Multi-scale modeling of the mechanical behavior of polymer-based materials

Polymers have become the reference material for high reliability and performance applications. In this work, a multi-scale approach is proposed to investigate the mechanical properties of polymeric based material under strain. To achieve a better understanding of phenomena occurring at the smaller scales, a coupling of a Finite Element Method (FEM) and Molecular Dynamics (MD) modeling in an iterative procedure was employed, enabling the prediction of the macroscopic constitutive response. As the mechanical response can be related to the local microstructure, which in turn depends on the nano-scale structure, the previous described multi-scale method computes the stress-strain relationship at every analysis point of the macro-structure by detailed modeling of the underlying micro- and meso-scale deformation phenomena. The proposed multi-scale approach can enable prediction of properties at the macroscale while taking into consideration phenomena that occur at the mesoscale, thus offering an increased potential accuracy compared to traditional methods.

Estimating Local Part Thickness in Midplane Meshes for Finite Element Analysis

Within the development of motor vehicles, crash safety (e.g. occupant protection, pedestrian protection, low speed damageability), is one of the most important attributes. In order to be able to fulfill the increased requirements in the framework of shorter cycle times and rising pressure to reduce costs, car manufacturers keep intensifying the use of virtual development tools such as those in the domain of Computer Aided Engineering (CAE). For crash simulations, the explicit finite element method (FEM) is applied. The accuracy of the simulation process is highly dependent on the accuracy of the simulation model, including the midplane mesh. One of the roughest approximations typically made is the actual part thickness which, in reality, can vary locally. However, almost always a constant thickness value is defined throughout the entire part due to complexity reasons. On the other hand, for precise fracture analysis within FEM, the correct thickness consideration is one key enabler. Thus, availability of per element thickness information, which does not exist explicitly in the FEM model, can significantly contribute to an improved crash simulation quality, especially regarding fracture prediction. Even though the thickness is not explicitly available from the FEM model, it can be inferred from the original CAD geometric model through geometric calculations. This paper proposes and compares two thickness estimation algorithms based on ray tracing and nearest neighbour 3D range searches. A systematic quantitative analysis of the accuracy of both algorithms is presented, as well as a thorough identification of particular geometric arrangements under which their accuracy can be compared. These results enable the identification of each technique’s weaknesses and hint towards a new, integrated, approach to the problem that linearly combines the estimates produced by each algorithm.

Finite element analysis of pectus carinatum surgical correction via a minimally invasive approach

Pectus carinatum (PC) is a chest deformity caused by a disproportionate growth of the costal cartilages compared to the bony thoracic skeleton, pulling the sternum towards, which leads to its protrusion. There has been a growing interest on using the ‘reversed Nuss’ technique as minimally invasive procedure for PC surgical correction. A corrective bar is introduced between the skin and the thoracic cage and positioned on top of the sternum highest protrusion area for continuous pressure. Then, it is fixed to the ribs and kept implanted for about 2–3 years. The purpose of this work was to (a) assess the stresses distribution on the thoracic cage that arise from the procedure, and (b) investigate the impact of different positioning of the corrective bar along the sternum. The higher stresses were generated on the 4th, 5th and 6th ribs backend, supporting the hypothesis of pectus deformities correction-induced scoliosis. The different bar positioning originated different stresses on the ribs’ backend. The bar position that led to lower stresses generated on the ribs backend was the one that also led to the smallest sternum displacement. However, this may be preferred, as the risk of induced scoliosis is lowered.

Predicting the mechanical behavior of amorphous polymeric materials under strain through multi-scale simulation

Polymeric materials have become the reference material for high reliability and performance applications. However, their performance in service conditions is difficult to predict, due in large part to their inherent complex morphology, which leads to non-linear and anisotropic behavior, highly dependent on the thermomechanical environment under which it is processed. In this work, a multiscale approach is proposed to investigate the mechanical properties of polymeric-based material under strain. To achieve a better understanding of phenomena occurring at the smaller scales, the coupling of a finite element method (FEM) and molecular dynamics (MD) modeling, in an iterative procedure, was employed, enabling the prediction of the macroscopic constitutive response. As the mechanical response can be related to the local microstructure, which in turn depends on the nano-scale structure, this multiscale approach computes the stress-strain relationship at every analysis point of the macro-structure by detailed modeling of the underlying micro- and meso-scale deformation phenomena. The proposed multiscale approach can enable prediction of properties at the macroscale while taking into consideration phenomena that occur at the mesoscale, thus offering an increased potential accuracy compared to traditional methods.

