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.

With increasing focus on the ill health and environmental effects of lead there is a greater push to develop Pb-free devices and materials. To this extent, ecofriendly and earth abundant LiNbO3-type ZnSnO3, a derivative of the ABO3 perovskite structure, has a high theoretically predicted polarization making it an excellent choice as a suitable alternative to lead based material such as PZT. In this work we present a novel synthesis procedure for the growth of various ZnSnO3 nanostructures by combined physical/chemical processes. Various ZnSnO3 nanostructures of different dimensions were grown from a ZnO:Al template layer on a Si (100) substrate deposited by pulsed laser deposition followed by a strategic solvothermal process. The ferroelectric properties of each sample were explored and a remanent polarization as high as nearly 30 μC/cm2 was found in aligned nanowire arrayed films. An in-depth understanding of the structure-property relationship is key to the future development of this material and is the subject of future investigations.

Desenvolveu-se um sistema para medir a constante dielétrica complexa de amostras dielétricas, de construção simples, versátil e de baixo custo. A medida é feita aplicando-se uma tensão senoidal e fazendo-se a aquisição do sinal aplicado e do sinal da resposta elétrica (carga elétrica). Emprega-se uma placa A/D para a aquisição de dados com taxa de amostragem de 100 Ksamples/seg e através da transformada de Fourier discreta destes sinais determina-se a impedância complexa da amostra, a partir da qual calcula-se a constante dielétrica complexa. A placa utilizada e o circuito de medida da carga elétrica introduzem defasagens indesejáveis nos sinais, cujas correções são feitas através de programa no computador usado para aquisição dos sinais. O sistema mostra um desempenho similar àqueles dos equipamentos comerciais para freqüências no intervalo de 0,1H.z a 1KHz, sendo testado com componentes resistivos e capacitivos e posteriormente em amostras de Teflon FEP, poli(fluoreto de vinilideno) e seus copolímeros com trifluoretileno. O sistema também foi utilizado para medir o deslocamento elétrico nos polímeros ferroelétricos sob a aplicação de campos elevados. Neste caso determinaram-se as curvas de histerese dielétrica e os deslocamentos de primeira, segunda e terceira ordem. / A low cost and a simple experimental system for measuring the complex dielectric constant of dielectric samples were developed. Measurements were performed measuring the electric charge response resulting from the application of a sinusoidal voltage. The system was based on an A/D acquisition board with sampling rate of 100 Ksamples/sec. The complex impedance was calculated using the discrete Fourier transform from which the complex dielectric constant was found. The phase differences introduced by the A/D board and the amplifiers circuits were connected by software. The setup showed that the results are comparable to that ones obtained with commercial impedance analyzers in the range of frequencies between 0.1 Hz and 1 KHz. Such measurements were obtained using resistors and/or capacitors and also using samples of Teflon FEP, PVDF and its copolymers with trifluorethylene. The setup was also capable to measure the electric displacement in ferroelectric polymers submitted to high fields. Hysteresis loops and the nonlinear electric displacement of first, second and third order were measured.