Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2003

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000422849-Texto+Completo-0.pdf: 6410464 bytes, checksum: ccd93368032fc92429c59317d9dbf9fe (MD5) Previous issue date: 2010 / This study proposes structural characterization, by means of mechanical tests, of the in service eucalyptus poles used in the electric network. The static bending tests were performed in a field test area constructed according to NBR 6231 (ABNT, 1980) and American ASTM D 1036 (1990) while the parallel fiber compression tests where made according to NBR 7190 (ABNT1997). The mechanical properties, density and moisture along the length of three new poles of different species were also evaluated, taking in account the amount of heartwood and sapwood present in the specimens. Correlations between the compression and bending tests were obtained taking into account different density ranges. The results indicated that the amounts of heartwood and sapwood in the specimens affect the mechanical properties especially if specimen is composed of only one of these components. It was possible to find the species which are more suitable to poles manufacture. In addition, compression tests performed either in service or new poles, bent or not, are similar for the specimens in the same density range. The established correlations are useful to obtain an estimation of the mechanical properties of the poles with the advantage of to be a not completely destructive test as bending test. / Este estudo propõe a caracterização estrutural, por meio de ensaios mecânicos, de postes de eucalipto em serviço usados na rede elétrica. Os testes de flexão estática foram realizados em uma área de teste em campo construída de acordo com a NBR 6231 (ABNT, 1980) e ASTM D 1036-americanos (1990), enquanto os testes de compressão paralela as fibras foram feitos de acordo com a NBR 7190 (ABNT1997). As propriedades mecânicas, densidade e umidade ao longo de três postes novos, de diferentes espécies de eucalipto, também foram avaliadas, levando em conta a quantidade de cerne e alburno presentes nas amostras. Correlações entre os ensaios de compressão e flexão foram obtidos considerando-se a as diferentes faixas de densidade da madeira. Os resultados indicaram que a quantidade de cerne e alburno nas amostras afeta as propriedades mecânicas, especialmente se o corpo de prova for composto de apenas um desses componentes. Foi possível encontrar, dentre as espécies, a mais adequada para a fabricação poste. Além disso, ensaios de compressão realizados tanto em postes em serviço como novos, flexionados ou não, indicaram propriedades mecânicas semelhantes quando classificados na mesma faixa de densidades. As correlações estabelecidas são úteis para obter uma estimativa das propriedades mecânicas dos postes com a vantagem de ser um teste semi destrutivo, ao contrário dos testes de flexão.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:55:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000447106-Texto+Completo-0.pdf: 3203948 bytes, checksum: ee13ebac3cdb25bab02611e4cd2d6c1e (MD5) Previous issue date: 2013 / The objective of the present work is to develop a study of abrasive wear a specific component of a grain harvester, the bars of unit threshing the combines. For this study it was designed and built a test bench that simulates two types of materials, an ABNT/SAE 1045 steel and an ABNT/SAE 1518 steel underwent a forced to wear an abrasive that simulates the size and condition of a grain at a accelerated rate. This bench is in turn composed of parts used in systems threshing on harvesters in order to bring the test closer to the real. The general condition of the abrasive was compared with the literature in order to obtain better data with respect to wear on the condition. After the wear test was designed to better characterize this wear, where it is noted that medium carbon steel (SAE 1045) had a good initial performance with respect to wear, however the material with manganese (SAE 1518) showed a better resistance at the end of the tests when compared to SAE 1045. Finally, the tests was conducted to validate the bench, and characterization of abrasive wear in relation to which it was possible to sense the increased wear of the samples was performed when adding the SiO2 abrasive to simulate rice hull. / O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um estudo de desgaste abrasivo de um componente específico de uma colheitadeira de grãos, no caso as barras da unidade de trilha da colhedora. Para este estudo foi projetada e construída uma bancada de testes para utilização de dois tipos de materiais, um aço ABNT/SAE 1045 e um aço ABNT/SAE 1518, submetidos ao desgaste forçado de abrasivos que simulem o tamanho e condição mais próxima de um grão em ritmo acelerado. Esta bancada por sua vez foi constituída de peças utilizadas em sistemas de trilha de colheitadeiras, a fim de tornar o teste o mais próximo do real. A condição geral do abrasivo foi comparada com a literatura, a fim de se obter melhores dados em relação ao desgaste nessa condição. A análise de dados posterior teve a finalidade de caracterizar melhor este desgaste, onde foi possível perceber que o aço de médio carbono (SAE 1045) teve um desempenho inicial bom em relação ao desgaste, no entanto a liga com manganês (SAE 1518) apresentou uma resistência ao final dos ensaios melhor quando comparada ao SAE 1045. Por fim nos testes executados, foi realizada a validação da bancada, e a caracterização do desgaste em relação aos abrasivos onde foi possível perceber o aumento do desgaste das amostras quando se realizava a adição de SiO2 no abrasivo para simular a casca do arroz.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação da Professora Doutora Maria de Lurdes Lopes