Formação de estratégia nas micro e pequenas empresas: um estudo no centro-oeste mineiro

Muito se tem dito e escrito sobre as peculiaridades da administração estratégica nas micro e pequenas empresas (MPE). Pouco, entretanto, tem sido feito em termos de trabalho empírico, de cunho quantitativo, quando comparado com o volume de pesquisa que trata de grandes empresas. Nesse sentido, o presente artigo buscou explorar o processo de formação de estratégias nessas empresas, descrevendo seus principais aspectos e, principalmente, verificando se há características desse processo que podem ser associadas a níveis de desempenho acima (e/ou abaixo) da média. Para tanto, utilizou-se a análise de regressão linear múltipla para entender as relações existentes entre as variáveis do processo de formação da estratégia consideradas no estudo e o desempenho; e, ainda, a análise discriminante para determinar os indicadores que diferenciam os grupos de empresas com desempenho acima e abaixo da média. Os resultados apontaram uma tendência à utilização de processos de formação de estratégia deliberados e formais. Por outro lado, reconhecemos também, uma tendência de inovação e mudança. O desempenho acima da média das micro e pequenas empresas, ao que parece, é resultado de uma receita balanceada desses dois ingredientes.

Gestão de capital de giro: contribuição para as micro e pequenas empresas no Brasil

Este artigo trata da importância das questões de capital de giro na gestão das micro e pequenas empresas (MPE) no Brasil. Apresenta-se uma revisão dos conceitos de capital de giro e da importância das MPE no Brasil, além de uma discussão sobre a relevância de uma gestão financeira de curto prazo eficiente para o sucesso de um empreendimento de pequeno porte. Com características bem definidas, as micro e pequenas empresas são responsáveis pela geração da maior parte dos empregos formais no Brasil; apesar disso, ainda não contam com uma estrutura formal de apoio de crédito. O trabalho aponta como fator relevante para o sucesso das micro e pequenas empresas ter um bom gerenciamento do capital de giro. O mau gerenciamento desse fator contribui para o alto índice de mortalidade dessas empresas. Para que o administrador de capital de giro tenha êxito, é importante que haja um forte entrelaçamento com a administração estratégica, para uma solução definitiva do problema, isto é, que consista numa recuperação de lucratividade da empresa e as consequentes recomposições de seu fluxo de caixa, fazendo com que as micro e pequenas empresas consigam chegar à fase de maturidade.

Tecnologia da informação como ferramenta para a análise econômica e financeira em apoio à tomada de decisão para as micro e pequenas empresas

Este artigo apresenta como a tecnologia de informação pode auxiliar na análise econômica e financeira em uma organização, favorecendo a apreciação dos resultados e de seu desempenho, com vistas à garantia da eficiência e da celeridade desse processo, e oferecendo, ainda, visibilidade das demonstrações financeiras para gestores e sócios. Também analisa como a contabilidade gerencial auxilia as micro e pequenas empresas no processo de planejamento e controle, focalizando a estrutura e o funcionamento dos elementos fundamentais para análise das demonstrações financeiras no apoio à decisão.

A incubação das micro, pequenas e médias empresas (MPMEs) em Portugal : uma discussão sobre custos de transacção, dimensão competitiva e a cadeia de valor

RESUMO: Este trabalho tem por objectivo discutir as formas como as incubadoras de empresas contribuem para a criação da cadeia de valores de Micros, Pequenas e Médias Empresas (MPMEs) permitindo a redução dos seus custos de transacção. Para melhor compreender a forma como se reduzem os custos de transacção é importante conhecer os pressupostos comportamentais que provocam a existência de tais custos: a racionalidade limitada, porque a nossa forma de pensar tem limitações; e o oportunismo, porque há pessoas com comportamentos desonestos envolvidas no negócio. O verdadeiro poder explicativo da teoria dos custos de transacção está, no entanto, na análise de três variáveis que determinam se esses custos serão mais baixos numa estrutura hierárquica ou num mercado. Estas três variáveis são: a especificidade de activos - se uma transacção envolve ou não activos específicos à actividade da empresa; a incerteza - qual o grau de incerteza em encontrar um produto ou serviço externo à empresa; e a frequência - e se um bem ou serviço é frequentemente utilizado ou não. As incubadoras de empresas são actualmente consideradas como uma iniciativa essencial ao desenvolvimento socioeconómico regional, e nacional. Estas instituições contribuem para corrigir ineficiências no mercado, conferindo às empresas uma capacidade de inovação tecnológica que garante empregos e a criação de riquezas, aumentando o bem-estar da sociedade. O sucesso da sua actuação resume-se à capacidade para gerar dimensões virtuais que contribuem para a cadeia de valores, permitindo as MPMEs, a redução dos seus custos de transacção. ABSTRACT: This work aims to discuss the relevant forms how incubators contribute to the value chain of a in micro, small and medium enterprises (MSME´s) reducing their transaction costs. To better understand how transaction costs can be reduced one must recognize the behavioral assumptions that are behind there existence; bounded rationality - because our way of thinking has limitations and opportunism - because there are dishonest people involved in the business. The true cost theory´s explanatory power comes from the analyses of the three variables that determine whether those costs will be lower in a hierarchical structure or a market structure. These three variables are: specificity of assets - if the transaction involves or not specific assets in for the firm´s activity; the uncertainty - what is the degree of uncertainty in finding a product or service external to the firm; and the frequency - what is the frequency of the good or service use. Business incubators are currently regarded as a key initiative for the national or regional economic development. The institutions contribute to correct market inefficiencies, improving the capacity of firms to produce technological innovations that guaranty jobs and wealth creation increasing welfare. The success of this all boils down to the capacity to create virtual dimensions that contributes to the MSME´s value chain reducing transaction costs.

