Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Odontologia, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338273.pdf: 1080261 bytes, checksum: acf293b5b565486ac04c1be84e427afb (MD5) Previous issue date: 2015 / Objetivos: Avaliar a fluência por microindentação de materiais restauradores à base de polímeros como, resina composta para uso direto e resina composta para uso indireto. Material e Método: Discos de resinas compostas foram confeccionados em uma matriz metálica, de forma circular com 1mm de altura e 16mm de diâmetro. Estes espécimes foram divididos em quatro grupos de acordo com o material utilizado: Grupo I ( Empress Direct, Esmalte A2); Grupo II (Filtek Z350 XT, Esmalte A2); Grupo III (Signum Ceramis, Esmalte A2); Grupo IV (SR Adoro, A2) e subdivididos em dois grupos (n=20) de acordo com a armazenagem e controle de umidade, temperatura e tempo: SG I: armazenagem em água destilada 23oC; SG II: armazenagem à seco 23oC, controlado por ar-condicionado; Os períodos de avaliação foram após 24h, 1, 3, e 6 meses de armazenagem. Após o polimento, a lisura, a planificação e o paralelismo entre as superfícies dos discos de resinas compostas foram analisados, para garantir a planificação e o paralelismo entre as faces superior e inferior do disco de resina composta, foram levados ao microdurômetro e submetidos ao teste de fluência em um microdurômetro HMV-2, Micro Hardness Tester, (Shimadzu). Foram realizadas duas endentações, uma inicial e outra final. A carga de endentação utilizada foi de 100gf. O tempo de cada endentação foi 30s e o tempo de relaxação entre cada endentação também de 30s. Os períodos de avaliação foram 24h, 1 mês, 3 meses e 6 meses após a confecção dos espécimes. Para cada espécime foi realizado cinco leituras, uma no centro e em cada quadrante do disco, e então realizada uma média entre esse valores. Resultados; As resinas compostas indiretas apresentarem menos valores de deformação por fluência que as resinas compostas diretas, sendo que todas apresentaram deformação permanente maior quando armezenadas em água e por período de 6 meses., diminuindo a cada período. Conclusão: As resinas compostas indiretas são mais resistentes à fluência que as resinas compostas diretas, a armazenagem em água diminui a resistência de todos os materiais aqui testados, assim como o tempo de armazenagem.<br> / Abstract : Objectiv: Evaluate fluency by microindentação of restorative materials to the polymer base as composite resin for direct use and indirect composite resin for use. Methods: composite resin discs were prepared using a metal matrix, circular in shape with 1 mm high and 16mm in diameter. These specimens were divided into four groups according to the material used: Group I (Empress Direct Enamel A2); Group II (Filtek Z350 XT, Enamel A2); Group III (Signum Ceramis, Enamel A2); Group IV (SR Love, A2) and subdivided into two groups (n = 20) in accordance with the storage and humidity control, temperature and time: I GS: storing in distilled water 23 ° C; SG II: dry storage at 23 ° C, controlled air conditioning; The evaluation periods were after 24 hours, 1, 3, and 6 months of storage. After polishing, the smoothness, the planning and the parallelism between the surfaces of the composite resin discs were analyzed to ensure the planning and the parallelism between the upper and lower faces of the composite disc were taken and subjected to the test microhardness fluency in a HMV-2 microdurometer, Micro Hardness Tester (Shimadzu). Two indentations, initial and another final were held. The indentation load was 100gf used. The time of each indentation was 30s and the relaxation time between each indentation also 30s. The evaluation periods were 24, 1 month, 3 months and 6 months after the making of the specimens. For each specimen was performed five readings, one in the center and in each quadrant of the disc, and then held an average of these values. Results; The indirect composite resins exhibiting less creep strain values that direct composites, which all showed higher permanent deformation when armezenadas in water and for a period of 6 months., Decreasing each period. Conclusion: The indirect composite resins are more resistant to creep than the direct composites, storage decreases in water resistance of all materials tested here, as well as the storage time.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-03-04T19:01:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 305240.pdf: 1932033 bytes, checksum: 17865a85b3bd2b3e513b20f3f0e02d54 (MD5) / As propriedades biomecânicas de tecidos vivos obtidos a partir de medições experimentais são essenciais para resolver uma grande variedade de problemas, incluindo a concepção de dispositivos médicos, a simulação do comportamento de tecidos e a avaliação da eficácia de tratamentos cirúrgicos. Particularmente, a resposta dos ligamentos e dos tendões frente a cargas mecânicas é valiosa para compreender o papel dessas estruturas nas articulações e para avaliar quais são os tipos de materiais de enxerto que seriam mais adequados para a sua substituição. Não obstante, a determinação do comportamento mecânico dos ligamentos e dos tendões tem sido um desafio por causa de fatores biológicos e fatores experimentais que limitam a precisão e a confiabilidade da coleta de dados. O objetivo deste estudo é desenvolver uma metodologia para obtenção de parâmetros de um modelo de material, necessários para simular o comportamento