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Joints represent a discontinuity in the homogeneity of the material that results in localized tensions which often starts failure becoming inevitable introduced in piping systems. The extensive use of composite materials in piping systems is still limited and this is due to the need to study new types of joints for composite pipes connections, and the study of fibers used and their arrangement, the resin to be used, and mechanical behavior of materials and joints to failure. The work aims to prepare, characterize and evaluate the performance of the hybrid composites based on epoxy resin / fiber using coir dust as filler for application in production of joints by filament winding. Specimens were produced from two polymer systems based on epoxy (DGEBA) with different cure cycles containing different percentages of filler. Then, unidirectional hybrid composites were produced: resin/filler/glass "E" fiber and resin/filler/carbon fiber. The characterization of materials and the effect of the addition of filler were carried out using tensile tests, thermal analysis (differential scanning calorimetry, thermogravimetry and dynamic mechanical analysis), Fourier transform infrared, optical microscopy and scanning electron microscopy. Finally, composite joints were produced using the technique of filament winding, and their performance in connection composite tubes tested under hydrostatic pressure. The presence of filler at epoxy resins modifies the viscoelastic and mechanical properties, and failure modes, but does not affect the degradation profile and the cycle of cure. The hybrid composite of carbon fiber and epoxy resin cured at room temperature showed improvement in tensile properties, about 37.5%, for the addition of 10% filler, which is not observed for the other composites. The joints produced with glass E fibers and epoxy resin had a performance 13% lower, on average, than the standard tube, and the typical failure mode was leakage varying the failure s location. / As junções representam uma descontinuidade na homogeneidade do material que resulta em tensões localizadas, onde frequentemente se inicia a falha, tornando-se inevitável sua introdução em sistemas de tubulação. O uso extensivo de materiais compósitos em sistemas de tubulação ainda é limitado. E isso se deve à necessidade do estudo de materiais considerando as fibras utilizadas e seus arranjos, da resina a ser empregada, do comportamento mecânico dos materiais empregados e das técnicas de processamento, além do desenvolvimento de juntas para conexões das tubulações de compósito e o comportamento da junção até a falha. Este trabalho visa preparar, caracterizar e avaliar o desempenho de compósitos híbridos à base de resina epóxi/fibra utilizando como carga pó de coco e avaliar a viabilidade de produção de juntas por enrolamento filamentar. Foram produzidos corpos de prova poliméricos a partir de dois sistemas à base de epóxi (DGEBA) com diferentes ciclos de cura contendo diferentes porcentagens de carga. Em seguida, foram produzidos compósitos híbridos unidirecionais resina/carga/fibra de vidro E e resina/carga/fibra de carbono. A caracterização dos materiais e o efeito da adição da carga foram realizados através de ensaios mecânicos de tração, análises térmicas (calorimetria diferencial de varredura, termogravimetria e análise dinâmico-mecânica), infravermelho com transformada de Fourrier, microscopia óptica e eletrônica de varredura. Por fim, foram realizados ensaios hidrostáticos de pressão interna das juntas em conexão de tubos compósitos. A presença da carga nos sistemas epóxi modifica as propriedades mecânicas e viscoelásticas e os modos de falha, porém não afeta o perfil de degradação nem o ciclo de cura das resinas. O compósito híbrido com fibra de carbono e resina de cura ambiente apresentou melhora nas propriedades de tração, em torno de 37,5%, devido à adição de 10% de carga, o que não foi verificado para os demais compósitos. As juntas produzidas com fibra de vidro do E e resina epóxi apresentaram desempenho 13% menor, em média, que o tubo padrão, e o modo de falha típico foi o vazamento, variando-se o local da falha.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-06-21T11:44:49Z No. of bitstreams: 1 aldemonlagebonifacio.pdf: 14222882 bytes, checksum: a77833e828dc4a72cf27e6608d6e0c5d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T19:04:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 aldemonlagebonifacio.pdf: 14222882 bytes, checksum: a77833e828dc4a72cf27e6608d6e0c5d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T19:04:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 aldemonlagebonifacio.pdf: 14222882 bytes, checksum: a77833e828dc4a72cf27e6608d6e0c5d (MD5) Previous issue date: 2017-03-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O concreto feito com agregados leves, ou concreto leve estrutural, é considerado um material de construção versátil, bastante usado em todo o mundo, em diversas áreas da construção civil, tais como, edificações pré-fabricadas, plataformas marítimas, pontes, entre outros. Porém, a modelagem das propriedades mecânicas deste tipo de concreto, tais como o módulo de elasticidade e a resistência a compressão, é complexa devido, principalmente, à heterogeneidade intrínseca aos componentes do material. Um modelo de predição das propriedades mecânicas do concreto de agregado leve pode ajudar a diminuir o tempo e o custo de projetos ao prover dados essenciais para os cálculos estruturais. Para esse fim, este trabalho visa desenvolver uma estratégia computacional para a avaliação de propriedades mecânicas do concreto de agregado leve, por meio da combinação da modelagem computacional do concreto via MEF (Método de Elementos Finitos), do método de inteligência computacional via SVR (Máquina de vetores suporte com regressão, do inglês Support Vector Regression) e via RNA (Redes Neurais Artificiais). Além disso, com base na abordagem de workflow científico e many-task computing, uma ferramenta computacional foi desenvolvida com o propósito de facilitar e automatizar a execução dos experimentos científicos numéricos de predição das propriedades mecânicas. / Concrete made from lightweight aggregates, or lightweight structural concrete, is considered a versatile construction material, widely used throughout the world, in many areas of civil construction, such as prefabricated buildings, offshore platforms, bridges, among others. However, the modeling of the mechanical properties of this type of concrete, such as the modulus of elasticity and the compressive strength, is complex due mainly to the intrinsic heterogeneity of the components of the material. A predictive model of the mechanical properties of lightweight aggregate concrete can help reduce project time and cost by providing essential data for structural calculations. To this end, this work aims to develop a computational strategy for the evaluation of mechanical properties of lightweight concrete by combining the concrete computational modeling via Finite Element Method, the computational intelligence method via Support Vector Regression, and via Artificial Neural Networks. In addition, based on the approachs scientific workflow and many-task computing, a computational tool will be developed with the purpose of facilitating and automating the execution of the numerical scientific experiments of prediction of the mechanical properties.