Estágios de desenvolvimento econômico e políticas públicas de empreendedorismo e de micro, pequenas e médias empresas (MPMEs) em perspectiva comparada: os casos do Brasil, do Canadá, do Chile, da Irlanda e da Itália

Esta pesquisa explora em perspectiva comparada as políticas públicas de empreendedorismo e Micro, Pequenas e Médias Empresas (MPMEs) no Brasil, no Canadá, no Chile e na Itália. A hipótese fundamental é que economias no estágio de inovação tendem a desenvolver mais políticas de empreendedorismo do que as de países no estágio da eficiência. Da mesma forma, países no estágio de inovação tendem a usar menos instrumentos de políticas de MPMEs do que países em estágio de eficiência, quase sempre para incentivar grupos, setores ou regiões em específico. O artigo contribui com a literatura de empreendedorismo ao analisar na prática a convergência/divergência das escolhas de política pública e estágio de desenvolvimento.

Dificuldades e perspectivas no acesso de micro e pequenas empresas a linhas de crédito públicas: o caso de Chapecó

Estas linhas se constituem em políticas que pretendem promover o desenvolvimento econômico e social através da geração de trabalho e renda. Este artigo tem como objetivo analisar se as linhas de crédito públicas - Proger e BNDES/Finame - foram acessadas pelas microempresas no município de Chapecó (SC), suas dificuldades e perspectivas. Caracteriza-se como um estudo exploratório descritivo, com abordagem qualitativa. Do universo investigado constatou-se um baixo índice de acesso, existindo mais dificuldades do que perspectivas concretas de que essas linhas se constituam em políticas de inclusão social que promovam o desenvolvimento para o município e região. A ausência de informações dos públicos-alvo a serem beneficiados por essas políticas mostra a necessidade de reformular as diretrizes de exigência necessárias para o acesso ao crédito.

Optimal design of piezolaminated structures using B-spline strip finite element models

A package of B-spline finite strip models is developed for the linear analysis of piezolaminated plates and shells. This package is associated to a global optimization technique in order to enhance the performance of these types of structures, subjected to various types of objective functions and/or constraints, with discrete and continuous design variables. The models considered are based on a higher-order displacement field and one can apply them to the static, free vibration and buckling analyses of laminated adaptive structures with arbitrary lay-ups, loading and boundary conditions. Genetic algorithms, with either binary or floating point encoding of design variables, were considered to find optimal locations of piezoelectric actuators as well as to determine the best voltages applied to them in order to obtain a desired structure shape. These models provide an overall economy of computing effort for static and vibration problems.

Sensor element for a metal-insulator-semiconductor camera system (MISCam)

We discuss the operation of a new type of optical sensor (MISCam) based on a metal-insulator-semiconductor (MIS) structure. The operation principle relies on light-induced changes of the band bending and barrier height at the interface between semiconductor and insulator. An image is obtained from the quenching of the ac signal in analogy to the principle of the laser-scanned photodiode (LSP). Lateral resolution depends on the semiconductor material chosen. We have characterised the MIS structures by C-V, I-V, and spectral response measurements testing different types of insulators like a-Si3N4, SiO2, and AlN. The presence of slow interface charges allows for image memory. Colour sensors can be realised by controlling sign and magnitude of the electric fields in the base and the interface region.