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os aÃos Fe-Cr-Mo sÃo amplamente usados em tubulaÃÃes e componentes que estÃo constantemente sujeitos a processos de degradaÃÃo nas indÃstrias petroquÃmicas. A exposiÃÃo desses aÃos em ambientes agressivos por um perÃodo prolongado quando submetidos a elevadas temperaturas tem como consequÃncias alteraÃÃes microestruturais, precipitaÃÃes na forma de carbonetos que atuam nos aÃos afetando sua resistÃncia a fluÃncia e a corrosÃo. Os aÃos Fe-Cr-Mo possuem propriedades ferromagnÃticas que podem ser exploradas com o objetivo de fornecer informaÃÃes sobre essas alteraÃÃes microestruturais. Nesse trabalho foram analisadas as propriedades magnÃticas das ligas Fe-9Cr-XMo (X = 1%, 5%, 7% e 9%) e a relaÃÃo dessas propriedades com a formaÃÃo de precipitados. Para isso as amostras foram submetidas a tratamentos tÃrmicos de solubilizaÃÃo (com exceÃÃo da liga contendo 1% de Mo) e envelhecimento. As anÃlises das propriedades magnÃticas foram feitas usando ciclos de histerese obtidos pela tÃcnica de magnetometria de amostra vibrante. Os parÃmetros magnÃticos analisados foram o campo coercivo, a magnetizaÃÃo residual e a magnetizaÃÃo de saturaÃÃo. A anÃlise dos precipitados foi feita usando micrografias obtidas por microscopia eletrÃnica de varredura e espectros de EDS, alÃm de histogramas obtidos com auxÃlio do software ImageJ que mostram a distribuiÃÃo e o tamanho mÃdio de precipitados. Os resultados obtidos permitem concluir que existe uma relaÃÃo entre a distribuiÃÃo e tamanho mÃdio dos precipitados com o campo coercivo. Em geral, o aumento na densidade de precipitados contribui de forma significativa para o aumento na dureza magnÃtica do material, esse mecanismo està relacionado a um processo de ancoragem das paredes de domÃnio magnÃtico. A magnetizaÃÃo de saturaÃÃo à afetada tanto pela formaÃÃo de precipitados quanto pelo teor de molibdÃnio na liga. / Cr-Mo steels are widely used in pipes and components constantly subjected to degradation processes in the petrochemical industries. The exposure of these steels in harsh environments for extended periods when subjected to elevated temperatures lead to microstructural changes, such as carbide precipitation which affect its creep and corrosion resistance. Fe-Cr-Mo steels have ferromagnetic properties that can be investigated in order to provide information on these microstructural changes. In this work we analyzed the magnetic properties of Fe-9Cr-Xmo (X = 1%, 5%, 7% and 9%) alloys and the relation between these properties and related to the formation of precipitates. For this, the samples were first subjected to solution heat treatments (except alloy containing 1% Mo) and then aged. The analysis of the magnetic properties was carried out by hysteresis loops obtained by vibrating sample magnetometry. The magnetic parameters analyzed were the coercive field, the residual magnetization and the saturation magnetization. The precipitates were analyzed by scanning electron microscopy and EDS spectra, and their distribution and average size were calculated through histograms obtained by the ImageJ software. The results indicate that the distribution and average size of the precipitates are related to the coercive field. In general, the increase in the density of precipitates contributes signicantly to the increase in the magnetic hardness of the material. This mechanism is related to a process of pinning the magnetic domain walls. The saturation magnetization is affected both by the formation of precipitates and by the molybdenum content in the alloy.

