A demanda por qualidade nas aplicações envolvendo radiação laser exigiu melhorias no seu desempenho. Conseqüentemente, equipamentos mais rápidos e precisos nas medidas dos seus parâmetros são indispensáveis. Nas áreas onde o laser é empregado, três parâmetros sobressaem-se nas suas aplicações: (1) potência ou energia, (2) freqüência e (3) comprimento espacial ou largura do feixe. A determinação das bordas, isto é, da largura do feixe, está ligada a um percentual do máximo valor atingido pela energia. O diâmetro do feixe, juntamente com a energia, determina-se a densidade do feixe. Outros parâmetros como: divergência e fator de qualidade (M2), podem ser determinados também. O presente trabalho busca desenvolver um sistema de translação bidimensional que possa ser empregado na caracterização espacial do feixe de lasers. Para determinar o perfil do feixe de lasers utiliza-se o método borda-da-lâmina (knife-edge), relacionando o deslocamento da lâmina posicionada transversalmente ao feixe, com a energia transmitida. Obstruindo o feixe com uma lâmina opaca, obtêm-se a variação da energia do feixe em função da posição da lâmina. Esta variação representa a integral do perfil Gaussiano do feixe. Para a automação do sistema foi empregado o programa Labview (National Instruments). O funcionamento do protótipo mostrou-se eficiente na caracterização de feixes laser e com uma instrumentação de baixo custo para a comercialização nacional. No entanto, apresentou-se lento na aquisição de dados, tornando a tarefa de caracterização do laser mais demorada. Fatores como velocidade do motor de passo e linguagem de programação contribuíram para tornar a aquisição lenta. / The demand for quality in the applications involving laser radiation demanded improvements in its performance. Faster equipments in the measures of its parameters are indispensable. In the areas where the laser is employee, three parameters are important in its applications: (1) power or energy, (2) frequency and (3) beam spatial. The determination of the edges, i. e., the width of the beam, is correlated to a percentage of the maximum reached energy. This parameter, together with the energy, determines beam density; beyond this parameter it also possible to determine the divergence and quality factor (M2). This work searches to develop a system of bi-dimension translation that can be used in the spatial characterization of laser beam. To determine the profile of laser beam it is used the knife-edge method, that it relates the displacement of the blade located transversally to the beam, with the transmitted energy. Blocking the beam with a blade the energy variation of the beam is correlated with blade position; this variation represents the integral of the beam Gaussian profile. For the automation it will be used the Labview program(National Instruments). The prototype had showed to be efficient in the characterization of laser beams and a low cost for national commercialization; however was slow in the data acquisition resulting a longer time to acquire the laser parameters. Instrumental components as step motors or programming language had contributed to slowly acquisition.

Neste trabalho realizamos medidas espectroscópicas de alta resolução nas bandas vibracionais da transição A1∑+u→X1∑+g do dímero de Sódio, produzido a partir da expansão supersônica do vapor deste metal no vácuo. Para determinação das constantes moleculares utilizamos técnicas alternativas de espectroscopia óptica de alta-resolução, tais como: Fluorescência Ressonante, Raman Estimulado e Depopulação Óptica. As duas últimas técnicas utilizam dois campos de laser, por isso são também chamadas de técnicas de campo duplo e proporcionam a simplificação do espectro de Fluorescência Ressonante, ajudando no seu entendimento e no cálculo das constantes moleculares dos estados estudados. Desenvolvemos também um método de obtenção de padrões de interferência, baseado no método proposto por Ramsey, a partir da modulação espacial da população do estado fundamental de um sistema aberto de dois níveis quaisquer. Foi possível obter franjas de interferência na região visível, sem que haja necessariamente coerência entre estados atômicos, efeito este observado pela primeira vez na literatura. / This work reports measurements in the vibrational bands of the A1∑+u→X1∑+g transition for Sodium dimer, produced in a supersonic expansion of the metal vapor into the vacuum. For the determination of the molecular constants we used righ-resolution laser spectroscopy techniques: Resonance Fluorescence, Stimulated Raman and Optical Depletion. The two last techniques need two lasers fields and provide the simplification of the Resonance Fluorescence spectrum, suitable for the tine assignment. We have also developed a new method to obtain Ramsey-like fringes in the optical region, due to a spatial modulation of the ground state population of any open two-level system. Tbe fringes were obtained without any atomic coherence of the levels, which is an effect observed in the literature for the first time.

