development of new components and materials for the oil industry. The high responsibility of these components, such as Risers and Bend Stiffners, requires verification before field operation through experimental trials developed to achieve all conditions found during its useful life. In this thesis, a displacement compensation system, with elastomeric springs, was developed to simulate a short sample of riser due the inviability of testing the real length. The material was characterized by standard mechanical tests, specific tests for this application and scale models. Therefore, a group called compensation module was developed. The compensation module presents versatility in stiffness modification which can be achieved by changing the number and / or spring’s geometry. The final test results are according to the expected, within the specified tolerances achieving the project goal.

Este trabalho apresenta uma metodologia para a inclusão de fenômenos dissipativos em relações constitutivas hiperelásticas. Embora seja dada ênfase para o efeito Mullins e histerese, esse procedimento pode ser aplicado a outros fenômenos como, por exemplo, de dano. Para isso, adota-se um modelo fenomenológico que inclui amolecimento em um modelo constitutivo hiperelástico através da pseudo-elasticidade, que permite que diferentes potenciais de energia possam ser utilizados em diferentes etapas do carregamento. Foram utilizados dois modelos hiperelásticos incompressíveis: Ogden e Hoss-Marczak. Para esse estudo, foram selecionados quatro diferentes materiais da literatura, três deles apresentavam apenas dados experimentais para tração uniaxial, enquanto o outro disponibilizou os ensaios de tração uniaxial, tração equibiaxial e cisalhamento puro. Foram selecionados dois parâmetros de amolecimento da literatura (Ogden e Roxburgh, 1999, e Dorfmann e Ogden, 2003) para modelar fenômenos dissipativos e então foram propostos novos parâmetros de amolecimento. Verificação gráfica dos resultados e um coeficiente de correlação (R2) foram utilizados para comparar o desempenho desses parâmetros. Os materiais foram considerados isotrópicos e incompressíveis e o carregamento quasi-estático para obtenção dos resultados. Alguns parâmetros propostos não capturaram o efeito dissipativo, outros superestimaram o amolecimento, enquanto os da literatura capturaram o efeito. Ao final, obteve-se resultados bastante satisfatórios para um dos parâmetros propostos, que se verificou ser uma generalização do modelo de Dorfmann e Ogden, 2003. / This work applies a methodology to include dissipative effects in hyperelastic constitutive relations. The paper focuses on the Mullins effect and hysteresis. However, the methodology can also be applied to other phenomena, like damage. Basically, it is a phenomenological inclusion of the softening behavior in a hyperelastic constitutive model using pseudo-elasticity, in which different energy potentials can be used in different steps of the loading. Two hyperelastic models were employed: Ogden’s and Hoss-Marczak’s models. Four different materials were modeled, three of them subjected to uniaxial tension only, and a fourth subjected to the three classical loadings, namely, uniaxial tension, equibiaxial tension and pure shear. Two softening parameters from the literature were implemented and new softening parameters were proposed. Graphical inspection and R2 correlation coefficient were used to compare the softening parameters. The materials were considered isotropic and incompressible, being subjected to quasi-static loading. Some of the proposed parameters did not captured the dissipative effect, other overestimate the softening, and those from the literature were able to capture the effects. Finally, very satisfying results were obtained with one the proposed softening parameters, which was a generalization of the one proposed by Dorfmann e Ogden, 2003.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-23Bitstream added on 2014-06-13T21:02:40Z : No. of bitstreams: 1 sampaio_wba_dr_arafcl.pdf: 599873 bytes, checksum: fc7859a4bf8669a67b9358b4903d5dd7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O trabalho discute – à luz do referencial bourdieuniano – a constituição do habitus linguístico de professores de Língua Portuguesa em formação, analisando-se a atuação linguística metacomunicativa de estagiários do curso de Letras, com foco na escrita por eles utilizada para a transmissão dos conteúdos culturalmente legítimos aos alunos do Ensino Fundamental e Médio. O tratamento do tema, sob o viés sociológico, pautou-se em uma metodologia que mescla estudo de caso e análise situacional, utilizando-se da técnica de bricolage, com abordagens quantitativa e qualitativa. A exposição dos resultados apresenta: 1) reflexões sobre o referencial teórico de Bourdieu, desenvolvendo as principais categorias que nortearam a análise e que, de alguma forma, condicionam a escolha do curso e o desempenho dos alunos de Letras-Português, seja na classe ou atuando no estágio; 2) um estudo documental, contextualizando a Universidade Federal de Rondônia – UNIR, o curso de Letras-Português, desde sua fundação até os dias atuais; 3) o perfil patrimonial dos estudantes de Letras-Português da UNIR; 4) análise do capital linguístico dos estagiários de Letras-Português, considerando situações de uso da língua escrita em sala de aula. A análise situacional foi realizada a partir da observação e registro de aulas ministradas em escolas públicas por estagiários do curso de Letras-Português durante o ano de 2008. Foram detectados: a) erros de grafia decorrentes de interferência da fala na escrita; b) inadequação de pontuação e ausência de acentuação gráfica; c) confusão entre formas e tempos verbais do futuro do subjuntivo de verbos com anomalia morfológica; d) desconhecimento de conteúdos gramaticais no âmbito da fonética/fonologia, morfologia sintaxe e semântica. Na discussão de tais fatos considera-se o efeito de histeresis do habitus (Cf. Bourdieu, 1972)... / The paper discusses - in light of the Bourdieu´s theoretical reference - the constitution of the linguistical habitus of Portuguese Language teachers in training, analyzing the metacommunicative linguistical performance of trainees of a course of Portuguese, focusing the writing used by them for transmission of culturally legitimate content to students of elementary and high school. The treatment of the subject, under the sociological perspective was based on a methodology that combines the case study and situational analysis, using the technique of bricolage, with quantitative and qualitative approaches. The exposure of the result presents: 1) reflections on the theoretical framework of Bourdieu, which developed the main categories that guided the analysis and, in some way, influence the choice of course and the performance of students of Portuguese, either in class or acting on stage; 2) a documentary study, contextualizing the Federal University of Rondônia - UNIR, the course of Portuguese, from its foundation until today; 3) the patrimony profile of the students of Portuguese; 4) the analyzis of the linguistical capital of the Portuguese trainees, considering situations of use in written language in the classroom. The situational analysis was carried out from the observation and recording of classes taught by trainees in public schools during the year 2008. The research detected: a) spelling errors due to the interference of speech in writing; b) inadequacy of punctuation and lack of graphic accents; c) confusion between forms and tenses of the subjunctive future of verbs with malformations; d) lack of grammatical contents in phonetics/phonology, morphology, syntax and semantics. In discussing these facts we consider the effect of hysteresis of habitus (cf. Bourdieu, 1972) as a causative factor of non-use of distinctive linguistic capital accumulated by the Portuguese language teachers in training.

