O estudo do comportamento reológico de fluidos não Newtonianos tem grande importância em diversas áreas da engenharia. O aumento na demanda destes fluidos por exemplo, no uso doméstico, pessoal e em processos químicos acarreta em dificuldades que vão desde o processo de sua mistura ao seu manuseio. Dentre os fluidos não Newtonianos estão os viscoelásticos, os quais exibem deformação aparente quando os níveis de tensões são inferiores ao limite de escoamento do material e, dentro desta classe, alguns ainda podem apresentam comportamento elástico quando submetidos à baixa taxa de cisalhamento. Juntamente com os efeitos elasto-viscoplásticos, os materiais podem apresentar comportamento tixotrópico, onde devido as tensões sua reestruturação não é instantânea. Na presente Tese, fez-se um estudo numérico a fim de analisar o problema especifico de escoamentos de fluidos elasto-viscoplásticos com comportamento tixotrópico em uma expansão planar abrupta na razão de aspecto 4 : 1. O modelo mecânico aplicado consiste de uma equação viscoelástica para o campo de tensões, uma evolutiva para o parâmetro de estrutura do material, bem como as equações de conservação de massa e momento. O modelo mecânico aplicado mostrou-se capaz de prever o comportamento tixotrópico. A aproximação numérica do modelo aplicado foi feita através do método estabilizado de elementos finitos, especificamente o método Galerkin Mínimos-Quadrados (GLS), o qual foi implementado no código de elementos finitos para fluidos não Newtonianos em desenvolvimento no Laboratório de Mecânica dos Fluidos Aplicada e Computacional (LAMAC) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Os fenômenos reológicos presentes no problema foram analisados a partir da influência da cinemática do escoamento, da elasticidade e da tixotropia, no nível de estruturação do material, na posição e tamanho das regiões não escoadas e na deformação elástica do material. Os resultados mostraram-se satisfatórios, pois condizem com os apresentados na literatura, apontando a boa predição do modelo mecânico aplicado bem como a robustez de sua implementação computacional. / The rheological behavior of non-Newtonian uids study is of great then importance in many areas of engineering. The increase in demand of these uids - for example, domestic use, personal and processes chemical - causes di culties ranging from the process of mixing it to handling. Among the non-Newtonian uids are viscoelastic, which exhibit apparent deformation when stress levels are lower than the yield limit of the material and, within this class, some still have elastic behavior when subjected to low shear rates. Together with the elastic-viscoplastic e ects, materials may exhibit thixotropic behavior, ie, due the restructuring strain is not instantaneous. In this thesis was made a numerical study to simulate the speci c problem of ow of elastic-viscoplastic uids with thixotropic behavior in abrupt planar expansion { common geometry in industrial systems associated with elastic-viscoplastic uids, whose ratio the aspect is 4:1. The mechanical behavior of most of these structured materials, are highly non-Newtonian, with this, there is need to make them more pseudoplastic, causing undesirable behaviors such as thixotropic which is a phenomenon somewhat characterized and modeled in the literature. The mechanical model applied is able to predict thixotropic behavior and is composed of a viscoelastic equation for the stress eld and an evolutionary to the material structure parameter in addition to the mass and momentum conservation equations. This mechanical model is approximated by a stabilized nite element model, called the Galerkin method of least squares (GLS). In order to study the rheological phenomena present in the problem is analyzed the in uence of the ow kinematics, elasticity and thixotropy in the level of structure of the material, in position and size of unyielded regions and the elastic deformation of the material. The results were satisfactory, since the the study of intensity the U the results agree with those reported in the literature pointing to good prediction of the mechanical model applied well as the hardiness of their computational implementation.The results of the elasticity showed quite spectacular behavior of unyielded regions of the material since for high values of relaxation time, the unyielded region of channel larger has the form of " ngers"because of the high exibility of the material along the line of symmetry of the channel. The results of the analysis of the elastic deformation show, that model correctly dosing the elasticity in the unyielded regions. The thixotropic e ects reported a slower structuring of the material with increasing characteristic time, in response to strain change caused by the expansion, results indicate that for high values of relaxation time, higher the distance between the unyielded regions of smaller channel and larger.

