Experimenting through the web a linear variable differential transformer

Aiming for teaching/learning support in sciences and engineering areas, the Remote Experimentation concept (an E-learning subset) has grown in last years with the development of several infrastructures that enable doing practical experiments from anywhere and anytime, using a simple PC connected to the Internet. Nevertheless, given its valuable contribution to the teaching/learning process, the development of more infrastructures should continue, in order to make available more solutions able to improve courseware contents and motivate students for learning. The work presented in this paper contributes for that purpose, in the specific area of industrial automation. After a brief introduction to the Remote Experimentation concept, we describe a remote accessible lab infrastructure that enables users to conduct real experiments with an important and widely used transducer in industrial automation, named Linear Variable Differential Transformer.

Complex variable positive definite functions

In this paper we develop an appropriate theory of positive definite functions on the complex plane from first principles and show some consequences of positive definiteness for meromorphic functions.

Design optimization of cruciform specimens for biaxial fatigue loading

In order to correctly assess the biaxial fatigue material properties one must experimentally test different load conditions and stress levels. With the rise of new in-plane biaxial fatigue testing machines, using smaller and more efficient electrical motors, instead of the conventional hydraulic machines, it is necessary to reduce the specimen size and to ensure that the specimen geometry is appropriated for the load capacity installed. At the present time there are no standard specimen’s geometries and the indications on literature how to design an efficient test specimen are insufficient. The main goal of this paper is to present the methodology on how to obtain an optimal cruciform specimen geometry, with thickness reduction in the gauge area, appropriated for fatigue crack initiation, as a function of the base material sheet thickness used to build the specimen. The geometry is optimized for maximum stress using several parameters, ensuring that in the gauge area the stress is uniform and maximum with two limit phase shift loading conditions. Therefore the fatigue damage will always initiate on the center of the specimen, avoiding failure outside this region. Using the Renard Series of preferred numbers for the base material sheet thickness as a reference, the reaming geometry parameters are optimized using a derivative-free methodology, called direct multi search (DMS) method. The final optimal geometry as a function of the base material sheet thickness is proposed, as a guide line for cruciform specimens design, and as a possible contribution for a future standard on in-plane biaxial fatigue tests. © 2014, Gruppo Italiano Frattura. All rights reserved.

Scaling law in Saddle-node bifurcations for one-dimensional maps: A complex variable approach

The study of transient dynamical phenomena near bifurcation thresholds has attracted the interest of many researchers due to the relevance of bifurcations in different physical or biological systems. In the context of saddle-node bifurcations, where two or more fixed points collide annihilating each other, it is known that the dynamics can suffer the so-called delayed transition. This phenomenon emerges when the system spends a lot of time before reaching the remaining stable equilibrium, found after the bifurcation, because of the presence of a saddle-remnant in phase space. Some works have analytically tackled this phenomenon, especially in time-continuous dynamical systems, showing that the time delay, tau, scales according to an inverse square-root power law, tau similar to (mu-mu (c) )(-1/2), as the bifurcation parameter mu, is driven further away from its critical value, mu (c) . In this work, we first characterize analytically this scaling law using complex variable techniques for a family of one-dimensional maps, called the normal form for the saddle-node bifurcation. We then apply our general analytic results to a single-species ecological model with harvesting given by a unimodal map, characterizing the delayed transition and the scaling law arising due to the constant of harvesting. For both analyzed systems, we show that the numerical results are in perfect agreement with the analytical solutions we are providing. The procedure presented in this work can be used to characterize the scaling laws of one-dimensional discrete dynamical systems with saddle-node bifurcations.

