Análise estática e dinâmica de placas e cascas de materiais compósitos laminados usando elementos finitos hexaédricos de oito nós com integração reduzida

Neste trabalho implementou-se o elemento hexaédrico com um ponto de integração para análise estática e dinâmica de placas e cascas de materiais compósitos laminados com ou sem enrijecedores. O elemento está livre de travamento volumétrico e travamento de cisalhamento, não apresentando modos espúrios. São também incluídos problemas com não-linearidade geométrica A matriz de rigidez e de massa são dadas de forma explícita, reduzindo o tempo computacional, especialmente na análise não-linear. Para evitar o travamento de cisalhamento as componentes de deformações são referidas a um sistema co-rotacional. O travamento volumétrico é também eliminado, já que a parte dilatacional (esférica) da matriz gradiente é avaliada apenas no ponto central do elemento. Para a solução das equações de equilíbrio na análise estática, utilizam-se um método direto baseado na eliminação de Gauss ou um método iterativo de gradientes conjugados com precondicionamento executado através da eliminação incompleta de Choleski. Para a análise dinâmica, as equações de equilíbrio são integradas através do método explícito ou implícito de Taylor-Galerkin ou do método implícito de Newmark. Para análise não-linear utiliza-se o Método Generalizado de Controle dos Deslocamentos. Através de exemplos numéricos demonstra-se a eficiência e o potencial do elemento tridimensional na análise linear e não-linear de placas e cascas de materiais laminados. Os resultados são comparados com trabalhos que utilizam diferentes elementos de placas e cascas.

Geração de sulcos em meio coesivo e caracterização hidrossedimentométrica de sua evolução

Na pesquisa em erosão, nas últimas décadas, está se formando um consenso de que é importante entender os processos básicos que regem o fenômeno. Uma alternativas para tentar compreender melhor as etapas do processo erosivo é separá-lo na fase de sulco (fluxo concentrado) e de entressulco. Dentro desse enfoque foi construído no Laboratório de Processos Erosivos e Deposicionais (LaPED) do IPH/UFRGS um canal de declividade para estudar o processo de incisão e o desenvolvimento dos sulcos de erosão. A estrutura experimental projetada e construída permite que seja controlada a vazão através de um medidor eletromagnético e que seja alterada a declividade do canal através de um sistema hidráulico associado a um nível digital. O solo colocado no canal foi um Latossolo Vermelho distrófico típico, as declividades de trabalho foram 3,0; 6,0 e 9,0% e a seqüência de vazões aplicadas foi 10,0; 18,5; 25,5; 38,5 e 51,0L.min-1. A estrutura experimental montada se mostrou de fácil operação e eficiente para permitir o avanço no entendimento dos processos de desagregação e de transporte de partículas sólidas pela ação do escoamento superficial, além de possibilitar a geração de sulco(s) de erosão na superfície do solo. O escoamento passou da condição de difuso para concentrado a partir do momento em que a velocidade superficial do fluxo alcançou 0,26m.s-1, a altura de lâmina atingiu 0,0102m, a velocidade de cisalhamento superou os 0,059m.s-1, a tensão de cisalhamento chegou a 3,50Pa e que a potência do escoamento atingiu pelo menos 0,22N.s-1. O processo de incisão iniciou-se com o canal experimental colocado em baixa declividade e em regime de escoamento sub-crítico e de transição. A velocidade de cisalhamento, no momento da incisão, foi, praticamente, o dobro daquela encontrada na literatura para solos siltosos e arenosos. Entretanto, para as três declividades a fase de sulco definido ocorreu somente em regime de escoamento turbulento. A tensão de cisalhamento foi o parâmetro que melhor descreveu a evolução da perda de solo. A potência do escoamento foi o parâmetro hidráulico que mostrou maior eficiência para separar as fases evolutivas dos sulcos. O desenvolvimento do(s) sulco(s) teve o seu início em uma condição de escoamento difuso (ausência de sulcos) e com a potência do escoamento oscilando entre 0,057 e 0,198N.s-1. O avanço do(s) sulco(s) começou com uma zona de transição (fase de incisão e de aprofundamento) onde a potência do escoamento varia entre 0,220 e 0,278N.s-1 e, logo em seguida, teve início a fase de sulco definido, com a potência do escoamento entre 0,314 e 0,544N.s-1. Na fase de escoamento concentrado foi preponderante o papel do processo de erosão regressiva para aumentar tanto o tamanho como o peso das partículas sólidas em transporte pelo escoamento superficial e assim fazer com que predominasse o transporte via fundo sobre o transporte via suspensão. As cargas de sedimento geradas nos solos de diferentes classes texturais foram separadas em grupos distintos em função da potência unitária do escoamento.