A necessidade cada vez maior do uso de produtos poliméricos sintéticos, como para produção de embalagens, partes de eletrodomésticos, eletroeletrônicos, automóveis, etc., tem levado a indústria de polímeros a buscar cada vez mais a diminuição do desperdício e aumento da qualidade dos produtos. Para isso tem-se buscado entender melhor como as propriedades reológicas dos polímeros afetam seu processamento e a qualidade final dos produtos. Com o intuito de se obter resultados mais rápidos e com menor custo recorre-se cada vez mais a estudos de modelagem e simulação de processos de transformação de polímeros. Neste trabalho é apresentada uma nova ferramenta de CFD para simulações de escoamentos envolvendo fluidos viscoelásticos, o viscoelasticFluidFoam solver. A implementação do módulo foi feita no pacote de CFD OpenFOAM devido principalmente às vantagens oferecidas por esse software, como por exemplo, possibilidade de uso de geometrias complexas, malhas não-estruturadas, técnicas multigrid e paralelização do processamento de dados, além de ser um software gratuito e de código aberto. Foi feita a implementação do modelo de Maxwell, UCM, Oldroyd-B, Giesekus, FENE-P, FENE-CR, PTT na forma linear e exponencial, e DCPP, todos na forma multimodo. Dentre as várias metodologias disponíveis para resolver o problema da obtenção de soluções estáveis a altos valores deWeissenberg foi escolhida a DEVSS devido a sua estabilidade e aplicação a modelos complexos. Para se fazer a validação do solver desenvolvido foi feito a comparação com resultados numéricos e experimentais obtidos da literatura. É mostrada uma comparação entre vários modelos para obtenção da velocidade e diferença de tensões normais para um escoamento em uma contração plana abrupta 4:1. Os resultados obtidos foram satisfatórios sendo possível dar credibilidade ao solver implementado e garantir a disponibilidade de uma boa ferramenta para estudo de fluidos viscoelásticos para ser usada tanto no meio acadêmico como no setor industrial. / Synthetic polymer products are of great importance in several industrial sectors, such as for production of packaging, parts of appliances, electronics, and cars. Due to the increasing demand for this kind of material, reduction of waste and increase of quality has become a key issue in polymer industry. In this sense modeling and simulation of processing operations appears as a fundamental tool, leading to better understanding of how the rheological properties of polymers affect their processability and final product quality, and reducing time and costs related to the development of processes and products. This work presents a new Computational Fluid Dynamics (CFD) tool for the simulation of viscoelastic fluid flows, called viscoelasticFluidFoam solver, which consists of a viscoelastic fluid module to be used OpenFOAM CFD package. The advantages of using OpenFOAM as development platform include its characteristics with relation to flexibility to deal with complex geometries, unstructured and non orthogonal meshes, moving meshes, large variety of interpolation schemes and solvers for the linear discretized system, and the possibility of data processing parallelization. Linear Maxwell, Oldroyd-B, Giesekus, Phan-Thien-Tanner (PTT), the Finitely Extensible Nonlinear Elastic (FENE-P and FENE-CR), and DCPP constitutive equations have been implemented, in single and the multimode form. Among the various available methodologies to solve the problem of obtaining stable solutions to high Weissenberg values, the DEVSS was chosen due to its stability and application to complex models. The viscoelasticFluidFoam solver was tested by comparing its predictions with experimental and numerical data from literature for the analysis of a planar 4:1 contraction flow. These tests have shown the great potential of this solver for application both in academia and in industry.