Construção de um variador de frequência

A dificuldade de controlo de um motor de indução, bem como o armazenamento de energia CC e posterior utilização como energia alternada promoveram o desenvolvimento de variadores de frequência e inversores. Assim, como projeto de tese de mestrado em Automação e Sistemas surge o desenvolvimento de um variador de frequência. Para elaboração do variador de frequência efetuou-se um estudo sobre as técnicas de modulação utilizadas nos inversores. A técnica escolhida e utilizada é a Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM). Esta técnica baseia-se na modelação por largura de impulso (PWM), o qual é formado por comparação de um sinal de referência com um sinal de portadora de elevada frequência. Por sua vez, a topologia escolhida para o inversor corresponde a um Voltage Source Inverter (VSI) de ponte trifásica completa a três terminais. O desenvolvimento da técnica de modulação SPWM levou ao desenvolvimento de um modelo de simulação em SIMULINK, o qual permitiu retirar conclusões sobre os resultados obtidos. Na fase de implementação, foram desenvolvidas placas para o funcionamento do variador de frequência. Assim, numa fase inicial foi desenvolvida a placa de controlo, a qual contém a unidade de processamento e que é responsável pela atuação de Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs). Para além disso, foi desenvolvida uma placa para proteção dos IGBTs (evitando condução simultânea no mesmo terminal) e uma placa de fontes isoladas para alimentação dos circuitos e para atuação dos IGBTs. Ainda, foi desenvolvida a técnica de SPWM em software para a unidade de controlo e finalmente foi desenvolvida uma interface gráfica para interação com o utilizador. A validação do projeto foi conseguida através da variação da velocidade do motor de indução trifásico. Para isso, este foi colocado a funcionar a diversas frequências de funcionamento e a diferentes amplitudes. Para além disso, o seu funcionamento foi também validado utilizando uma carga trifásica equilibrada de 3 lâmpadas de forma a ser visualizada a variação de frequência e variação de amplitude.

Supervisory control of a variable speed wind turbine with doubly fed induction generator

This paper is on an onshore variable speed wind turbine with doubly fed induction generator and under supervisory control. The control architecture is equipped with an event-based supervisor for the supervision level and fuzzy proportional integral or discrete adaptive linear quadratic as proposed controllers for the execution level. The supervisory control assesses the operational state of the variable speed wind turbine and sends the state to the execution level. Controllers operation are in the full load region to extract energy at full power from the wind while ensuring safety conditions required to inject the energy into the electric grid. A comparison between the simulations of the proposed controllers with the inclusion of the supervisory control on the variable speed wind turbine benchmark model is presented to assess advantages of these controls. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Optimal brake specific fuel consumption trajectory for stand-alone variable speed Diesel Gen-Set

Energy efficiency plays an important role to the CO2 emissions reduction, combating climate change and improving the competitiveness of the economy. The problem presented here is related to the use of stand-alone diesel gen-sets and its high specific fuel consumptions when operates at low loads. The variable speed gen-set concept is explained as an energy-saving solution to improve this system efficiency. This paper details how an optimum fuel consumption trajectory based on experimentally Diesel engine power map is obtained.

A physical packing sequence algorithm for the container loading problem with static mechanical equilibrium conditions

The container loading problem (CLP) is a combinatorial optimization problem for the spatial arrangement of cargo inside containers so as to maximize the usage of space. The algorithms for this problem are of limited practical applicability if real-world constraints are not considered, one of the most important of which is deemed to be stability. This paper addresses static stability, as opposed to dynamic stability, looking at the stability of the cargo during container loading. This paper proposes two algorithms. The first is a static stability algorithm based on static mechanical equilibrium conditions that can be used as a stability evaluation function embedded in CLP algorithms (e.g. constructive heuristics, metaheuristics). The second proposed algorithm is a physical packing sequence algorithm that, given a container loading arrangement, generates the actual sequence by which each box is placed inside the container, considering static stability and loading operation efficiency constraints.

Optimization of cruciform specimens for biaxial fatigue loading with direct multi search