Predição da viscosidade de emulsões para petróleos leves brasileiros

A formação de emulsão de água-em-óleo gera um significativo incremento na viscosidade, o que afeta diretamente a produção do poço, pois aumenta a perda de carga ao longo da linha de produção, dificultando o escoamento e diminuindo a produção de óleo. A presença e natureza da emulsão, e seu impacto na reologia do petróleo, podem determinar a viabilidade econômica e técnica dos processos envolvidos. A medida que a fração de água aumenta e a temperatura é reduzida, o comportamento das emulsões se torna cada vez mais não-Newtoniano. A decorrência disso, é que a temperatura e a taxa de cisalhamento passam a ter maior impacto na variação da viscosidade das emulsões. Nesse estudo são propostos novos métodos que levam em conta essas variáveis. Os dados reológicos experimentais de 15 petróleos leves foram utilizados para avaliar o desempenho dos modelos existentes na literatura e compará-los com os novos métodos propostos nesse estudo.

Desevolvimento de nanocompósitos de poli(metacrilato de metila)/argila processados por mistura no estado fundido

Poly(methyl methacrylate)/clay nanocomposites were prepared by melt mixing using a montmorillonite-rich clay (MMT). The clay in natura was treated with acrylic acid to facilitate the dispersion in the polymer matrix. A masterbatch of PMMA/clay was prepared and combined with the pure PMMA and then subjected to extrusion process using singlescrew and twin-screw extruders followed by injection. Nanocomposites were processed with clay contents of 1, 3, 5 and 8 wt.%. The effect of shear processing on the morphology of the nanocomposites was evaluated by XRD, SEM and TEM. Thermal and mechanical properties of the nanocomposites were investigated through TGA, DSC, HDT, VICAT, tensile and impact tests, to evaluate the effect of the addition of clay to the PMMA matrix. Flammability tests were also conducted to investigate the effect of the addition of clay on the flame retardation properties. SEM images of the nanocomposites indicated the presence of clay agglomerates, which resulted in the reduction of properties such as thermal stability, mechanical strength and impact resistance, and increased the rate of burning for materials processed by both extrusion routes

Efeito da adição de grafite expandido por microondas nas propriedades térmicas, elétricas e mecânicas de nanocompósitos de matriz epóxi

Epoxy based nanocomposites with 1 wt % and 3 wt % of nanographite were processed by high shear mixing. The nanographite was obtained by chemical (acid intercalation), thermal (microwave expansion) and mechanical (ultrasonic exfoliation) treatments. The mechanical, electrical and thermal behavior of the nanocomposites was determined and evaluated as a function of the percentage of reinforcement. According to the experimental results, the electrical conductivity of epoxy was not altered by the addition of nanographite in the contents evaluated. However, based on the mechanical tests, nanocomposites with addition of 1 wt.% and 3 wt.% of nanographite showed increase in tensile strength of 16,62 % and 3,20 %, respectively, compared to the neat polymer. The smaller increase in mechanical strength of the nanocomposite with 3 wt.% of nanographite was related to the formation of agglomerates. The addition of 1 wt.% and 3 wt.% of nanographite also resulted in a decrease of 6,25 % and 17,60 %, respectively, in the relative density of the material. Thus, the specific strength of the nanocomposites was approximately 33,33 % greater when compared to the neat polymer. The addition of 1 wt.% and 3 wt.% of nanographite in the material increased the mean values of thermal conductivity in 28,33 % and 132,62 %, respectively, combined with a reduction of 26,11 % and 49,80 % in volumetric thermal capacity, respectively. In summary, it has been determined that an addition of nanographite of the order of 1 wt.% and 3 wt.% produced notable elevations in specific strength and thermal conductivity of epoxy