As vigas mistas de aço e concreto têm sido muito empregadas em obras civis de pequeno e grande porte. O emprego em conjunto de vigas de aço e lajes de concreto armado visa explorar as melhores características de cada um dos elementos, gerando uma solução estrutural econômica e eficiente. Os conectores de cisalhamento, que são os dispositivos de união desses elementos, permitem a transferência do esforço cortante ao longo da estrutura. O presente trabalho trata-se de uma continuação do estudo realizado por Tamayo (2011), o qual desenvolveu um código computacional em linguagem Fortran 90, utilizando o método dos elementos finitos, que é capaz de representar estruturas de vigas mistas em análises de curta duração. A teoria da plasticidade associada com um algoritmo de retorno explícito para o concreto e aço foi empregada em um procedimento incremental iterativo. O presente trabalho visa incluir a análise de serviço no código elasto-plástico, ou seja, a consideração dos efeitos de longa duração que interferem na distribuição de tensões e deformações da estrutura. A teoria da solidificação proposta por Bazant e Prasannan (1988) foi empregada para analisar os efeitos devido à fluência do concreto. Para o cálculo da fluência empregou-se um modelo reológico baseado na cadeia de Kelvin em série. Usando conceitos da série de Dirichlet, os parâmetros desta cadeia foram obtidos através de uma aproximação por mínimos quadrados. Em conjunto com a teoria da solidificação, os modelos de fluência e retração, propostos pelo Comité Euro-International du Béton (1990), foram utilizados. O amolecimento do concreto foi adicionado ao modelo computacional. Para os conectores de cisalhamento foi testada uma nova formulação empregando uma rigidez secante. As tarefas de pré e pós processamento foram realizadas através do software GiD que auxiliou nas etapas de geração da geometria e malha de elementos finitos, confecção de arquivo de entrada, e visualização dos resultados. Exemplos testados experimentalmente foram empregados para validação do modelo numérico proposto. / Steel-concrete composite beams have been widely applied to both small and large civil works. The combined use of steel beams and reinforced concrete slabs aims to explore the best features of each one, creating an efficient structural solution with low cost. The shear connectors are the device joining the steel beam and concrete slab, allowing the transfer of shear along the structure. This work follows the research of Tamayo (2011) who developed a program in Fortran 90 language, using the finite element method, capable of representing composite beam structures in short time analyzes. The associated theory of plasticity with an explicit return algorithm for concrete and steel was used in an incremental iterative procedure. This study aims to include the service analysis into the code, which means to account for long-term effects that influence the stress and strain distribution in the structure. The solidification theory proposed by Bazant and Prasannan (1988) was used to examine the creep effects of concrete. For the creep calculation, a rheological model based on the Kelvin chain in series was employed. Using concepts of Dirichlet series, the chain parameters were obtained through a least squares approximation. Together with the solidification theory, the creep and shrinkage models proposed by the Comité Euro-International du Béton (1990) were used. The concrete softening was added to the computational model. A new formulation using secant stiffness was tested for the shear connectors modeling. The pre and post processing tasks were performed using the GiD software, which was used for geometry and finite element mesh generation, input file writing, and results viewing. Specimens tested experimentally were used for the validation of the proposed numerical model.

Dissertação(mestrado)-Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, 2008. / Submitted by Lilian M. Silva (lilianmadeirasilva@hotmail.com) on 2013-04-24T21:57:46Z No. of bitstreams: 1 Simulação numérica do comportamento de cabos viscoelasticos.pdf: 4203728 bytes, checksum: 7ceef8d6df53ec7479e4f8c76d03d32c (MD5) / Approved for entry into archive by Gabriela Silva da Rosa(gabrielasilvadarosa@gmail.com) on 2013-07-01T21:40:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Simulação numérica do comportamento de cabos viscoelasticos.pdf: 4203728 bytes, checksum: 7ceef8d6df53ec7479e4f8c76d03d32c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-01T21:40:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simulação numérica do comportamento de cabos viscoelasticos.pdf: 4203728 bytes, checksum: 7ceef8d6df53ec7479e4f8c76d03d32c (MD5) Previous issue date: 2008 / Atualmente, há muito interesse em estudar e