In order to correctly assess the biaxial fatigue material properties one must experimentally test different load conditions and stress levels. With the rise of new in-plane biaxial fatigue testing machines, using smaller and more efficient electrical motors, instead of the conventional hydraulic machines, it is necessary to reduce the specimen size and to ensure that the specimen geometry is appropriate for the load capacity installed. At the present time there are no standard specimen's geometries and the indications on literature how to design an efficient test specimen are insufficient. The main goal of this paper is to present the methodology on how to obtain an optimal cruciform specimen geometry, with thickness reduction in the gauge area, appropriate for fatigue crack initiation, as a function of the base material sheet thickness used to build the specimen. The geometry is optimized for maximum stress using several parameters, ensuring that in the gauge area the stress distributions on the loading directions are uniform and maximum with two limit phase shift loading conditions (delta = 0 degrees and (delta = 180 degrees). Therefore the fatigue damage will always initiate on the center of the specimen, avoiding failure outside this region. Using the Renard Series of preferred numbers for the base material sheet thickness as a reference, the reaming geometry parameters are optimized using a derivative-free methodology, called direct multi search (DMS) method. The final optimal geometry as a function of the base material sheet thickness is proposed, as a guide line for cruciform specimens design, and as a possible contribution for a future standard on in-plane biaxial fatigue tests

Efeitos imediatos da MWM na dor, amplitude de movimento e funcionalidade, na osteoartrite da anca.

Introdução: A mobilização com movimento (MWM), segundo o Conceito Mulligan tem apresentado bons resultados na melhoria da dor, amplitude de movimento e funcionalidade em diversas disfunções. No entanto, existem poucos estudos sobre a articulação da anca e, até este momento, não foi avaliada a sua efetividade em indivíduos com osteoartrite da anca. Objectivo(s): Avaliar os efeitos imediatos da técnica de MWM na dor, na amplitude de movimento e na função física em indivíduos com osteoartrite da anca. Métodos: Foram incluídos 40 participantes com osteoartrite da anca, divididas de forma aleatória em dois grupos (experimental e placebo). Foram avaliadas as amplitudes de movimento de flexão e rotação medial da anca recorrendo ao goniómetro universal, a intensidade da dor através da Escala Numérica da Dor e a funcionalidade através de testes de função física, antes e imediatamente após a intervenção. Para o tratamento estatístico, foi utilizado um nível de significância de 0,05. Resultados: A aplicação de MWM resultou em diferenças significativas, com redução da dor na Escala Numérica da Dor (p=0,005), um aumento de amplitude de movimento de flexão (p=0,001) e de rotação medial (p=0,011), uma diminuição nos tempos dos testes de função física, o teste Timed “Up and Go” (p=0,037) e o teste “40m Self Placed Walk” (p=0,019), e um aumento nas repetições do teste ―30 seg Sit to Stand” (p=0,009), comparativamente ao grupo placebo. Conclusão: Os resultados sugerem que a técnica MWM parece produzir um efeito imediato significativo na diminuição da dor, aumento de amplitude articular e melhoria da função física em indivíduos com osteoartrite da anca. Este efeito foi maior para dor, para as amplitudes de movimento e para o teste de função física - ―30 seg Sit to Stand” quando se analisou a magnitude do efeito.

Depressão : detecção, diagnóstico e tratamento. Estudo de prevalência e despite das perturbações depressivas e tratamento