Influência da sequência de empilhamento nas propriedades mecânicas de laminados compósitos submetidos à tração

Composite laminates with plies in different directions finely dispersed are classified as homogenized. The expected benefits of homogenization include increased mechanical strength, toughness and resistance to delamination. The objective of this study was to evaluate the effect of stacking sequence on the tensile strength of laminates. Composite plates were fabricated using unidirectional layers of carbon/epoxy prepreg with configurations [903/303/-303]S and [90/30/-30]3S. Specimens were subjected to tensile and open hole tension (OHT) tests. According to the experimental results, the mean values of strength for the homogenized laminates [90/30/-30]3S were 140% and 120% greater for tensile and OHT tests, respectively, as compared to laminates with configuration [903/303/-303]S. The increase in tensile strength for more homogenized laminates was associated with the increment in interlaminar interfaces, which requires more energy to produce delamination, and the more complicated crack propagation through plies with different orientations. OHT strength was not affected by the presence of the hole due to the predominance of the interlaminar shear stress in relation to the stress concentration produced by the hole

Características fisico-químicas e sensoriais da carne de bubalinos Murrah abatidos em diferentes períodos de confinamento

Objetivou-se avaliar as características físicas, químicas e sensoriais da carne de búfalos abatidos em diferentes períodos de confinamento. Foram utilizados 20 bubalinos da raça Murrah, castrados, descornados, com idade média inicial de 15 meses, abatidos aos 75, 100, 125 ou 150 dias de confinamento. Após o abate, as carcaças foram identificadas e resfriadas por 24 horas. Durante a desossa, foram colhidas amostras do contrafilé entre a 10ª e 11ª costelas para análise das características sensoriais e das perdas por cocção; entre a 11ª e 12ª costelas para avaliação da composição centesimal, do valor calórico, do pH e do índice de fragmentação miofibrilar (IFM); e entre a 12ª e 13ª costelas para a avaliação do escore de marmorização e da força de cisalhamento. A composição centesimal, o pH, a força de cisalhamento, o valor calórico, as perdas por cocção e o IFM não diferiram estatisticamente entre os períodos de confinamento. O grau de marmorização diferiu entre as idades de abate, uma vez os animais abatidos aos 75 dias de confinamento apresentaram escore de 1,25; os abatidos aos 100 e 125 dias, escore 2; e aqueles abatidos aos 150 dias de confinamento, escore 2,2. em todos os períodos de confinamento, a carne bubalina foi classificada como macia (média 3,94 kgf) e apresentou com características que não diferiram pelo painel sensorial entre os 75 e 150 dias de confinamento. O abate de bubalinos aos 75 e 150 dias de confinamento não influencia as características sensoriais sabor, aroma e cor da carne bubalina.