mecânico do tecido. A relação de tensão-deformação é obtida a partir de medição óptica dos deslocamentos do espécime usando correlação de imagens digitais (DIC) durante o teste de tração uniaxial. A metodologia (ex-vivo) foi aplicada sobre tendões flexores digitais profundos e os dados experimentais foram utilizados para identificar os parâmetros de um modelo constitutivo viscoelástico que foi capaz de reproduzir o comportamento do tendão na gama fisiológica de funcionamento. / Biomechanical property of living tissues derived from experimental measurements is essential to a wide range of problems including the design of medical devices, the simulation of tissues behavior, and the evaluation of surgical treatments efficacy. Particularly, the response of ligaments and tendons to mechanical loads is valuable to understand the role of these structures on the human joint functions and for evaluating which types of graft material would be the best suited for their replacement. However, the determination of mechanical behavior of ligaments and tendons has been challenging because of the many biologic and experimental testing factors limiting the accuracy and reliability of the data collection. The objective of this study is to developing a methodology to obtain parameters of a model of material required to simulate the mechanical behavior of tissue. The stress-strain relation is obtained from optical measurement of displacement DIC (digital image correlation) during uniaxial tensile testing of the specimen. The methodology was applied on ex-vivo suine deep digital flexor tendons and the experimental data were used to identify the variational parameters of viscoelastic constitutive model able to track the behavior of the deep digital flexor tendon in the physiological range.

A presente dissertação de mestrado tem por assunto a representação do comportamento mecânico do concreto sob cargas de curta e longa duração, incluindo efeitos não-lineares. Para tal fim trabalha-se com equações baseadas na teoria do dano contínuo. São propostas equações para o caso triaxial e, baseado nelas, é implementado um programa computacional. Com diversos exemplos verifica-se que: a) A solução numérica aproxima bem os resultados teóricos. b) O comportamento do modelo representa bem as características qualitativas do concreto. c) O modelo permite aproximar bem alguns resultados experimentais, mas ainda deve ser aperfeiçoado, particularmente no que refere-se à identificação de parâmetros. / This work aims to the representation of the mechanical behaviour of concrete under short and long time loads, including nonlinear effects. We propose equations based on the theory of Continous Damage for three dimensional structures and implement the corresponding computer code. Several examples show: a) The numerical solution approximates well simple analytical solutions. b) The model represents well the qualitative behaviour of concrete. c) The model approximates reasonably well some experimental results, but must still be improved, particulary with reference to parameter identification.

A presente dissertação de mestrado tem por objetivo a avaliação numérica do fenômeno de crescimento de trincas em materiais viscoelásticos lineares termoreologicamente simples via Método dos Elementos Finitos para estado piano de tensões e deformações. Uma análise termo-mecânica associada é feita através da utilização de elementos finitos de mesmo tipo e ordem de interpolação para a condução de calor em estado permanente e para o problema mecânico viscoelástico. O comportamento viscoelástico é modelado via Método das Variáveis de Estado, com diferentes funções de fluência para as deformações volumétricas e desviadoras. A influência da temperatura sobre as propriedades viscoelásticas do material é considerada através da hipótese de material termoreologicamente simples. Integração reduzida á utilizada para o tratamento de materiais quase incompressíveis. A avaliação dos parâmetros de crescimento da trinca está baseada em formulação desenvolvida por Schapery e adaptada para a utilização via elementos finitos. A taxa de liberação de energia de deformação para viscoelasticidade linear é obtida via extensão virtual da trinca. Uma avaliação qualitativa do comportamento do material na zona de processo de fratura é postulada com base na Mecânica do Dano Continuo. / The aim of this work is the numerical evaluation of conditions for crack growth for thermo-rheologically simple linear viscoelastic materials using the Finite Elements Method for plane stress and plane strain. An associated thermo-mechanic analysis is implemented using finite elements with the same type and interpolation degree for the steady state heat conduction and the viscoelastic mechanic problem. State variables are used to model the viscoelastic behaviour, with different creep compliance functions for volumetric and shear strains and stresses. The influence of temperature over the viscoelastic properties of the material is represented by using the hypothesis of thermo-rheologicaly simple materials. Reduced integration is used for nearly incompressible materials. Schapery's formulation is used to evaluate the crack growth initiation parameters, adapted for Finite Elements modeling. The strain energy release rate in viscoelasticity is evaluated by the virtual crack extension method. Continuum Damage Mechanics is qualitatively used for modeling crack tip process zone.