RESUMO:A depressão clínica é uma patologia do humor, dimensional e de natureza crónica, evoluindo por episódios heterogéneos remitentes e recorrentes, de gravidade variável, correspondendo a categorias nosológicas porventura artificiais mas clinicamente úteis, de elevada prevalência e responsável por morbilidade importante e custos sociais crescentes, calculando-se que em 2020 os episódios de depressão major constituirão, em todo o mundo, a segunda causa de anos de vida com saúde perdidos. Como desejável, na maioria dos países os cuidados de saúde primários são a porta de entrada para o acesso à recepção de cuidados de saúde. Cerca de 50% de todas as pessoas sofrendo de depressão acedem aos cuidados de saúde primários mas apenas uma pequena proporção é correctamente diagnosticada e tratada pelos médicos prestadores de cuidados primários apesar dos tratamentos disponíveis serem muito efectivos e de fácil aplicabilidade. A existência de dificuldades e barreiras a vários níveis – doença, doentes, médicos, organizações de saúde, cultura e sociedade – contribuem para esta generalizada ineficiência de que resulta uma manutenção do peso da depressão que não tem sido possível reduzir através das estratégias tradicionais de organização de serviços. A equipa comunitária de saúde mental e a psiquiatria de ligação são duas estratégias de intervenção com desenvolvimento conceptual e organizacional respectivamente na Psiquiatria Social e na Psicossomática. A primeira tem demonstrado sucesso na abordagem clínica das doenças mentais graves na comunidade e a segunda na abordagem das patologias não psicóticas no hospital geral. Todavia, a efectividade destas estratégias não se tem revelado transferível para o tratamento das perturbações depressivas e outras patologias mentais comuns nos cuidados de saúde primários. Novos modelos de ligação e de trabalho em equipa multidisciplinar têm sido demonstrados como mais eficazes e custo-efectivos na redução do peso da depressão, ao nível da prestação dos cuidados de saúde primários, quando são atinentes com os seguintes princípios estratégicos e organizacionais: detecção sistemática e abordagem da depressão segundo o modelo médico, gestão integrada de doença crónica incluindo a continuidade de cuidados mediante colaboração e partilha de responsabilidades intersectorial, e a aposta na melhoria contínua da qualidade. Em Portugal, não existem dados fiáveis sobre a frequência da depressão, seu reconhecimento e a adequação do tratamento ao nível dos cuidados de saúde primários nem se encontra validada uma metodologia de diagnóstico simples e fiável passível de implementação generalizada. Foi realizado um estudo descritivo transversal com os objectivos de estabelecer a prevalência pontual de depressão entre os utentes dos cuidados de saúde primários e as taxas de reconhecimento e tratamento pelos médicos de família e testar metodologias de despiste, com base num questionário de preenchimento rápido – o WHO-5 – associado a uma breve entrevista estruturada – o IED. Foram seleccionados aleatoriamente 31 médicos de família e avaliados 544 utentes consecutivos, dos 16 aos 90 anos, em quatro regiões de saúde e oito centros de saúde dotados com 219 clínicos gerais. Os doentes foram entrevistados por psiquiatras, utilizando um método padronizado, o SCAN, para diagnóstico de perturbação depressiva segundo os critérios da 10ª edição da Classificação Internacional de Doenças. Apurou-se que 24.8% dos utentes apresentava depressão. No melhor dos cenários, menos de metade destes doentes, 43%, foi correctamente identificada como deprimida pelo seu médico de família e menos de 13% dos doentes com depressão estavam bem medicados com antidepressivo em dose adequada. A aplicação seriada dos dois instrumentos não revelou dificuldades tendo permitido a identificação de pelo menos 8 em cada 10 doentes deprimidos e a exclusão de 9 em cada 10 doentes não deprimidos. Confirma-se a elevada prevalência da patologia depressiva ao nível dos cuidados primários em Portugal e a necessidade de melhorar a capacidade diagnóstica e terapêutica dos médicos de família. A intervenção de despiste, que foi validada, parece adequada para ser aplicada de modo sistemático em Centros de Saúde que disponham de recursos técnicos e organizacionais para o tratamento efectivo dos doentes com depressão. A obtenção da linha de base de indicadores de prevalência, reconhecimento e tratamento das perturbações depressivas nos cuidados de saúde primários, bem como a validação de instrumentos de uso clínico, viabiliza a capacitação do sistema para a produção de uma campanha nacional de educação de grande amplitude como a proposta no Plano Nacional de Saúde 2004-2010.