The total wind power capacity installed in the world has substantially grown during the last few years, mainly due to the increasing number of horizontal axis wind turbines (HAWT). Consequently, a big effort was employed to increase HAWT\'s power capacity, which is directly associated to the size of blades. Then, novel designs of blades may lead to very fexible structures, susceptive to large deformation, not only during extreme events, but also for operational conditions. In this context, this thesis aims to compare two geometrically nonlinear structural modeling approaches that handle large deformation of blade structures: 3D geometrically-exact beam and shell finite element models. Regarding the beam model, due to geometric complexity of typical cross-sections of wind turbine blades it is adopted a theory that allows creation of arbitrary multicellular cross-sections. Two typical blade geometries are tested, and comparisons between the models are done in statics and dynamics, always inducing large deformation and exploring the accuracy limits of beam models, when compared to shells. Results showed that the beam and shell models present very similar behavior, except when violations occur on the beam formulation hypothesis, such as when shell local buckling phenomena takes place. / A capacidade total de energia eólica instalada no mundo cresceu substancialmente nos últimos anos, principalmente devido ao número crescente de turbinas eólicas de eixo horizontal. Consequentemente, um grande esforço foi empregado com o intuito de aumentar a capacidade de produção das turbinas eólicas, que está diretamente associada ao tamanho das pás. Assim, surgiram projetos inovadores quanto à concepção de pás de turbinas eólicas levando a estruturas bastante flexíveis, susceptíveis a grandes deslocamentos, não apenas em eventos extremos, mas também em condições normais de operação. Nesse contexto, a presente dissertação tem por objetivo comparar duas abordagens de modelos estruturais geometricamente não-lineares capazes de lidar com grandes deslocamentos de pás de turbinas eólicas: elementos finitos geometricamente exatos 3D de vigas e cascas. Em relação ao modelo de viga, devido à complexidade geométrica das seções transversais típicas de pás de turbinas eólicas, adota-se uma teoria que permite a criação de seções transversais arbitrárias multicelulares. Duas geometrias de pás s~ao testadas e comparações entre os modelos s~ao feitas em análises estáticas e dinâmicas, sempre induzindo grandes deslocamentos e explorando os limites de precisão do modelo de viga, quando comparado ao modelo de cascas. Os resultados indicam que os modelos de viga e casca apresentam comportamento muito similar, exceto quando ocorrem violações em hipóteses do modelo de viga, tal como quando ocorre flambagem local do modelo de casca.

Este trabalho discute a utilização de armadura de confinamento em vigas superarmadas de concreto armado. Essa armadura é constituída de estribos quadrados colocados na região de compressão da seção transversal da viga, aumentando a ductilidade. Para a análise numérica, utilizou-se programa computacional baseado no Método dos Elementos Finitos e que leva em consideração o efeito do confinamento no concreto, possibilitando estudar criteriosamente a influência da armadura de confinamento em vigas superarmadas. Na etapa experimental foi investigada a influência da taxa volumétrica da armadura transversal de confinamento, sendo realizados ensaios de quatro vigas superarmadas -três detalhadas com estribos adicionais destinados ao confinamento e uma projetada sem armadura de confinamento. Todas as vigas tiveram deformações nas barras da armadura de tração próximas a 'épsilon' y e resistência média à compressão do concreto de 25MPa. Os resultados experimentais mostraram que o índice de ductilidade pós-pico é proporcional à taxa volumétrica da armadura transversal de confinamento. Isso não aconteceu para o índice de ductilidade pré-pico, que teve variação aleatória com a taxa volumétrica de armadura de confinamento. Observou-se também que a resistência à compressão do concreto confinado no núcleo de confinamento diminuiu na proximidade da linha neutra. Considerando os resultados numéricos e experimentais, foi desenvolvido um processo simplificado para o dimensionamento de vigas de concreto armado com armadura de confinamento, onde a resistência à compressão do concreto confinado é função da taxa volumétrica da armadura de confinamento e da resistência do concreto não confinado / This work discusses the use of confinement reinforcement in over designed reinforced concrete beam. This reinforcement is composed by square stirrup placed on the compression zone of the beam transversal section, which improves the ductility avoiding fragile collapse. A Finite Element program was used to make a parametric numerical study. This program considers the non-linearity of the material and the confinement effect, making possible an accuracy study of those beams. In the experimental part, the influence of volumetric confinement transversal reinforcement rate was investigated by the test of four over designed beam, where three had addiction stirrup for the confinement reinforcement and one was designed without this reinforcement. All the beams were composed by 25MPa concrete. The experimental results show that the pos-peak ductility index is proportional to the volumetric confinement transversal reinforcement rate, however it was not observed for the pre-peak ductility index. It was also observed that effect of the confinement is smaller closed to the neutral axis. A simplified design process for reinforced concrete beam with reinforcement confinement was developed based on the numerical study that was performed. In this method the concrete strength is function of the transversal reinforcement volumetric rate and the non-confined concrete strength