O fenômeno de hysteresis, originalmente estudado pela física, foi utilizado em economia na área de comércio internacional a fim de formular um modelo teórico que explicasse as diferentes reações do mercado a variações da taxa de câmbio. O objetivo desse trabalho é dar continuidade a literatura sobre o assunto e testar a hipótese de histerese para o mercado de importações brasileiro.Fez-se o uso da metodologia de painel com valores limiares a fim de testar se essa hipótese é válida para esse mercado analisando a equação de demanda brasileira por importações. Chegamos a conclusão que existem indícios de histerese nesse mercado quando analisamos os dados desagregados para os diferentes países que fazem parte da pauta de importação brasileira. / The hysteresis, originally studied by physics, has been used in economics in the area of international trade in order to formulate a theoretical model to explain the different market reactions to changes in the exchange rate. The aim of this work is to continue the literature on the subject and teste the hypothesis of hysteresis in the import market. It was used the panel with threshold values effect model in order to teste whether this hypothesis is valid. It is concluded that there is evidence of hysteresis in this market when analysing disaggregated data for different countries that are part of the Brazilian import agenda.

Desde que Markwald e Puga (2002) encontram relações assimétricas entre taxa de câmbio e quantidade de empresas exportadoras, diversos autores investigaram a presença de histerese nas exportações de produtos manufaturados brasileiros. Todavia, os testes utilizados limitaram-se à inferência sobre a hipótese de histerese, provendo pouca informação para análise de política. Este trabalho propõe uma metodologia para averiguar a teoria, baseada no modelo econométrico de painel com efeitos de valores limiares de Hansen (1999b); e segue uma linha de testes com predições teóricas, nos quais choques anormais na taxa de câmbio podem provocar mudanças de elasticidade-preço. O procedimento permite a interpretação direta dos coeficientes para análise de política, captando características de não-linearidade e assimetria. Aplicou-se o método em um modelo de demanda por exportações brasileiras, no período 1999-2010. A hipótese de histerese foi confirmada, sendo os principais resultados: (i) a elasticidade-renda é maior que a elasticidade-preço quando choques recentes no relativo de preços são menores que 5:2% ou maiores que 5:7%; e (ii) quedas absolutas ou relativas nos preços de exportação afetam mais as quantidades exportadas do que aumentos de magnitude semelhante. Tais fatores indicam uma alta competitividade no comércio internacional; e políticas que promovam reduções de custos e aumentos da produtividade são importantes na promoção das exportações. / Since Markwald e Puga (2002) found asymetric relationships between exchange rates and the number of exporting companies, several authors verified the presence of hysteresis on Brazilian exports of manufactured goods. However, the tests used were limited to the inference about the hypothesis, providing little information for policy analysis. This work proposes a methodology to verify the theory, based on Hansen (1999b) panel threshold model and follows the kind of tests concerned about theoric predictions of the model, in which abnormal shocks in the exchange rate can cause changes in price-elasticity. The procedure allows the direct interpretation of the coefficients for policy analysis, capturing the characteristics of nonlinearity and asymetry. The method was applied on a model of demand for Brazilian exports in the 1999-2010 period. The hysteresis hypothesis was confirmed and the main results were: (i) the income-elasticity is greater than the price-elasticity when recent shocks in relative prices are less than 5:2% and greater than 5:7%; and (ii) absolut or relative falls in exports prices affects amounts exported more than increases of similar extent. These factors indicate a high competitiveness in international trade; and policies that promote cost reductions and productivity increases are important in promoting exports.

Foi desenvolvido um novo método para a determinação da polarização ferroelétrica de polímeros ferroelétricos, em particular do PVDF estirado biaxialmente. A técnica consiste em manter constante a corrente através da amostra e medir a evolução da tensão (V versus t) entre os eletrodos da mesma. As medidas foram realizadas em ambiente com atmosfera de ar superseco o que permite desprezar a condução elétrica das amostras, simplificando sobremaneira as equações do problema. Considera-se a existência de dois tipos de polarização: a ferroelétrica, com tempo de chavamento desprezível, e uma polarização elétrica foram realizados em duas situações distintas: com chaveamento e sem chaveamento ferroelétrico. O procedimento permite avaliar a dependência da polarização ferroelétrica com o campo, determinada a partir da equação geral da corrente. Para se descrever a resposta da polarização elétrica dependente do tempo, usa-se o princípio da superposição e assume-se que ela está em fase com o campo elétrico aplicado (processo lento). Será mostrado que é possível determinar a polarização ferroelétrica do polímero PVDF estirado biaxialmente sem a necessidade de determinar a formas funcionais da polarização dependente do tempo e de se conhecer o valor da capacitância da amostra. / In this work a novel method was developed for the determination of the ferroelectric polarization of ferroelectric polymers, in particular of biaxially stretched PVDF. The technique consists of maintaining constant the current through the sample and to measure the evolution of the bias voltage (V versus t) on the electrodes. Measurements were performed in super-dry air, which allows one to neglect the electric surface and volumetric conduction of the samples, simplifying the equations of the problem. It is considered the existence of two polarization types: the ferroelectric, with a very short switching time, and a another polarization dependent of the time. The processes for studying the electric polarization were accomplished in two different situations: with switching and without ferroelectric switching. The procedure allows evaluating the dependence of the ferroelectric polarization on the electric field, determined starting from the general equation of the current. To describe the time dependent polarization it is used the principle of superposition and the polarization value assumed to be in phase with the applied electric field (slow process). It will be shown that it is possible to determine the ferroelectric polarization of the material without the need of the functional form of the polarization and the value of the capacitance of the sample.

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.