criar novos materiais sintéticos que apresentem alta resistência à ruptura. Um exemplo disto é o avanço na construção de linhas de ancoragem para plataformas em operações offshore, que são preferencialmente constituídas, além de outros componentes, por cabos de fibra sintética, como a de poliéster. O objetivo principal deste trabalho foi efetuar a simulação numérica do comportamento de cabos viscoelásticos submetidos a esforços externos até que ocorra a ruptura. Este trabalho é importante para compreender melhor o comportamento de cabos sintéticos utilizados na ancoragem de plataformas, ajudando assim, a estimar de forma mais adequada a durabilidade dos mesmos. No programa construído, considerou-se que o comportamento do cabo é uma sobreposição dos movimentos dos multifilamentos que o constitui. Um modelo viscoelástico foi usado para representar o comportamento de cada multifio e sua dinâmica foi analisada resolvendo numericamente as equações de movimento. Os parâmetros do modelo foram determinados mediante análise de dados obtidos em ensaios dinâmicos e de tração com multifios de poliéster, realizados no Laboratório de Análises de Tensões - POLICAB. Os resultados numéricos foram comparados aos encontrados na literatura e posteriormente aos resultados experimentais, que permitiram também validar o modelo para a simulação do comportamento de um multifilamento de poliéster até a ocorrência de ruptura. / Currently, there has been much interest in studying and creating new synthetic materials with high breaking strength. The advances in construction of anchorage lines designed for operating offshore platforms are, beyond other components, for synthetic fiber ropes, as of polyester. The main goal of this study was to elaborate the numerical simulation of the behavior of viscoelastics ropes submitted the external efforts until the rupture occurs. This study is important to better understand the behavior of synthetic ropes used in platforms anchorage helping, to estimate more adequate form and durabilities of them. In the elaborated program, it was considered that the behavior of the rope is an overlap of the movements of the multi-wires that constitutes it. A viscoelastic model was used to represent the behavior of each multi-wire and its dynamics was analyzed using the numerical solutions of the motion equations. The parameters of the model had been determined by the analysis of data gotten in dynamic assays and tractive with multi-wires of polyester, carried through in the Laboratory of Analyses of Tensions - POLICAB. The results have been compared with ones in the literature and later with the experimental results, that had also validate the model for the simulation of the behavior of a multi-wire of polyester until the imminence rupture.

Orientador: Antônio Carlos de Oliveira Ferraz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-18T04:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bastos_AdrianoChaves_M.pdf: 2735079 bytes, checksum: cf97e6f8975f1d257161804823965394 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Atualmente o Brasil ocupa o terceiro lugar no ranking mundial na produção e extração do óleo de mamona (Ricinus communis L), correspondendo a 13,2%, depois da Índia e da China, primeiro e segundo maiores produtores, respectivamente. Os frutos de mamona, depois de colhidos, são secos e debulhados obtendo os grãos, os quais são armazenados para posteriormente serem encaminhados à extração do óleo. O processo de extração do óleo é realizado pela prensagem dos grãos íntegros: tegumento e endosperma. Este tegumento é pigmentado e abrasivo, desgastando precocemente os equipamentos e demandando processos adicionais de clarificação do óleo. A decorticação dos grãos para a retirada do tegumento, anterior à prensagem, poderia gerar uma economia no processo de extração. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da temperatura de secagem nas propriedades físico-mecânicas dos grãos de mamona da cultivar 'AL Guarany 2002', após os frutos serem secos e debulhados. Para tal determinação foram efetuados ensaios de compressão entre pratos planos, rígidos e paralelos nos grãos após os tratamentos de secagem, para as direções do comprimento e largura, obtendo-se a força máxima na ruptura do tegumento, energia na ruptura, deformação específica e rigidez. As temperaturas de secagem utilizadas foram de 40, 60, 80 e 100°C. Posteriormente, foram efetuadas avaliações do grau de ruptura do tegumento após os grãos serem submetidos à alta taxa de deformação utilizando-se equipamento projetado e construído para tal finalidade, denominado DIRADEL. Verificou-se nos ensaios de compressão que a secagem dos frutos de mamona a diferentes temperaturas influencia nas propriedades mecânicas dos grãos de mamona. Com o