O uso de madeira laminada colada (MLC) em países da América do Norte e Europa é bastante difundido. No Brasil, apesar da técnica existir desde o século XX, a sua utilização é incipiente em relação à possibilidade de utilização desse produto. O desenvolvimento de produtos a partir de lâminas de madeira com pequenas dimensões se deve à necessidade de se eliminar defeitos nas peças estruturais, tais como nó e medula, os quais reduzem significativamente as características de resistência e elasticidade da peça, em comparação com a madeira sã. O aumento da resistência e da rigidez da viga de MLC pode ser conseguido por meio da classificação das lâminas, seguida de uma disposição adequada das mesmas. Outra maneira de se obter um aumento nas propriedades de rigidez e de resistência de elementos estruturais de MLC é a utilização de polímeros reforçados com fibras (PRF) na região mais tracionada da viga. Esta providência, além de melhorar as propriedades mecânicas do elemento estrutural, aumenta a confiabilidade em relação ao modo de ruptura. Dentro deste escopo, este trabalho procura estabelecer critérios para fabricação de vigas retas de MLC, sem e com reforço de fibras de vidro, a partir de informações obtidas na revisão bibliográfica, abordando aspectos relacionados à resistência da madeira (espécie e qualidade da madeira, quantidade de nós, inclinação das fibras em relação ao eixo longitudinal das peças, presença de medula), dimensões das lâminas, espaçamento mínimo entre emendas dentadas de uma mesma lâmina e posicionamento das emendas dentadas na viga, colagem e prensagem. Foi proposto um modelo numérico para cálculo do momento fletor resistente e da rigidez à flexão (EI) de vigas de MLC sem reforço e reforçadas com PRF. O modelo admite a validade da hipótese de distribuição linear de deformações ao longo da altura da viga, comportamento elásto-frágil-linear da madeira na tração paralela às fibras e bi-linear na compressão paralela às fibras. Este modelo foi implementado a um programa computacional que por meio de um processo interativo determina o valor do momento fletor resistente e da rigidez à flexão. Resultados experimentais obtidos por meio de ensaios em vigas de MLC reforçadas com fibra de vidro indicam a validade do modelo teórico proposto. Também foram realizados ensaios de delaminação para avaliar a eficiência dos adesivos Phenol-resorcinol e Epóxi AR-300 quando submetidos a variação de temperatura, umidade e pressão. Resultados obtidos indicaram a eficiência destes adesivos. / Glulam beam is used in countries of North America and Europe. In Brazil, the technique exists since the 20th Century, but its use is incipient in relation to the possibility of the product. The development of products that use wood with small dimensions is important to eliminate defects in the structural pieces, such as knot and marrow, which reduce the strength and stiffness of the piece. The increase of the strength and stiffness of the glulam beam can be achieved through the classification of the lumber, or by an appropriate disposition of the lumber. Another way to obtain an increase in the strength and stiffness of the glulam beam it is the use of fiber reinforced polymers (FRP). This way, besides improving the mechanical properties of the structural element, increases the reliability in relation to the rupture way. This work establish criteria for production of glulam beams, without and with reinforce of glass fiber, starting from information obtained in the bibliographical revision, approaching aspects related to the straight of the wood (species and quality of the wood, inclination of the fibers in relation to the longitudinal axis of the pieces, marrow presence), dimensions of the sheets, minimum spacing between bitten amendments of a same sheet and positioning of the jagged amendments in the beam. A numeric model for calculation of the straight moment and flexural stiffness (EI) of glulam beams was proposed. The model admits the validity of the hypothesis of lineal distribution of deformations along the height of the beam, elastic-fragile-lineal behavior of the wood in the parallel traction and bi-lineal in the parallel compression of the fibers. This model was implemented in a computer program that uses an interactive process to determine the value of the straight moment and of the flexural stiffness. Experimental results obtained indicate the validity of the theoretical model proposed. A test of delamination was done to evaluate the efficiency of the adhesives Phenol-resorcinol and Epoxy AR-300 when submitted to temperature, humidity and pressure variation. Results indicated the efficiency of these adhesives.