Materiais compósitos são empregados nos mais diversos tipos de estruturas (civis, mecânicas, aeronáuticas, etc.). A possibilidade de otimização de suas propriedades, frente às solicitações consideradas, representa uma grande vantagem na sua utilização. A teoria da homogeneização permite a avaliação da influência de detalhes microestruturais nas características do composto através do estudo de uma célula elementar. Os deslocamentos periódicos dessa célula são aproximados com expansões ortogonais polinomiais. A exatidão dos cálculos elásticos está associada ao grau dos polinômios utilizados. O procedimento numérico no modelo viscoelástico é incremental no tempo, utilizando-se de variáveis de estado, cuja implementação proporciona grande economia computacional, pois evita o cálculo de integrais hereditárias. A influência de diversos parâmetros físicos na constituição dos compósitos de fibras unidirecionais estudados é discutida e comparada com resultados obtidos com modelos em elementos finitos, tanto em elasticidade, quanto em viscoelasticidade sem envelhecimento. Para o caso de envelhecimento, no qual as características dos constituintes são variáveis com o tempo, é mostrada a resposta dos compósitos sob relaxação para diferentes instantes iniciais de carregamento em situações de "softening" (ou abrandamento) e "hardening" (ou endurecimento).

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil, 2015. / Submitted by Tania Milca Carvalho Malheiros (tania@bce.unb.br) on 2015-11-09T16:16:54Z No. of bitstreams: 1 2015_CarmenElenaRamirezMeneses.pdf: 10485849 bytes, checksum: a6db019159fcf30fb8c3cb4deb67b790 (MD5) / Rejected by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br), reason: A pedido do submetedor. on 2015-11-09T16:30:43Z (GMT) / Submitted by Tania Milca Carvalho Malheiros (tania@bce.unb.br) on 2015-11-09T16:33:30Z No. of bitstreams: 1 2015_CarmenElenaRamirezMeneses.pdf: 10485849 bytes, checksum: a6db019159fcf30fb8c3cb4deb67b790 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-12-15T16:41:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_CarmenElenaRamirezMeneses.pdf: 10485849 bytes, checksum: a6db019159fcf30fb8c3cb4deb67b790 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-15T16:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_CarmenElenaRamirezMeneses.pdf: 10485849 bytes, checksum: a6db019159fcf30fb8c3cb4deb67b790 (MD5) / Depois de falhas em estruturas tão importantes quanto em pontes, devido ao efeito da viscoelasticidade considerada no projeto muito aquém dos valores das deflexões reais, o estudo e compreensão do fenômeno da viscoelasticidade é mais que necessário para o projeto de estruturas. Nos modelos descritos na literatura para o cálculo de deflexões em estruturas laminares sanduíche ignora-se a interação da variação de cargas mecânicas, a diferença do comportamento do material do núcleo quando este é submetido à tração ou compressão, e o efeito da viscoelasticidade dos materiais. Neste trabalho avaliam-se modelos mais complexos comparados com as simplificações dadas na literatura, analisando os efeitos de flexão e cisalhamento, baseados na solução analítica e considerando-se um núcleo com propriedades viscoelásticas, ou suscetível aos fenômenos de fluência e relaxação. Assim, o presente trabalho resolve por algoritmos numéricos a quantificação das deflexões para compósitos laminares, utilizado para isto o princípio de correspondência elástica viscoelástica e obtendo a solução total ao longo do tempo, com base na solução elástica linear correspondente, sendo um método confiável, portável e rápido. Considerou-se também a variabilidade das cargas impostas, oferecendo nos resultados análises paramétricas dos elementos de viga e placa sanduíche, descrevendo as variáveis que mais afetam o incremento ou a