------- ABSTRACT: Clinical depression is a dimensional and chronic affective disorder, evolving through remitting and recurring heterogeneous episodes with variable severity corresponding to clinically useful artificial diagnostic categories, highly prevalent and producing vast morbidity and growing social costs, being estimated that in 2020 unipolar major depression will be the second cause of healthy life years lost all over the world. In most countries, primary care are the entry point for access to health care. About 50% of all individuals suffering from depression within the community reach primary health care but a smaller proportion is correctly diagnosed and treated by primary care physicians though available treatments are effective and easily manageable. Barriers at various levels – pertaining to the illness itself, to patients, doctors, health care organizations, culture and society – contribute to the inefficiency of depression management and pervasiveness of depression burden, which has not been possible to reduce through classical service strategies. Community mental health teams and consultation-liaison psychiatry, two conceptual and organizational intervention strategies originating respectively within social psychiatry and psychosomatics, have succeeded in treating severe mental illness in community and managing non-psychotic disorders in the general hospital. However, these strategies effectiveness has not been replicated and transferable for the primary health care setting treatment of depressive disorders and other common mental pathology. New modified liaison and multidisciplinary team work models have been shown as more efficacious and cost-effective reducing depression burden at the primary care level namely when in agreement with principles such as: systematic detection of depression and approach accordingly to the medical model, chronic llness comprehensive management including continuity of care through collaboration and shared responsibilities between primary and specialized care, and continuous quality improvement. There are no well-founded data available in Portugal for depression prevalence, recognition and treatment adequacy in the primary care setting neither is validated a simple, teachable and implementable recognition and diagnostic methodology for primary care. With these objectives in mind, a cross-sectional descriptive study was performed involving 544 consecutive patients, aged 16-90 years, recruited from the ambulatory of 31 family doctors randomized within the 219 physicians working in eight health centres from four health regions. Screening strategies were tested based on the WHO-5 questionnaire in association with a short structured interview based on ICD-10 criteria. Depression ICD-10 diagnosis was reached according to the gold standard SCAN interview performed by trained psychiatrists. Any depressive disorder ICD-10 diagnosis was present in 24.8% of patients. Through the use of favourable recognition criteria, 43% of the patients were correctly identified as depressed by their family doctor and about 13% of the depressed patients were prescribed antidepressants at an adequate dosage. The serial administration of both instruments – WHO-5 and short structured interview – was feasible, allowing the detection of eight in ten positive cases and the exclusion of nine in ten non-cases. In Portugal, at the primary care level, high depressive disorder prevalence is confirmed as well as the need to improve depression diagnostic and treatment competencies of family doctors. A two-stage screening strategy has been validated and seems adequate for systematic use in health centres where technical and organizational resources for the effective management of depression are made available. These results can be viewed as primary care depressive disorders baseline indicators of prevalence, detection and treatment and, along with clinical useful instruments, the health system is more capacitated for the establishment of a national level large education campaign on depression such as proposed in the National Health Plan 2004-2010.