A possibilidade de exploração das imagens oferecida pela tomografia computadorizada cone beam (TCCB) permite investigações mais detalhadas do paciente. Este estudo, empregando alguns destes recursos, se propôs a comparar medidas cefalométricas realizadas sobre telerradiografias convencionais e reconstruções de perfil total e unilaterais obtidas da TCCB. Análises cefalométricas de 30 pacientes foram realizadas por um examinador calibrado sobre as reconstruções da TCCB e as telerradiografias convencionais. A reprodutibilidade dos fatores cefalométricos foi investigada por meio do coeficiente de correlação intraclasse em cada imagem. O método de Bland-Altman foi utilizado para averiguar a performance diagnóstica de cada imagem em relação às medidas de cada fator cefalométrico. O coeficiente de correlação intraclasse evidenciou semelhança de reprodutibilidade entre os exames. Quando os valores dos fatores cefalométricos foram comparados, observou-se forte concordância diagnóstica entre as mensurações realizadas sobre telerradiografias convencionais e imagens reconstruídas por TCCB. Conclui-se que, em pacientes sem assimetrias faciais importantes, a telerradiografia convencional e as reconstruções total e unilaterais a partir da TCCB oferecem desempenho de reprodutibilidade e resultado de análise cefalométrica semelhantes. / The possibility to explore images afforded by the cone beam computer tomography (CBCT) technique allows investigating patients in more detail. The present study uses some of these resources to compare cephalometric measurements obtained from conventional cephalograms and total and half-skull synthesized cone beam computed tomography (CBCT) cephalograms. Cephalometric analyses of 30 clinically symmetric patients; were conducted by a calibrated examiner on conventional and CBCTsynthesized cephalograms. Reproducibility was investigated using the intraclass correlation coefficient. The Bland-Altman analysis was used to assess the agreement of the measurements from each factor obtained by conventional, total, right and left CBCT-synthesized cephalograms. The intraclass correlation coefficient revealed similar levels of reproducibility. When the measurements obtained from conventional and CBCT-synthesized cephalograms were compared, the Bland-Altman analysis showed a strong agreement between them. Half-skull CBCT-synthesized cephalograms offer the same diagnostic performance and equivalent reproducibility in terms of cephalometric analysis as observed in conventional and total CBCT-synthesized cephalograms.

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Este trabalho fornece uma visão geral sobre a aplicação, o dimensionamento e o detalhamento de elementos fletidos de concreto de alto desempenho (CAD), armados ou protendidos, com particular atenção para estes últimos. Procurou-se, sempre que possível, realçar as situações nas quais os atuais procedimentos normalizados permanecem válidos, ou não, para o cálculo das vigas de CAD. Na introdução, apresenta-se a viabilidade econômica da aplicação do concreto de alto desempenho nas vigas. No capítulo referente à retração e à fluência, abordam-se procedimentos válidos para o CAD, os quais apresentam melhor correlação com os resultados experimentais que a obtida através do ACI 209 (1982) ou do CEB-FIP (1990). No que se refere à flexão, apresenta-se um diagrama tensão-deformação retangular, e comparam-se os seus resultados para concretos usuais e de alto desempenho, com os obtidos pelo diagrama parábola-retângulo, em termos de consumo de armadura. No capítulo referente ao cisalhamento, apresentam-se recomendações para a utilização do Método Padrão e do Modelo de Treliças de Diagonais de Inclinação Variável para o cálculo da armadura transversal em vigas de CAD. Para o cálculo dos deslocamentos causados por ações de curta duração, confirma-se a validade da metodologia de Branson para as vigas de CAD. Os deslocamentos adicionais causados por ações de longa duração também são considerados, incluindo-se metodologias para as vigas de concreto armado e para as pré-moldadas protendidas. Exemplos de dimensionamento são feitos para todos os itens apresentados, considerando-se uma viga pré-moldada de 30 m de comprimento, seção \"T\", com pós-tensão e fck = 70 MPa. / This work provides an overview of use and design of the high performance concrete (HPC) flexural members, reinforced or prestressed, with particular attention for the last ones. Cases in which procedures of the modern codes for calculation of HPC beams remain valid were enhanced. In the introduction, the economic viability of high performance concrete beams is presented. In the chapter about shrinkage and creep, valid procedures for HPC are presented. These procedures have better correlation with the actual results than those relative to ACI 209 (1982) or CEB-FIP (1990). A rectangular stress block is presented, and its results for usual and high performance concrete are compared with those from the parabolic-rectangular stress block, in terms of consume of steel. In the chapter about shear, recommendations for use of Standard Method and Variable Angle Truss Model for HPC beams are presented. For the calculation of short term deflections, the validity of Branson\'s Method for high performance concrete beams is confirmed. Sustained load deflections are also considered, and including procedures for reinforced beams and for precast prestressed ones. For all the considered topics, examples are presented for a 30 m span precast post-tensioned beam, \"T\" cross section and fck = 70 MPa.