diminuição das máximas deflexões desses elementos. / After failures in such important structures like bridges, because the effect of the viscoelasticity considered in the design is significantly below compared with the actual deflection values. For this reason, the study and understanding of the phenomenon of the viscoelasticity is more than necessary for the structural design. In the models described in the literature for calculating deflections in laminar sandwich structures ignores the interaction of varying mechanical loads, the difference in the behavior of the core material when this is subjected to traction or compression, and the effect of the viscoelastic material. In this study, more complex models are evaluate and compared with the given literature simplifications, by analyzing the effects of bending and shear, based on the analytical solution and considering a core having viscoelastic properties, or susceptible to the phenomena of creep and relaxation. Accordingly, this work resolved by numerical algorithms the quantification of the maximum deflections of laminar composites, using the elastic viscoelastic correspondenceprinciple obtaining the total solution over time, based on corresponding linear elastic solution, demonstrating to be a reliable, portable and fast method. Additionally, are considered the variability of the loads imposed, providing the parametric analysis of the sandwich beams and plates, describing the variables that most affect the increase or decrease of the maximum deflections of these elements.

Neste trabalho apresenta-se um programa computacional para análise de cascas laminadas de materiais compostos reforçados por fibras com consideração de viscoelasticidade e falhas progressivas. O modelo numérico baseia-se em uma descrição cinemática incremental Lagrangeana Total e em elementos finitos tridimensionais degenerados deduzidos para a análise de cascas. A formulação apresentada permite realizar análises lineares e não lineares de estruturas laminadas feitas de materiais elásticos e viscoelásticos lineares, com deslocamentos arbitrariamente grandes e pequenas deformações. Para análise não linear utilizam-se os métodos de Newton-Raphson e de Controle por Deslocamentos Generalizados. A análise de falhas progressivas é realizada através de modelos de degradação da rigidez do material e as falhas nas lâminas são detectadas por meio dos critérios de falha macroscópicos de Hashin, Lee e Máxima Deformação. São consideradas falhas nas fibras, na matriz e por delaminação. Apresentam-se, ainda vários exemplos de aplicações da presente formulação, como análise de flexão e flambagem para estruturas de materiais elásticos e viscoelásticos com consideração de falhas progressivas e não linearidades geométricas. / This work presents a computational program for the progressive failure analysis in laminated composite shells reinforced by fibers. The numerical model is based on a Total Lagrangean incremental description and a degenerated three-dimensional finite element derived for shell analysis. The formulation is applied to linear and non-linear analysis of composite structures made of elastic and linear viscoelastic materials with arbitrarily large displacements and small strains. Newton-Raphson and Generalized Displacement Control Methods are used in nonlinear analysis. The progressive failure analysis is accomplished using material stiffness degradation models and the layer failures are detected by macroscopic failure criteria of Hashin, Lee and maximum strain. Fiber failure, matrix failure and delamination are considered. Several examples of the application of the present formulation are presented, like bending and buckling of structures made of elastic and viscoelastic materials with progressive failures and non linear analysis.