Efeitos imediatos da técnica de mobilização com movimento aplicada na articulação tíbio-peroneal inferior na amplitude de dorsiflexão em indíviduos com história de entorse do tornozelo

RESUMO: A entorse do tornozelo é uma das lesões músculo-esqueléticas mais comuns. A limitação da amplitude de dorsiflexão tem sido demonstrada como uma das consequências desta lesão, bem como um dos factores contribuintes para a recorrência. Vários estudos têm demonstrado que o membro lesado de indivíduos com história de entorse, apresenta uma falha posicional anterior do peróneo. Um estudo realizado em cadáveres revelou que um deslizamento póstero-superior ao nível da articulação tibioperoneal inferior pode contribuir para aumentar a amplitude de dorsiflexão. Está descrita uma técnica de terapia manual que realiza o deslizamento póstero-superior do maléolo lateral associada ao movimento activo de flexão dorsal (MWM). No entanto, não existe, até à data, nenhum estudo que investigue a efectividade desta MWM em indivíduos com limitação da FD e história de entorse unilateral do tornozelo. Desenho de estudo: Ensaio clínico aleatorizado e controlado por placebo, duplamente cego. Objectivos: Avaliar os efeitos imediatos da MWM na articulação tibio-peroneal inferior na amplitude de flexão dorsal e no deslizamento posterior do astrágalo em indivíduos com história de entorse unilateral do tornozelo e limitação da flexão dorsal. O protocolo experimental foi aplicado uma única vez e os seus efeitos comparados com uma intervenção placebo. Metodologia: Uma amostra de 30 indivíduos com história de entorse unilateral e limitação da amplitude de flexão dorsal foi aleatoriamente distribuído por dois grupos: grupo MWM e grupo placebo. Foram avaliados o deslizamento posterior do astrágalo e a avaliação da amplitude de flexão dorsal em carga. As avaliações foram realizadas imediatamente antes e após a intervenção. Resultados: Não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos na avaliação inicial (baseline). A realização da one-way ANCOVA revelou que, imediatamente após a intervenção, se verificou um aumento na amplitude de flexão dorsal no grupo MWM (aumento de 1.37 cm (DP, 0.97) significativamente superior ao grupo placebo (diminuição de 0.15cm (DP, 0.63) (P<.001). O deslizamento posterior do astrágalo aumentou 1.51º (DP, 1.77) no grupo MWM, no entanto este aumento não foi significativamente superior ao aumento de 0.76º (DP, 1.26) do grupo placebo (P=.113). Conclusão: Os resultados sugerem que a MWM na articulação tibioperoneal inferior produziram um efeito significativo na amplitude de flexão dorsal embora o mesmo não se tenha verificado no deslizamento posterior do astrágalo. Estes resultados fornecem evidência preliminar para a efectividade da MWM como intervenção em indivíduos com história de entorse unilateral e limitação da amplitude de flexão dorsal.---------------ABSTRACT:Background: Ankle sprains are one of the most common musculo-skeletal injuries. Impaired dorsiflexion range of motion has been shown to be one of the consequences of this injury, as well as one of the contributing factors to recurrence. Several studies have shown the presence of an anterior positional fault of the fibula in injuried ankles. A cadaveric study revealed that a posterosuperior glide of the distal tibiofibular may contribute to improve dorsiflexion. There is a manual therapy technique which provides a posterosuperior glide of the lateral malleolus combined with dorsiflexion active movement (MWM). However, there was no study, until now, that investigated the effectiveness of this MWM in individuals with impaired dorsiflexion and history of unilateral ankle sprain. Design: Double-blind randomized placebo controlled trial. Objectives: To determine the immediate effects of a distal tibiofibular MWM in ankle dorsiflexion and talar posterior glide in patients with history of unilateral ankle sprain and limitation of dorsiflexion. The treatment technique was used as a single treatment against a placebo group. Methods: A sample of 30 subjects with a history of unilateral ankle sprain and limitation of dorsiflexion were randomized into two groups: distal tibiofibular MWM or a placebo group. The outcome measures used in this study were the posterior talar glide and weight-bearing (WB) ankle dorsiflexion range of motion. The measures were taken before and immediately after the intervention. Results: No significant differences were found in baseline measures between groups. A one-way ANCOVA revealed that, immediately after the intervention, there was an improvement in ankle dorsiflexion in the MWM group (increase of 1.37 cm (SD, 0.97) significantly superior to the placebo group (decrease of 0.15cm (SD, 0.63) (P<.001). Posterior talar glide increased by 1.51º (SD, 1.77) for the MWM group, which was more than 0.76º (SD, 1.25) for the placebo intervention although there wasn’t a significant difference between groups (P=.113). Conclusion: This investigation’s findings suggest that an inferior tibio-fibular MWM produced a significant effect on WB dorsiflexion range of motion and posterior talar glide. These results provide preliminary evidence for the efficacy of mobilisations with movement in the management of individuals with history of unilateral ankle sprain and limitation of dorsiflexion.

Impacto do Diâmetro do Nervo Óptico na Amplitude de Pulso Ocular no Glaucoma Primário de Ângulo Aberto

Introdução: A pressão intra-craniana (PIC) tem sido descrita como estando envolvida no glaucoma primário de ângulo aberto (GPAA). A sua avaliação está contudo limitada pela necessidade de métodos invasivos, como a punção lombar. A ecografia ocular permite uma avaliação indirecta da PIC através da medição do diâmetro da bainha do nervo óptico (NO). Desconhece-se se esta nova variável tem capacidade de modular factores de risco normalmente investigados em doentes com GPAA. Objectivo: Avaliar o impacto do diâmetro da bainha do NO na pressão intra-ocular (PIO) e na amplitude de pulso ocular (OPA) de doentes com GPAA. Métodos: Quinze doentes com GPAA foram submetidos a medição da PIO por tonometria de contorno dinâmico, avaliação topográfica do disco óptico e ecografia ocular modo B com sonda doppler. Apenas o olho com maior dano glaucomatoso foi seleccionado por doente. Resultados: A média do diâmetro da bainha do NO foi de 5,6±0,67mm, a PIO média de 17,8±2,2mmHg e a OPA de 3,1±1,7mmHg. O diâmetro da bainha do NO correlacionou-se negativamente a OPA (r=-0.54, p=0.05), não tendo influenciado a PIO (r=-0,25, p=0,41). Da avaliação hemodinâmica, apenas o índice de resistência da artéria central da retina (CRA) foi influenciado pelo diâmetro da bainha do NO (r=-0.52, p=0.04). Conclusão: O diâmetro da bainha do NO correlaciona-se negativamente com a OPA. Este efeito poderá ser explicado pela alteração da resistência vascular da artéria que atravessa este espaço subaracnoideu, a CRA. O estudo da região retrobulbar e do balanço entre as pressões aí exercidas é assim um campo cuja importância será crescente na avaliação do doente com GPAA.