O crescente aumento do uso de madeira laminada colada (MLC) em peças estruturais exige dos meios acadêmicos a pesquisa e desenvolvimento de teorias e rotinas de cálculo, que proporcionem suporte teórico para projetos estruturais que empreguem tal material. Nesta pesquisa foi desenvolvido em laboratório de modelos estruturais, um programa para o cálculo estrutural de vigas de madeira laminada colada (MLC), por meio do método dos elementos finitos para material ortotrópico e material isotrópico. Foram rompidas, em uma prensa universal, vigas de Madeira Laminada Colada (MLC), em escala natural, com e sem emendas nas lâminas, com a finalidade de comparação dos resultados assim obtidos, com os obtidos em modelos de cálculo existentes para vigas maciças de material isotrópico, como o método de cálculo da NBR 7190/97 e o método de cálculo da Teoria da Elasticidade (Timoshenko). Tais resultados também foram comparados com os resultados obtidos pelo método dos Elementos Finitos para materiais isotrópicos e ortotrópicos, acima citados. Para comparação entre as propriedades da madeira maciça e da madeira laminada colada, foram retirados corpos de prova das partes intactas das vigas sacrificadas, para realização de ensaios de cisalhamento na linha de cola e nas lâminas coladas, bem como corpos de prova para ensaios de flexão nas lâminas maciças das vigas de MLC. Para obtenção da tensão de ruptura a compressão paralela às fibras e do módulo de elasticidade, foram rompidos corpos de prova de 5cm x 5 cm x 15 cm. A comparação e análise dos resultados obtidos pelos procedimentos acima, levou à conclusão de que a madeira laminada colada (MLC), quando fabricada com cola estrutural, comporta-se como madeira maciça. Também foi possível observar que os modelos de cálculo empregando elementos finitos, ortotrópicos ou isotrópicos, reproduzem o comportamento de uma viga de madeira laminada colada. O modelo de cálculo da NBR 7190/97, pode ser empregado, mas apresenta resultados conservadores, a favor da segurança. Assim como o modelo de cálculo da Teoria da Elasticidade não deve ser empregado sem adaptação à madeira, pois apresentou resultados muito discrepantes. Os módulos de elasticidade da madeira maciça obtidos por ensaios de flexão e a partir do ensaio de compressão paralela às fibra, não representa o módulo de elasticidade representativo de uma viga de MLC. Da mesma forma a existência ou não de emendas nas lâminas, não altera os resultados. / The increasing use of glued laminated timber in structural parts requires academic research and development of theories and calculation routines that provide theoretical support for structural designs employing such material. In this research was developed in the laboratory of structural models, a program for calculating structural glued laminated timber beams by the finite element method for orthotropic material and isotropic material. Were disrupted in a press universal beam of glued laminated wood in full scale with and without splices blades, for the purpose of comparison of the results thus obtained with those obtained in calculation models exist for solid beams material isotropic, as the method of calculating the NBR 7190/97 and the calculation method of the theory of elasticity (Timoshenko). These results were also compared with results obtained by the method of finite elements for isotropic and orthotropic materials, mentioned above. To compare the properties of solid wood and glued laminated timber, specimens were removed from intact parts of the broken beams for testing shear line glue and glued the layers, as well as specimens for bending tests blades massive beam. To obtain the tensile strength parallel to the compression of the fibers and elastic modulus were broken specimens with the dimensions 5 cm x 5 cm x 15 cm. The comparison and analysis of the results obtained by the above procedure led to the conclusion that the glued laminated wood when manufactured with structural adhesive, behaves as solid wood. It was also noted that the model calculations using finite elements, both isotropic and orthotropic represent the behavior of a beam of glued laminated wood. The calculation model of the NBR 7190/97, can be employed, but has conservative results, in favor of security. As the calculation model of the theory of elasticity should not be used without adjustment to the wood, because it showed very discrepant results. The modulus of elasticity of solid wood obtained by bending tests from test and compression parallel to the fiber, it is not the representative elastic modulus of a beam of glued laminated wood. Likewise, the presence or absence of amendments in the layers, does not change the results.