aumento da temperatura de secagem a força e a energia na ruptura do tegumento para a direção do comprimento reduziram-se e, inversamente, estes valores elevaram-se para a direção da largura. Os valores para a direção do comprimento oscilaram entre 55,52 a 63,11 N para a força máxima na ruptura do tegumento, 0,0169 a 0,0202 J para a energia, 4,03 a 4,48% para a deformação específica e 93,29 a 100,62 N.mm-1 para a rigidez. Para a direção da largura os valores oscilaram entre 58,46 a 70,02 N para a força máxima na ruptura do tegumento, 0,0281 a 0,0365 J para a energia, 9,10 a 11,10% para a deformação específica e 62,11 a 70,50 N.mm-1 para a rigidez. Nos ensaios a alta taxa de deformação, a deformação especifica de 14% apresentou a maior porcentagem de grãos com ruptura total do tegumento e liberação do endosperma inteiro, independente da direção e do tratamento de secagem, sendo esta a deformação específica limite. A direção da largura demonstrou porcentagem de grãos com ruptura total do tegumento e endosperma inteiro inferior à posição do comprimento, independente do tratamento de secagem. O desempenho da decorticação dos grãos de mamona pode ser afetado com grãos secos a temperaturas acima de 60°C, pois a retirada excessiva de água do endosperma prejudica sua resistência deixando-o mais frágil. Secagens com temperaturas mais elevadas devem ocorrer com maior cautela se o intuito for a decorticação dos grãos / Abstract: Brazil currently occupies the third position in the world?s ranking production and extraction of castor oil (Ricinus communis L), corresponding to 13.2%, after India and China which are the first and second biggest producers, respectively. The fruits of castor bean, once harvested, are dried and threshed, and when the grains are obtained, they are stored for later transport to oil extraction. This process is done by pressing the intact grain, seed coat and endosperm. The seed coat is pigmented and abrasive, wearing the equipment earlier and requiring additional processes to clarify the oil, afterwards. The decortication of the grain for seed coat removal, prior to pressing, could generate savings in the extraction process. The aim of this study was to assess the effect of drying temperature on physico-mechanical properties of castor beans, cultivar 'AL Guarany 2002', after the fruits were dried and threshed. For such determination, compression tests were made between flat, rigid and parallel plates on the grains, after the drying treatments, to the directions of length and width, obtaining the maximum force at rupture of the seed coat, energy at break, specific deformation and stiffness. The drying temperatures used were 40, 60, 80 and 100 °C. The grains were evaluated based on the degree of disruption of the tegument after the beans are exposed to high strain rate using equipment designed and built for this purpose, called DIRADEL. It was found in compression test that castor fruits dried at different temperatures was influenced by the mechanical properties of castor beans. With the increase of drying temperature, the strength and energy to break the seed coat along the length is reduced and, conversely, these values rose to the width direction. Values for the direction of the length ranged from 55,52 to 63,11 N for the maximum force at rupture of the seed coat, from 0,0169 to 0,0202 J for energy, 4,03 to 4,48% for the specific deformation and from 93,29 to 100,62 N.mm-1 for stiffness. For the width direction, values ranged from 58,46 to 70,02 N for the maximum force at rupture of the seed coat, from 0,0281 to 0,0365 J for energy, 9,10 to 11,10% for the specific deformation, 62,11 to 70,50 N.mm-1 for stiffness. In the experiments at high strain rate, specific deformation of 14%, had the highest percentage of grains with total rupture of the seed coat and endosperm full release, regardless of direction and drying treatment, which is the specific deformation limit. The width direction showed the percentage of grains with total rupture of the seed coat and endosperm lower whole length of the position, regardless of the drying treatment. The performance of the decortication of castor beans can be affected by dry grains at temperatures above 60°C, because the excessive withdrawal of water from the endosperm, affecting their resistance and making it more fragile. Drying at higher temperatures should be done with greater caution when decorticating the grains / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T05:31:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ogrodowski_ChristianeSaraiva_D.pdf: 2070554 bytes, checksum: 434797b23387d845e6ccd6232e5a2e99 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho estudou-se a produção de ácido hialurônico (AH) por via microbiana, correlacionando-se as