Estudo da resistência de juntas adesivas em L entre alumínio e material compósito

As ligações adesivas são frequentemente utilizadas na fabricação de estruturas complexas que não poderiam ou não seriam tão fáceis de ser fabricadas numa só peça, a fim de proporcionar uma união estrutural que, teoricamente, deve ser pelo menos tão resistente como o material de base. As juntas adesivas têm vindo a substituir métodos como a soldadura, e ligações parafusadas e rebitadas, devido à facilidade de fabricação, menor custo, facilidade em unir materiais diferentes, melhor resistência, entre outras características. Os materiais compósitos reforçados com fibra de carbono são amplamente utilizados em muitas indústrias, tais como de construção de barcos, automóvel e aeronáutica, sendo usados em estruturas que requerem elevada resistência e rigidez específicas, o que reduz o peso dos componentes, mantendo a resistência e rigidez necessárias para suportar as diversas cargas aplicadas. Embora estes métodos de fabricação reduzam ao máximo as ligações através de técnicas de fabrico avançadas, estas ainda são necessárias devido ao tamanho dos componentes, limitações de projecto tecnológicas e logísticas. Em muitas estruturas, a combinação de compósitos com metais tais como alumínio ou titânio traz vantagens de projecto. Este trabalho tem como objectivo estudar, experimentalmente e por modelos de dano coesivo (MDC), juntas adesivas em L entre componentes de alumínio e compósito de carbono epóxido quando solicitados a forças de arrancamento, considerando diferentes configurações de junta e adesivos de ductilidade distinta. Os parâmetros geométricos abordados são a espessura do aderente de alumínio (tP2) e comprimento de sobreposição (LO). A análise numérica permitiu o estudo da distribuição das tensões, evolução do dano, resistência e modos de rotura. Os testes experimentais validam os resultados numéricos e fornecem mecanismos de projecto para juntas em L. Foi mostrado que a geometria do aderente em L (alumínio) e o tipo de adesivo têm uma influência directa na resistência de junta.

Dynamic stability metrics for the container loading problem

The Container Loading Problem (CLP) literature has traditionally evaluated the dynamic stability of cargo by applying two metrics to box arrangements: the mean number of boxes supporting the items excluding those placed directly on the floor (M1) and the percentage of boxes with insufficient lateral support (M2). However, these metrics, that aim to be proxies for cargo stability during transportation, fail to translate real-world cargo conditions of dynamic stability. In this paper two new performance indicators are proposed to evaluate the dynamic stability of cargo arrangements: the number of fallen boxes (NFB) and the number of boxes within the Damage Boundary Curve fragility test (NB_DBC). Using 1500 solutions for well-known problem instances found in the literature, these new performance indicators are evaluated using a physics simulation tool (StableCargo), replacing the real-world transportation by a truck with a simulation of the dynamic behaviour of container loading arrangements. Two new dynamic stability metrics that can be integrated within any container loading algorithm are also proposed. The metrics are analytical models of the proposed stability performance indicators, computed by multiple linear regression. Pearson’s r correlation coefficient was used as an evaluation parameter for the performance of the models. The extensive computational results show that the proposed metrics are better proxies for dynamic stability in the CLP than the previous widely used metrics.