Úlceras de pressão: um estudo com pacientes de unidade de terapia intensiva

To characterize patients according to gender, age category, internment time, diagnostical hypothesis and location of the pressure ulcer; to identify the susceptibility conditions, intrinsical and extrinsical factors present on ICU patients and to verify on the existence of association between the susceptibility conditions and the intrinsecal and extrinsecal factors on the occurrence of PU. Methods: It is a descriptive study, of longitudinal design of the panel type, with quantitative approach, performed on two ICU s of a private hospital located in Natal/RN, with 40 patients interned at these units. The data collection was performed on all three shifts through a structured observation and physical exam of the patients' skin form seeking to identify the presence of PU. Results: The greatest occurence of PU was on individuals of the male gender (70%) when compared to the female gender (30%), that difference being statistically significant (p=0,0267), with the male gender presenting 4,3 times greater chance of developing PU than the female; the predominant age category was from 60 years of age on (85%), 60,0% presented 1 to 2 PU s after 7 (seven) days of permanence in the ICU s, the predominant diagnostical hypothesis on the patients with PU were the respiratory diseases (42,3%) and the most frequent locations of PU were the sacral region (40,0%) and heels (36,0%). 25 PU s of stage I were diagnosed on 50,0% of the followed patients, with general incidence of 50,0% on both ICUs. from the 88 variables researched, 75 were identified on the patients from the study, being the predominant conditions (anemia, hypotension, leukocytosis, other diseases hypertension blood pressure, cardiac insuffience, pneumonia - and ansiolythic), the intrinsecal factors (diminished muscular strenght and/or mass, discrete edema, totally compromised mobile coordination and total inability for movement on the bed) and the extrinsecal factors (inadequate mattress type, permanence on a single position for >2 hours, shearing/friction force, bed clothes with folds that leave marks on the body, pressure force) predominated on patients with PU. The male gender variables (p=0,0267,OR=4,3), sedation (p=0,0006,OR=4,1), psychomotive agitation (p=0,0375,OR=5,8) and leukocytosis (p=0,0285,OR=5,0) presented a significant statistical diference when analyzed independently. We verified an association of 17,3%, statistically significant (p=0,0384), between the susceptibility conditions (anemia, leukocytosis and hypotension), the intrinsecal factors (age equal or above 60 years, diminished/absent pain sensibility and smooth, fine or delicate skin) and the extrinsecal factors (inadequate mattress, pressure forces, shearing/friction force, permanence on a single position for more than 2 hours, elevation between 30 to 45 degrees and inadequate bed clothes' conditions), with a chance ratio of 4,6 times the risk of occurrence of PU on the patients that presented the referred association. Conclusion: The incidence of PU detected on the ICU-interned patients was high and we made evident the existence of association between the susceptibility conditions, the intrinsecal and extrinsecal factors on the occurrence of PU s on the ICUinterned patients, and thus we accept the alternative hypothesis proposed on the study

Modelagem numérica de estruturas de contenção atirantadas em areia

A numerical study on the behavior of tied-back retaining walls in sand, using the finite element method (FEM) is presented. The analyses were performed using the software Plaxis 2D, and were focused on the development of horizontal displacements, horizontal stresses, shear forces and bending moments in the structure during the construction process. Emphasis was placed on the evaluation of wall embedment, tie-back horizontal spacing, wall thickness, and free anchor length on wall behavior. A representative soil profile of a specific region at the City of Natal, Brazil, was used in the numerical analyses. New facilities built on this region often include retaining structures of the same type studied herein. Soil behavior was modeled using the Mohr-Coulomb constitutive model, whereas the structural elements were modeled using the linear elastic model. Shear strength parameters of the soil layers were obtained from direct shear test results conducted with samples collected at the studied site. Deformation parameters were obtained from empirical correlations from SPT test results carried out on the studied site. The results of the numerical analyses revealed that the effect of wall embedment on the investigated parameters is virtually negligible. Conversely, the tie-back horizontal spacing plays an important role on the investigated parameters. The results also demonstrated that the wall thickness significantly affects the wall horizontal displacements, and the shear forces and bending moments within the retaining structure. However, wall thickness was not found to influence horizontal stresses in the structure