Neste trabalho apresenta-se um programa computacional para análise de cascas laminadas de materiais compostos reforçados por fibras com consideração de viscoelasticidade e falhas progressivas. O modelo numérico baseia-se em uma descrição cinemática incremental Lagrangeana Total e em elementos finitos tridimensionais degenerados deduzidos para a análise de cascas. A formulação apresentada permite realizar análises lineares e não lineares de estruturas laminadas feitas de materiais elásticos e viscoelásticos lineares, com deslocamentos arbitrariamente grandes e pequenas deformações. Para análise não linear utilizam-se os métodos de Newton-Raphson e de Controle por Deslocamentos Generalizados. A análise de falhas progressivas é realizada através de modelos de degradação da rigidez do material e as falhas nas lâminas são detectadas por meio dos critérios de falha macroscópicos de Hashin, Lee e Máxima Deformação. São consideradas falhas nas fibras, na matriz e por delaminação. Apresentam-se, ainda vários exemplos de aplicações da presente formulação, como análise de flexão e flambagem para estruturas de materiais elásticos e viscoelásticos com consideração de falhas progressivas e não linearidades geométricas. / This work presents a computational program for the progressive failure analysis in laminated composite shells reinforced by fibers. The numerical model is based on a Total Lagrangean incremental description and a degenerated three-dimensional finite element derived for shell analysis. The formulation is applied to linear and non-linear analysis of composite structures made of elastic and linear viscoelastic materials with arbitrarily large displacements and small strains. Newton-Raphson and Generalized Displacement Control Methods are used in nonlinear analysis. The progressive failure analysis is accomplished using material stiffness degradation models and the layer failures are detected by macroscopic failure criteria of Hashin, Lee and maximum strain. Fiber failure, matrix failure and delamination are considered. Several examples of the application of the present formulation are presented, like bending and buckling of structures made of elastic and viscoelastic materials with progressive failures and non linear analysis.

A presente dissertação de mestrado tem por objetivo a avaliação numérica do fenômeno de crescimento de trincas em materiais viscoelásticos lineares termoreologicamente simples via Método dos Elementos Finitos para estado piano de tensões e deformações. Uma análise termo-mecânica associada é feita através da utilização de elementos finitos de mesmo tipo e ordem de interpolação para a condução de calor em estado permanente e para o problema mecânico viscoelástico. O comportamento viscoelástico é modelado via Método das Variáveis de Estado, com diferentes funções de fluência para as deformações volumétricas e desviadoras. A influência da temperatura sobre as propriedades viscoelásticas do material é considerada através da hipótese de material termoreologicamente simples. Integração reduzida á utilizada para o tratamento de materiais quase incompressíveis. A avaliação dos parâmetros de crescimento da trinca está baseada em formulação desenvolvida por Schapery e adaptada para a utilização via elementos finitos. A taxa de liberação de energia de deformação para viscoelasticidade linear é obtida via extensão virtual da trinca. Uma avaliação qualitativa do comportamento do material na zona de processo de fratura é postulada com base na Mecânica do Dano Continuo. / The aim of this work is the numerical evaluation of conditions for crack growth for thermo-rheologically simple linear viscoelastic materials using the Finite Elements Method for plane stress and plane strain. An associated thermo-mechanic analysis is implemented using finite elements with the same type and interpolation degree for the steady state heat conduction and the viscoelastic mechanic problem. State variables are used to model the viscoelastic behaviour, with different creep compliance functions for volumetric and shear strains and stresses. The influence of temperature over the viscoelastic properties of the material is represented by using the hypothesis of thermo-rheologicaly simple materials. Reduced integration is used for nearly incompressible materials. Schapery's formulation is used to evaluate the crack growth initiation parameters, adapted for Finite Elements modeling. The strain energy release rate in viscoelasticity is evaluated by the virtual crack extension method. Continuum Damage Mechanics is qualitatively used for modeling crack tip process zone.

Materiais compósitos são empregados nos mais diversos tipos de estruturas (civis, mecânicas, aeronáuticas, etc.). A possibilidade de otimização de suas propriedades, frente às solicitações consideradas, representa uma grande vantagem na sua utilização. A teoria da homogeneização permite a avaliação da influência de detalhes microestruturais nas características do composto através do estudo de uma célula elementar. Os deslocamentos periódicos dessa célula são aproximados com expansões ortogonais polinomiais. A exatidão dos cálculos elásticos está associada ao grau dos polinômios utilizados. O procedimento numérico no modelo viscoelástico é incremental no tempo, utilizando-se de variáveis de estado, cuja implementação proporciona grande economia computacional, pois evita o cálculo de integrais hereditárias. A influência de diversos parâmetros físicos na constituição dos compósitos de fibras unidirecionais estudados é discutida e comparada com resultados obtidos com modelos em elementos finitos, tanto em elasticidade, quanto em viscoelasticidade sem envelhecimento. Para o caso de envelhecimento, no qual as características dos constituintes são variáveis com o tempo, é mostrada a resposta dos compósitos sob relaxação para diferentes instantes iniciais de carregamento em situações de "softening" (ou abrandamento) e "hardening" (ou endurecimento).