Box-girder bridges supported by single reinforced concrete (RC) columns are expected to sustain seismic shocks with minor structural damages in seismically active regions where transportation is substantially required for rescuing and evacuating tasks. Such viaducts are vulnerable to damage when they are subjected to strong ground motions and acceleration pulse records, especially when responding in a flexural mode or having relatively low core confinement. Using a nonlinear dynamic solver that applies the fibre element method, global and local damage curves are computed based on the dissipated energy under hysteretic curves and based on constitutive curves, respectively. The RC bridge with seismic isolation bearing is used as an alternative system to control the damage, and modelled using linkage elements between the substructure and super structure. It was found that seismic isolation can be controlled to dissipate partial seismic energy so that the RC column gains the least possible minor damage. Using a MatLab program, a fibre element nonlinear model was built using a simplified iterative process and simplified constitutive relations. The number of fibres and elements under the dynamic loading was found to be affecting the final results of the analysis. Using crack growth modelling based on fracture mechanics, the combined discrete element/finite element explicit-Elfen code was applied to investigate the crack growth in 3D dynamically loaded RC columns. Despite its excessive computational cost and time, this code provides reliable information about local damage in the RC column core. Earthquake records with the pulse acceleration phenomenon have a severe damage potential on the structure. The difference in damage intensities was detected by crack growth modelling for the same problem using different loading rates. Critically stressed zones can be investigated independently by using the relative response technique, in which responses from the numerically analysed structure are re-used as applied loads onto a small-scale crack model for the critical member. Two general conclusions can be obtained; bridges with single RC columns designed by the demand/capacity criterion could suffer severe damage and possible collapse when subjected to strong ground motions. Secondly; hysteresis-based methods provide a global damage evaluation based on strength and ductility only regardless of the damage growth inside the concrete core and the buckling of bars, which could lead to progressive collapse.