Modelos para análise e dimensionamento de painéis de alvenaria estrutural

The main objective of this thesis was the study of bracing panels of structural masonry, by applying the Finite Element Method and Strut and Tie Method. It was analyzed the following aspects: the effect of orthotropy on the behavior of the panels; distribution of horizontal forces between panels for buildings; comparison between Equivalent Frame and Finite Elements models; panels design with the Strut and Tie Method. The results showed that one should not disregard the orthotropy, otherwise this can lead to models stiffer than the real. Regarding the distribution of horizontal forces, showed that the disregard of lintels and shear deformation leads to significant differences in the simplified model. The results showed also that the models in Finite Element and Equivalent Frame exhibit similar behavior in respect to stiffness of panels and stress distribution over the sessions requested. It was discussing criteria for designing Strut and Tie Method models in one floor panels. Then, the theoretical strength these panels was compared with the rupture strength of panels tested in the literature. The theoretical maximum strength were always less than the rupture strength of the panels obtained in tests, due to the fact that the proposed model cannot represent the behavior of the masonry after the start of the panel cracking due to plasticization of the reinforcement

Características da carcaça e da carne de bovinos sob diferentes dietas, em confinamento

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

Avaliação do modelo de produção e da inclusão de gordura nos parâmetros qualitativos e sensoriais do hambúrguer ovino

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

Características físico-químicas e sensoriais da carne de cordeiros terminados com dietas contendo cana-de-açúcar ou silagem de milho e dois níveis de concentrado

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

Estudo numérico do comportamento de muros de arrimo em alvenaria estrutural de blocos vazados

Usually masonry structures has low tension strength, hence the design to flexural efforts can results in high reinforcement ratio, specification of high unit and prism strength, structural members with larger section dimensions and modification in structural arrangement to be possible to use masonry members. The main objective of this study is to evaluate the stiffness, the efforts distribution and the effect of horizontal elements (girders) and vertical elements (counterforts) distribution on the behavior of masonry blocks retaining walls. For this purpose, numerical modeling was performed on typical retaining wall arrangements by varying the amount and placement of horizontal and vertical elements, beyond includes elements simulating the reactions of the soil supporting the foundation of the wall. The numerical modeling also include the macro modeling strategy in which the units, mortar and grout are discretized by a standard volume that represents the masonry elastic behavior. Also, numerical model results were compared with those ones of simplified models usually adopted in bending design of masonry elements. The results show horizontal displacements, principal and shear stresses distribution, and bending moments diagrams. From the analysis it was concluded that quantity and manner of distribution of the girders are both important factors to the panel flexural behavior, the inclusion of the foundation changed significantly the behavior of the wall, especially the horizontal displacements, and has been proposed a new way of considering the flanges section of the counterforts

Fresh and matured lamb meat quality fed with sunflower seeds and vitamin E

O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade da carne de cordeiros Ile de France alimentados com dietas contendo grãos de girassol e vitamina E. Trinta e dois cordeiros pesando inicialmente 15kg foram alojados em baias individuais e abatidos ao atingir 32kg de peso corporal. Os tratamentos consistiram de quatro dietas experimentais: D1) cana-de-açúcar + concentrado sem grãos de girassol; D2) cana-de-açúcar + concentrado com grãos de girassol; D3) cana-de-açúcar + concentrado grãos de girassol, mais 1000mg de vitamina E kg-1 de matéria seca (MS) da dieta; e D4) cana-de-açúcar + concentrado com grãos de girassol e 1000mg de vitamina E dieta kg-1 de MS. Os parâmetros temperatura, pH, cor, perda de peso ao cozimento, força de cisalhamento e capacidade de retenção de água foram determinados nos tempos de maturação de 0, 7 e 14 dias no músculo Longissimus dorsi. As características qualitativas da carne não foram afetadas pelas dietas contendo grãos de girassol combinado com vitamina E, no entanto, pH 24 horas foi afetado (P<0,05) pela dieta contendo grãos de girassol com vitamina E. A perda de peso por cozimento não foi influenciada (P>0,05) pelos tempos de dieta ou de maturação, por outro lado, a força de cisalhamento e capacidade de retenção de água foi significativamente afetada (P<0,05). O uso da vitamina E resultou em carne com maior capacidade de retenção de água. O tempo de maturação influenciou nos parâmetros pH, cor e força de cisalhamento. Carne de cordeiro com 7 dias de maturação apresentou menor força de cisalhamento.