variáveis do processo com a produtividade e propriedades do produto. Foram utilizas cepas de Streptococcus em fermentações descontínuas, e buscou-se obter o AH de massa molar elevada, da ordem de milhões de Da, com alta viscosidade e viscoelasticidade. Essas propriedades são requeridas para as aplicações médicas do AH no tratamento de doenças degenerativas e inflamatórias das articulações dos ossos, na reposição do fluido sinovial e como veículo de liberação de fármacos em implantes cirúrgicos. Foram avaliadas três cepas de mutantes de Streptococcus (S. equi, ATCC 39506 e 6580, e S. zooepidemicus ATCC 39920), crescidas em meio de cultura composto de glicose, extrato de leveduras e sais. A maior produção do AH com alta viscosidade e viscoelasticidade foi obtida com a cepa ATCC 39920. O planejamento fatorial completo de experimentos 22, foi utilizado para otimização do meio de cultura e indicou a maior produtividade para a razão mássica 1:1 entre as fontes de carbono (glicose) e nitrogênio (extrato de leveduras). O suprimento de oxigênio ao meio de cultura foi o principal fator para a produção do AH com as propriedades desejadas. A melhor produção foi 3,75 g/L, obtida a 2,0 vvm e agitação 150 rpm em 2,5 L de meio. O AH produzido apresentou viscosidade 913 cP, módulo elástico 73,1 Pa e massa molar 3,2 x 106 Da. O corte na alimentação de oxigênio causou despolimerização reduzindo a viscosidade e viscoelasticidade do AH. A determinação do coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio permitiu caracterizar o suprimento adequado de oxigênio ao longo da fermentação. Os resultados obtidos demonstram a potencialidade da produção do AH por fermentação submersa e contribuem para o entendimento dos mecanismos envolvidos na sua formação e polimerização / Abstract: This work studied the production of hyaluronic acid (HA) by microbial route correlating variables of the process with productivity and physico-chemical properties of the product. Strains of Streptococcus were used in batch fermentations, aiming to obtain HA with high molecular weight, in the range o millions, high viscosity and viscoelasticity. Those properties are requested for medical applications of HA in the treatment of degenerative and inflammatory diseases of joints, as well as in the replacement of the sinovial fluid and as vehicle for drug delivery in surgical implants. Initially, the performance of three strains of mutants of Streptococcus (S. equi, ATCC 39506 and 6580, and S. zooepidemicus ATCC 39920), grown in medium of culture composed of glucose, yeast extract and salts were evaluated. The largest production of HA with viscous properties and viscoelasticity was obtained with the strain ATCC 39920. Secondly, a complete factorial planning of experiments 22 using the selected strain was performed aiming optimization the culture medium. The largest productivity was obtained for 1:1 (w/w) ratio between the sources of carbon (glucose) and nitrogen (yeast extract). The supplying of oxygen to the culture medium was the limiting factor to the production of AH with the required properties. The best production obtained was 3.75 g/L, using 2.0 vvm and 150 rpm agitation in 2.5 L medium. The AH produced had viscosity 913 cP, elastic module 73.1 Pa and molecular weight 3.2 x 106 Da. The interruption in the feeding of oxygen reduced the viscosity and viscoelasticity of HA, due to depolymerization. The determination of the volumetric coefficient for oxygen transfer allowed to detect changes in medium along fermentation. The obtained results demonstrate the potentiality of the production of HA by submerged fermentation and also contribute to the understanding of the mechanisms involved in HA formation and polymerization / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Inacio Maria Dal Fabbro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-23T12:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Laurenti_Renato_M.pdf: 21307977 bytes, checksum: d12b137b433e5a7e20268741be485ddf (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O estudo e desenvolvimento de ensaios mecanicos em materiais biologicos deparam com dificuldades peculiares, tais como, o envolvimento do parâmetro tempo nas relações tensão e deformação, a dificuldade em se obter corpos de prova que sejam representativos aos materiais, a composição trifasica (sólido, liquido, gás) desses. As relações tensão-deformação tem sido aproximadas por modelos lineares, notadamente pelo modelo de Hooke. Soma-se a isso a dificuldade de se obter especimes ou corpos de prova com geometrias regulares, dada a natureza dos orgãos vegetais. No presente trabalho corpos de prova de borracha natural foram submetidas a compressão, com o intuito de se prever todas as formas geométricas possíveis de serem obtidas