Estudo das propriedades mecânicas de biocompósitos de polipropileno reforçados com fibras naturais

This research presents an approach to the addition of curauá fibers and licuri fibers in a polypropylene resin matrix, such as an alternative proposal to reinforce the polymeric composites. Fiber content of 0 %, 5 %, 10 %, and 20% were analyzed for verification of their mechanical properties comparing them, inclusive with the properties of polypropylene. The grainulated biocomposites had been prepared in an extrusora. The test bodies had been molded by injection and submitted to the mechanical essays uniaxial traction, flexion on three points, impact, in addition to thermal tests (HDT). These biocomposites had been also subjected the essay physicist-chemistry index of fluidity (IF). It was observed that the biocomposites of PP with 20% curauá, obtained bigger increase in the modulus of elasticity and a bigger reduction in the resistance to the impact. In the mechanical behavior, for all the biocomposites, these were increases in values of the limit of drainage and tension of rupture, when tested by uniaxial traction, as they added the fibers. Another important point was the increase of the resistance the flexion. It was also noted that the addition of fibers reduced the thermal degradation of the mixture natural fibers / polypropylene.

Compósito Polimérico Híbrido: Comportamento Mecãnico, Descotinuidade Geométrica e Resistência Residual

The growing demand in the use of hybrid composite materials makes it essential a better understanding of their behavior face of various design conditions, such as the presence of geometric discontinuities in the cross section of structural elements. This way, the purpose of this dissertation is a study of the mechanical response (strength and stiffness), modes (characteristics) of fracture and Residual Strength of an hybrid polymeric composite with and without a geometric discontinuity in its longitudinal section (with a reduction in the cross section) loaded by uniaxial tension. This geometric discontinuity is characterized by central holes of different diameters. The hybrid composite was fabricated as laminate (plate) and consisting of ortho-tereftalic polyester matrix reinforced by 04 outer layers of Jute fibers bidirectional fabrics and 01 central layer of E-glass bidirectional fabric. The laminate was industrially manufactured (Tecniplas Nordeste Indústria e Comércio Ltda.), obtained by the hand lay-up technique. Initially, a study of the volumetric density of the laminate was made in order to verify its use in lightweight structures. Also were performed comparative studies on the mechanical properties and fracture modes under the conditions of the specimens without the central hole and with the different holes. For evaluating the possible influence of the holes in the structural stability of the laminate, the Residual Strength of the composite was determined for each case of variation in hole diameter. As a complementary study, analyses of the macroscopic final fracture characteristic of the laminates were developed. The presence of the central hole of any sizes, negatively changed the ultimate tensile strength. Regarding the elastic modulus, moreover, the difference found between the specimens was within the range of tests displacement, showing the laminate stability related to the stiffness

Morfologia e propriedades mecânicas da fibra de sisal unidirecional e em sobreposição de compósito com resina epóxi

The composites manufactured with long fibres aligned in a single direction, and overlay has been shown to have better performance than the short fibers randomly distributed. In particular, the lignocellulosic fibers extracted from the sisal leaves, used in conjunction with the epoxy resin has attracted the attention of many researchers because the final properties of the system formed. In this work composites based on epoxy resin reinforced with sisal fibers were manufactured. The sisal fibres were treated with an alkaline solution of 0.06 mol/l NaOH. The treated, and untreated fibres were subjected to tension x extension tests. The composites were manufactured in the "Lossy" mold with the specifications of the samples to be produced (300x20x4 mm). The tension tests were carried out in accordance with the ASTM standards 3039 (for the composite aligned in a single direction) and ASTM D5573 (for composites in overlay), three point bending tests were performed according to ASTM D790. Analyzing the results of the tests of tension and three point bending tests, it was observed that the composites with the configuration of overlapping had the better elastic module in both tests. As to the maximum resistance to tension, the best result was the composites aligned in a single direction. Tests of absorption of water and micrographs are in progress

Tubulações de PRFV com adição de areia quartzosa visando sua aplicação na indústria do petróleo

Fillers are often added in composites to enhance performance and/or to reduce cost. Fiberglass pipes must meet performance requirements and industrial sand is frequently added for the pipe to be cost competitive. The sand is added to increase pipe wall thickness, thus increase pipe stiffness. The main goal of the present work is to conduct an experimental investigation between pipes fabricated with and without de addition of sand, to be used in the petroleum industry. Pipes were built using E-glass fibers, polyester resin and siliceous sand. The fabrication process used hand lay up and filament winding and was divided in two different parts: the liner and the structural wall. All tested pipes had the same liner, but different structural wall composition, which is the layer where siliceous sand may be added or not. The comparative investigation was developed considering the results of longitudinal tensile tests, hoop tensile tests, hydrostatic pressure leak tests and parallel-plate loading stiffness tests. SEM was used to analyze if the sand caused any damage to the glass fibers, during the fabrication process, because of the fiber-sand contact. The procedure was also used to verify the composite conditions after the hydrostatic pressure leak test. The results proved that the addition of siliceous sand reduced the leak pressure in about 17 %. In the other hand, this loss in pressure was compensated by a stiffness increment of more than 380 %. MEV analyses show that it is possible to find damage on the fiber-sand contact, but on a very small amount. On most cases, the contact occurs without damage evidences. In summary, the addition of sand filler represented a 27.8 % of cost reduction, when compared to a pipe designed with glass fiber and resin only. This cost reduction combined to the good mechanical tests results make siliceous sand filler suitable for fiberglass pressure pipes