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The main objective of this study was to characterize and quantify the hydrological, sedimentological and granulometric characteristics of the urban watercourse of the Rio das Antas basin, located in Anápolis, Goiás, wich faces various erosion processes. Continuous monitoring of precipitation, flow rates, sediment concentrations and turbidity was performed using pluviographs, linigraphs, an automatic sampler and a laser granulometer during most of a rainy season, where samples were collected and 14 events were analyzed. Descriptive statistical analyzes, identification of hysteresis patterns, Event Mean Concentration, “first flush” phenomenon effects and grain size distribution and their relationships with precipitations and flow rates were performed. The peak concentration of total sediments reached 3,380 mg L -1 , and approximately 83% were suspended sediments. No “first flush" has been recorded in any event. The highest mean concentration observed for suspended sediments was 1,714.6 mg/m3 and the mean of the events was 1,001.3 mg/m3, values considered to be high when compared to river basin flows, where the highest was 15.49 m 3 s -1 . The maximum flow rates were determinant in the total sediment, however, the same flow range carried very different amounts of suspended sediments during the floods. This behavior suggests that the variation also depends on precipitation characteristics and sediment sources. In the hysteresis analyzes, it can be verified that these sources are located farther from the monitoring point, but are also the river itself, since the most frequent hysteresis loop was "Figure Eight" followed by the"Counter Clock-wise” type. There were complex hysteretic loops characterized by multiple peaks of flow and sediments. The size of particles carried by the flow varies throughout the rainy season. The suspended sediment particles had dimensions between 0.0019 mm and 0.990 mm being characterized as sandy silt material. The small and medium particles were more frequent in final events and larger particles occurred in the middle of the period. Finner particles were more present during the rise of the hydrograph and in the recession phase the amount of particles with dimensions between 0.2 mm e 0.6 mm increased in some events. Particles larger than 0.6 mm were not related to precipitation. It was also observed that the amount of dissolved solids decreases with increasing particle size and may indicate that larger particles have less capacity to absorb/adsorb other pollutants. It is observed that the suspended sediments vary between the events and within the same event and depends on the hydrological behavior, the characteristics of the water body and the type of monitoring. / Os sedimentos transportados pelo escoamento superficial e pelos rios são componentes essenciais no entendimento das mudanças ocorridas em uma bacia hidrográfica e da qualidade de sistemas aquáticos. A alta variabilidade dos eventos chuvosos, da CSS e da relação entre eles produzem dinâmicas comportamentais complexas de difícil interpretação. Porém o estudo destes aspectos é uma ferramenta útil e frequentemente usada na quantificação dos impactos decorrentes de processos erosivos e hidrossedimentológicos. Este estudo teve por objetivo caracterizar e analisar quanti-qualitativamente as características hidrológicas, sedimentológicas e granulométricas dotrecho urbano da bacia do Rio das Antas, localizado no município de Anápolis, Goiás, o qual enfrenta vários processos erosivos. Um monitoramento contínuo das precipitações, vazões, concentrações de sedimentos e turbidez foi realizado utilizando pluvíografos, linígrafos, um amostrador automático e um granulômetro a laser durante o período chuvoso, onde foram coletadas amostras e analisados 14 eventos. Análises estatísticas descritivas, identificação dos padrões de histerese, Concentração Média do Evento, efeitos de “first flush” e a distribuição granulométrica e suas relações com as precipitações e vazões foram realizados. O pico de concentração de sedimentos totais foi de 3.380 mg L -1 , sendo que, aproximadamente, 83% eram sedimentos suspensos. Não foi registrado o fenômeno “first flush” em nenhum evento. A maior Concentração Média do Evento observada para os sedimentos suspensos foi de 1.714,6 mg/m3 e a média dos eventos foi de 1.001,3 mg/m3, valores considerados altos quando comparados as vazões de base do rio, onde o maior pico registrado foi 15,49 m3 s -1 . As vazões máximas foram determinantes no total de sedimentos, no entanto, uma mesma faixa de vazão transportou quantidades bem diferentes de sedimentos suspensos durante as cheias. Este comportamento sugere que sua variação também depende das características das precipitações e das fontes geradoras de sedimentos. Nas análises de histerese, pode-se verificar que estas fontes estão presentes no próprio rio, mas também em locais mais distantes do ponto de monitoramento, pois o laço de histerese mais frequente foi “Figura Oito” seguido do tipo “Anti-horário”. Houveram laços histeréticos complexos caracterizados por picos múltiplos de vazão e sedimentos. O tamanho das partículas transportadas pelo escoamento varia em todo o período chuvoso. As partículas de sedimentos suspensos tinham dimensões entre 0,0019 mm e 0,990 mm sendo caracterizadas como material silte arenoso. As partículas pequenas e médias foram mais frequentes nos eventos finais do período chuvoso e as partículas maiores ocorreram no meio do período. Partículas mais finas estavam mais presentes durante a ascensão do hidrograma e, na fase de recessão, a quantidade de partículas com dimensões entre 0,2 mm e 0,6 mm aumentava em alguns eventos. As partículas maiores que 0,6 mm não apresentaram relação com a precipitação. Foi observado ainda que a quantidade de sólidos dissolvidos diminui com o aumento do tamanho da partícula, podendo indicar que partículas maiores tem menor capacidade de absorver/adsorver outros poluentes. Observa-se que os sedimentos suspensos variam entre os eventos e dentro do mesmo evento e depende do comportamento hidrológico, das características do corpo hídrico e do tipo de monitoramento.