para corpos de prova vegetais. Desta forma, ensaios de compressão a diferentes taxas de deformação e a diferentes taxas de carga foram programados para várias funções de carregamento e deformação com relação ao tempo. São apresentados diferentes metodologias de ensaios, e diferentes geometrias (esferas, cubos, cilindros), com diferentes dimensãoes e durezas. O módulo de elasticidade E foi aconstante calculada através dos dados obtidos experimentalmente, para se comparar as diferentes geometrias, dimensões, e dureza dos espécimes. O trabalho conclui que o fator geometria dos espécimes influencia os valores do módulo de elasticidade / Abstract: In studying mechanical behaviour of vegetative tissues, some difficulties related to the geometry of the samples might interfere on the results. A very elementary procedure is to prepare samples of definite geometries to determine the elastic constants. However, in some cases it is not possible to extract samples from a plant organ and that organ should be submitted to mechanical test and its own geometry taken into account. So, very often the material geometry of the plant organ should be approximated by symmetric geometries like cubes, spheres, cylindres, etc. The present work also considers extracted samples which are shaped to artificial geometries. Mechanical tests included force rate or deformation rate applied on cubic, cylindrical and spherical samples made of natural ruber of three different hardness and of tem different sizes. A special set of tests were carried out on cylindrical samples by submitting them to a diametrical load. In all the cases different deformation and force rates were tested. The work concludes that the factor geometry does influence the obtained modulus the elasticity / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T07:13:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adolph_Marco_D.pdf: 9999341 bytes, checksum: 0336316213626e1dcf851637c49e82be (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma formulação para obtenção de Funções de Green e estados auxiliares para os problemas viscoelastodinâmicos tridimensionais. Os problemas são descritos com auxílio de equações diferenciais, as quais foram solucionadas utilizando as transformadas de Radon e Fourier, bem como condições de contorno específicas. A transformada inversa é realizada numericamente. Essa formulação resulta em soluções com apenas uma integral imprópria e uma limitada, porém, quando se adota transformada de Fourier, são obtidas duas integrais ilimitadas. Para os problemas isotrópicos, essa formulação permite o desacoplamento do problema tridimensional em dois problemas auxiliares bidimensionais. As respostas de tensão e deslocamento foram deduzidas para os problemas de semi-espaço com cargas concentrada e distribuída, bem como de espaços completos submetidos a carregamento distribuído. A implementação numérica foi validada com auxílio das soluções estáticas de Cerruti, Boussinesq e Kelvin, bem como com implementações numéricas dinâmicas baseadas na transformada dupla de Fourier. Foram obtidos bons resultados. É apresentada a formulação para semi-espaços anisotrópicos / Abstract: The purpose of this study was to develop a formulation to obtain Green's functions and auxiliary states in order to solve three-dimensional viscoelastodynamic problems. The problems are described with the aid of differential equations, which were solved by using the Radon and Fourier transforms, as well as specific boundary conditions. The inverse transform was numerically accomplished. This formulation resulted in solutions with a single (one) improper integral and a finite one, however, in case of using the Fourier transform, two infinite integrals are obtained. As for the isotropic-related problems, this formulation allows to break up the threedimensional problem into two auxiliary two-dimensional problems. The stress and displacement solutions were obtained for problems related to half-space under concentrated and distributed loads, as well as to whole-spaces under a distributed load. The numerical implementation was validated by using the Cerruti, Boussinesq and Kelvin¿s static solutions, and numerical dynamic responses based on the double Fourier transform. Thus, effective results were obtained. In addition, it was included the formulation for anisotropy half-spaces / Doutorado / Mecanica dos Solidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T22:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Labaki_Josue_M.pdf: 3947759 bytes, checksum: c5da0923c5de9a3144d7bb1d71187a9e (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Estados auxiliares são soluções analíticas ou numéricas para operadores matemáticos, sujeitas às condições de contorno de um determinado problema da física