Estudo da influência de tratamentos químicos da fibra de sisal nas propriedades de compósitos com borracha nitrílica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Filtros acústicos em cristais fonônicos

In this work, we have studied the acoustic phonon wave propagation within the periodic and quasiperiodic superlattices of Fibonacci type. These structures are formed by phononic crystals, whose periodicity allows the raise of regions known as stop bands, which prevent the phonon propagation throughout the structure for specific frequency values. This phenomenon allows the construction of acoustic filters with great technological potential. Our theoretical model were based on the method of the transfer matrix, thery acoustics phonons which describes the propagation of the transverse and longitudinal modes within a unit cell, linking them with the precedent cell in the multilayer structure. The transfer matrix is built taking into account the elastic and electromagnetic boundary conditions in the superllatice interfaces, and it is related to the coupled differential equation solutions (elastic and electromagnetic) that describe each model under consideration. We investigated the piezoelectric properties of GaN and AlN the nitride semiconductors, whose properties are important to applications in the semiconductor device industry. The calculations that characterize the piezoelectric system, depend strongly on the cubic (zinc-bend) and hexagonal (wurtzite) crystal symmetries, that are described the elastic and piezoelectric tensors. The investigation of the liquid Hg (mercury), Ga (gallium) and Ar (argon) systems in static conditions also using the classical theory of elasticity. Together with the Euler s equation of fluid mechanics they one solved to the solid/liquid and the liquid/liquid interfaces to obtain and discuss several interesting physical results. In particular, the acoustical filters obtained from these structures are again presented and their features discussed

The strut-and-tie models in reinforced concrete structures analysed by a numerical technique

Os modelos de bielas e tirantes são procedimentos de análise apropriados para projetar elementos de concreto armado em casos de regiões onde há alterações geométricas ou concentrações de tensões, denominadas regiões D. Trata-se de bons modelos de representação da estrutura para avaliar melhor o seu comportamento estrutural e seu mecanismo resistente. O presente artigo aplica a técnica da otimização topológica para identificar o fluxo de tensões nas estruturas, definindo a configuração dos membros de bielas e tirantes, e quantifica seus valores para dimensionamento. Utilizam-se o método ESO, e uma variante desse, o SESO (Smoothing ESO) com o método dos elementos finitos em elasticidade plana. A filosofia do SESO baseia-se na observação de que se o elemento não for necessário à estrutura, sua contribuição de rigidez vai diminuindo progressivamente. Isto é, sua remoção é atenuada nos valores da matriz constitutiva, como se este estivesse em processo de danificação. Para validar a presente formulação, apresentam-se alguns exemplos numéricos onde se comparam suas respostas com as advindas de trabalhos científicos pioneiros sobre o assunto.

Avaliações térmica e reológica da matriz termoplástica PEKK utilizada em compósitos aeronáuticos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeito tardio e imediato da sutura em tendão extrassinovial íntegro: estudo biomecânico em ratos

OBJETIVO: O objetivo do estudo foi avaliar o efeito, nas propriedades mecânicas, do arranjo de reparo com material de sutura, no tendão calcâneo de rato, na ausência de processo de cicatrização. MÉTODO: Foram utilizados 12 ratos machos da linhagem Wistar. Os animais foram submetidos à colocação de ponto de sutura tipo Kessler modificado no tendão calcâneo. Os sacrifícios foram realizados nos períodos imediato e com seis semanas de pós-operatório. As propriedades mecânicas estudadas foram: carga máxima, tensão na carga máxima e módulo de elasticidade. O tendão contralateral foi usado como controle. RESULTADOS: A análise estatística indicou que, em relação aos períodos estudados, os valores das propriedades mecânicas não apresentaram diferenças significativas. em relação ao controle, isto é, tendão contralateral sem sutura, os resultados demonstram que, com seis semanas de pós-operatório, houve queda dos valores do módulo de elasticidade, enquanto a carga máxima e a tensão na carga máxima não apresentaram variações significativas. CONCLUSÃO: A colocação de material de sutura em tendão extrassinovial não lesado provocou queda do módulo de elasticidade, porém não interferiu na carga máxima e na tensão na carga máxima após seis semanas de pós-operatório.