Submitted by Fransber Santade null (rebsnarf@yahoo.com.br) on 2017-09-22T14:48:21Z No. of bitstreams: 1 SANTADE, F - TESE FINAL.pdf: 14558958 bytes, checksum: 9a0972774c5e2f391f09848d2c7b5b88 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-09-25T18:18:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santade_f_dr_bauru.pdf: 14558958 bytes, checksum: 9a0972774c5e2f391f09848d2c7b5b88 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-25T18:18:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santade_f_dr_bauru.pdf: 14558958 bytes, checksum: 9a0972774c5e2f391f09848d2c7b5b88 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Fundação para o Desenvolvimento da UNESP (FUNDUNESP) / O objetivo principal desta tese é a análise de amortecedores não lineares, incluindo os efeitos da folga, assimetria e histerese. A tese também apresenta um estudo sobre a influência da temperatura sobre esses efeitos. O estudo baseia-se em testes experimentais realizados em três diferentes amortecedores, incluindo um de atrito seco, um hidráulico e um do tipo magnetoreológico. Esses amortecedores foram testados em uma máquina de teste universal utilizando excitação cíclica para diferentes condições de amplitude, frequência e corrente elétrica no caso do amortecedor magnetoreológico. Três modelos paramétricos foram utilizados para representar as forças de amortecimento que foram medidas durante os ensaios experimentais, onde os parâmetros que definem esses modelos foram ajustados utilizando um algoritmo de otimização. A tese propõe uma contribuição para o campo de engenharia ao representar fenômenos não lineares típicos de amortecedores através de testes experimentais e descrevendo uma metodologia para representar as forças de amortecimento não linear e os efeitos da temperatura nestes modelos. / The main objective of this thesis is the analysis of nonlinear dampers including the effects of clearance, asymmetry and hysteresis. The thesis also presents a study on the temperature influence over these effects. The study is based on experimental tests performed on three different damping devices (dashpots), including a dry friction, a hydraulic and a magnetorheological dashpots. Theses dampers were tested on an universal testing machine using cyclic excitation for different conditions of amplitude, frequency and current in the case of the magnetorheological damper. Three parametric models have been used to represent the damping forces that were measured during the experimental testes, where the parameters defining these models were adjusted using an optimization algorithm. The thesis proposes a contribution to the engineering field by representing typical nonlinear phenomena of dampers through experimental tests and describing a methodology to represent the nonlinear damping forces and the effects of temperature on these models.

Este trabalho apresenta condições suficientes para garantir a estabilidade em probabilidade para um sistema com histereses, modelado pelas equações de Bouc-Wen, mediante um controlador proporcional integral sujeito a falhas aleatórias. Quando ocorre uma falha de forma aleatória na linha transmissão, o sistema desliga o controlador e fica assim por um tempo. Após esse tempo, o sistema liga novamente o controle e permanece ativo até a próxima falha que ocorre de forma aleatória. As falhas ocorrem de acordo com o processo de distribuição de Poisson. Uma aplicação real considerando o controle de velocidade de um motor DC é apresentado. / This note presents conditions to assure the stability in probability for a hysteresis Bouc-Wen model controlled by a proportional-integral controller subject to random failures in the transmission line. When a failure happens, the controller turns off and remains off for a while. After that, the controller turns on and keeps working until the occurrence of the next failure. The failures occur according to a Poisson distributed process. A numerical example illustrates the result. A real application considering the speed control of a DC motor is presented.

Este trabalho apresenta condições suficientes para garantir a estabilidade em probabilidade para um sistema com histereses, modelado pelas equações de Bouc-Wen, mediante um controlador proporcional integral sujeito a falhas aleatórias. Quando ocorre uma falha de forma aleatória na linha transmissão, o sistema desliga o controlador e fica assim por um tempo. Após esse tempo, o sistema liga novamente o controle e permanece ativo até a próxima falha que ocorre de forma aleatória. As falhas ocorrem de acordo com o processo de distribuição de Poisson. Uma aplicação real considerando o controle de velocidade de um motor DC é apresentado. / This note presents conditions to assure the stability in probability for a hysteresis Bouc-Wen model controlled by a proportional-integral controller subject to random failures in the transmission line. When a failure happens, the controller turns off and remains off for a while. After that, the controller turns on and keeps working until the occurrence of the next failure. The failures occur according to a Poisson distributed process. A numerical example illustrates the result. A real application considering the speed control of a DC motor is presented.

A intensa demanda por petróleo aliado às novas descobertas de poços em condições ainda inexploradas, propulsionam a pesquisa e desenvolvimento de novos componentes e materiais para a indústria petrolífera. A alta responsabilidade desses componentes, como Risers e Bend Stiffners, requer, que antes da sua aplicação em campo, seja realizada uma verificação através de ensaios experimentais, desenvolvidos com o objetivo de representar ao máximo todas as condições em campo. No presente trabalho, um sistema de compensação de deslocamento, com molas elastoméricas, foi desenvolvido para simular um comprimento de Riser retirado da amostra devido à inviabilidade de ensaio com o comprimento real. O material foi caracterizado através de ensaios mecânicos normalizados, ensaios específicos à aplicação e modelos em escala. Logo, um conjunto denominado módulo de compensação foi elaborado. O módulo de compensação apresenta a versatilidade da alteração de rigidez, podendo ser realizada através da mudança do número e/ou geometria das molas. Os resultados dos ensaios mostram-se dentro das tolerâncias especificadas, atingindo o objetivo do projeto. / The increasing demand for oil, combined with new wells discoveries in unexplored conditions, drives the research and development of new components and materials for the oil industry. The high responsibility of these components, such as Risers and Bend Stiffners, requires verification before field operation through experimental trials developed to achieve all conditions found during its useful life. In this thesis, a displacement compensation system, with elastomeric springs, was developed to simulate a short sample of riser due the inviability of testing the real length. The material was characterized by standard mechanical tests, specific tests for this application and scale models. Therefore, a group called compensation module was developed. The compensation module presents versatility in stiffness modification which can be achieved by changing the number and / or spring’s geometry. The final test results are according to the expected, within the specified tolerances achieving the project goal.