matemática. Embora a solução de tais estados tenha aplicação prática limitada a problemas elementares, pode ser utilizada para resolver problemas reais de engenharia através de formulações como o Método dos Elementos de Contorno (MEC). Neste trabalho, usa-se a linguagem Fortran para implementar uma formulação indireta do MEC, utilizando um estado auxiliar viscoelastodinâmico não-singular, com o objetivo de analisar problemas de domínios limitados ou ilimitados, sujeitos a carregamentos estacionários, discretizados somente no contorno por elementos retangulares, constantes e descontínuos. Valida-se minuciosamente uma implementação para este estado auxiliar, e para isso desenvolve-se um estudo sobre quais são, como utilizar e quais as limitações das fontes de validação disponíveis para este tipo de problema. Ao fim, compara se alguns resultados obtidos com o programa em Fortran frente às respostas clássicas da bibliografia para problemas dinâmicos de barra, viga e domínios ilimitados. / Abstract: Auxiliary states are numerical or analytical solutions for mathematical operators, subjected to the boundary conditions of a given problem. Although the solution of these states has its utility limited to elementary problems, it can be used to solve a more real sort of engineering problems through formulations such as the Boundary Element Method (BEM). This work describes an implementation of BEM's Indirect formulation, based on a non-singular, viscoelastodynamic auxiliary state, aiming the analysis of both limited- and unlimited-domain problems, subjected to stationary loadings. The problem is modeled by means of constant, discontinuous, rectangular boundary elements. The present implementation for the viscoelastodynamic auxiliary state is carefully validated. For this purpose, this work also describes a study on validation sources for this kind of states, including their uses and limitations. The final program, written in the Fortran programming language, is used to analyze classic elementary engineering problems, such as bars and beams, and also the case of unlimited domains. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

A ocorrência de elevados índices de perdas por vazamentos em sistemas de abastecimento de água é frequentemente ligada às inúmeras quebras de tubulações originadas em decorrência de elevados níveis de pressão atuantes. O controle efetivo de tais perdas requer a detecção e localização dos vazamentos para uma rápida reparação do sistema. Neste sentido, a consideração de análises hidráulicas no escoamento transitório tem se revelado especialmente útil aos propósitos de calibração e detecção de vazamentos. Tal análise pode revelar substancial quantidade de informações sobre as propriedades físicas e o nível de integridade do sistema, pois as ondas de pressão resultantes são afetadas pelos diversos dispositivos e fenômenos, incluindo os vazamentos. Assim, o presente trabalho visa o estudo dos transitórios hidráulicos para a calibração e detecção de vazamentos em modelos de sistemas de distribuição de água. Para tanto, são utilizados dados de redes hipotéticas e de laboratório, e modelos inversos resolvidos por métodos de busca global e local. Devido o emprego de tubos plásticos no circuito de laboratório, o clássico modelo da coluna elástica demonstrou-se ineficiente na reprodução do comportamento hidráulico de tal sistema. Resultados satisfatórios foram obtidos somente com um modelo hidráulico que considere o comportamento viscoelástico dos materiais dos tubos do circuito experimental. / The occurrence of large leakage losses in water supply systems has been frequently linked with pipe breaks resulting from high pressures levels in pipes. Efficient location of leakages is required in order to effectively control water losses and quickly repair the system. Analysis of hydraulic transients has been particularly useful for calibration and leak detection purposes. System observation for such analysis can reveal a substantial amount of information concerning physical properties and the integrity of the system, since water hammer waves are affected by different features and phenomena, including leaks. Thus, this research focuses on hydraulic transients for leak detection and calibration of water distribution system models. These objectives are achieved using data obtained from experiments performed on an experimental facility and numerical experiments on hypothetical networks. Inverse methods were based on both global and local search methods. Classic water hammer theory proved to be imprecise in describing the observed behavior of the hydraulic system composed of plastic pipes. Satisfactorily results were obtained with a hydraulic transient solver considering viscoelastic behavior of the pipe material.