Análise comparativa das propriedades mecânicas do ligamento da patela e do tendão calcâneo

Com a finalidade de se comparar as propriedades mecânicas do ligamento da patela e do tendão calcâneo foram realizados ensaios de tração em material obtido de 25 cadáveres humanos. A idade dos doadores foi 58 ± 14 anos (33-85), sendo 19 (76%) masculinos e 6 (24%) femininos, 23 brancos (92%) e dois negros (8%). Os materiais foram testados em seus 10 mm centrais, com velocidade de aplicação de carga de 30 mm/min. Foi obtida a área de secção dos corpos de prova para que fossem estudadas as propriedades estruturais e materiais. Foram estudadas as seguintes variáveis: carga máxima (N), tensão(MPa), módulo de elasticidade (MPa), energia (Nm), alongamento absoluto (mm) e específico (%), limite de proporcionalidade (N), além da tensão (MPa) e alongamentos neste ponto. A análise estatística revelou que ambos possuem carga máxima, limite de proporcionalidade e tensão semelhantes (p>0,05). Nas outras variáveis ocorreu diferença significativa (p<0,05) com o tendão calcâneo apresentando valores maiores para energia e alongamento. O módulo de elasticidade, significativamente maior no ligamento da patela (p<0,05), foi a variável que melhor caracterizou a diferença do comportamento mecânico dos dois materiais.

Advancements in the knowledge of induced tooth movement: idiopathic osteosclerosis, cortical bone and orthodontic movement

Movimentar ortodonticamente os dentes por áreas densas do trabeculado ósseo e pelas corticais pode requerer uma redução na intensidade e/ou na concentração das forças aplicadas. em parte, as forças ortodônticas aplicadas são dissipadas e reduzidas pela deflexão óssea que ocorre pelo discreto grau de elasticidade do tecido ósseo em condições de normalidade. Nas áreas de trabeculado denso e nas corticais, essa deflexão deve ser irrisória ou inexistente. Se não houver uma redução na intensidade das forças nessas regiões citadas, toda a força incidirá sobre a estrutura do ligamento periodontal, aumentando o risco de morte dos cementoblastos, hialinização e reabsorções radiculares. Novos trabalhos poderiam avaliar a prevalência dessas consequências em casuísticas selecionadas para essa finalidade, que, assim, deixariam de ser observações aleatórias.

Morphological and biomechanical study of abdominal aorta of rats submitted to experimental chronic alcoholism

OBJETIVO: avaliar a influência do alcoolismo crônico experimental na morfologia e biomecânica da artéria aorta de ratos. MÉTODOS:ratos Wistar foram divididos em dois grupos de 22 animais. Grupo alcoolista: os ratos receberam água com concentração crescente de etanol e ração ad libitum durante 6 meses. Grupo controle: os animais receberam água e ração ad libitum pelo mesmo período. Os animais foram sacrificados com overdose de pentobarbital e as aortas abdominais foram excisadas para realização de histologia (hematoxilina-eosina, tricrômio de Masson, Calleja, Picrosirius red), histomorfometria e avaliação biomecânica (carga máxima, alongamento na carga máxima, limite de proporcionalidade, alongamento no limite de proporcionalidade e coeficiente de rigidez). RESULTADOS: A histologia e a histomorfometria não mostraram diferenças significantes na morfologia da aorta em ambos os grupos. A avaliação biomecânica mostrou aumento do alongamento no limite de proporcionalidade no grupo alcoolista (p<0.05). CONCLUSÃO: o alcoolismo crônico experimental não provocou alterações morfológicas na parede da aorta, mas causou aumento da sua elasticidade, sem modificar as outras propriedades mecânicas avaliadas.

Avaliação de painéis produzidos a partir de resíduos sólidos para aplicação na arquitetura

O presente trabalho tem por objetivo o reaproveitamento de resíduos sólidos na preparação de painéis para uso na arquitetura. Para atingir as metas propostas, painéis foram preparados a partir de resíduos provenientes de embalagens cartonadas e plásticas, utilizando-se como elemento de reforço, resíduos lignocelulósicos (casca de amendoim e de arroz). A concentração e a natureza dos resíduos utilizados como matriz e como carga foram variadas gerando doze condições experimentais diferentes. As propriedades avaliadas dos painéis foram o módulo de ruptura, módulo de elasticidade, tração perpendicular à superfície, inchamento em espessura, absorção de água e densidade. Todos os ensaios foram realizados segundo as normas ASTM D1037 e EN 317, referente à chapa de partículas. Os resultados foram analisados segundo a norma ANSI A208.1 que especifica as propriedades de desempenho requeridas para as chapas de partículas. Os painéis foram classificados como de baixa densidade, podendo ser utilizados como forros, divisórias, revestimento decorativos e demais aplicações que requerem as mesmas propriedades físicas e mecânicas. Os painéis a base de embalagem plástica reforçados com casca de arroz apresentaram propriedades superiores do que os demais painéis produzidos. O elemento arquitetônico desenvolvido neste estudo representa um novo mercado potencial, podendo ser empregado no ambiente urbano e rural, atendendo ao conceito de produto ecoeficiente.

Propriedades mecânicas de três fios de sutura no reparo do tendão do músculo flexor profundo do dedo de cães

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo biomecânico do reparo do tendão do calcâneo com retalho da fáscia miotendinosa do músculo gastrocnêmio em coelhos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)