High-strain composites and dual-matrix composite structures

Most space applications require deployable structures due to the limiting size of current launch vehicles. Specifically, payloads in nanosatellites such as CubeSats require very high compaction ratios due to the very limited space available in this typo of platform. Strain-energy-storing deployable structures can be suitable for these applications, but the curvature to which these structures can be folded is limited to the elastic range. Thanks to fiber microbuckling, high-strain composite materials can be folded into much higher curvatures without showing significant damage, which makes them suitable for very high compaction deployable structure applications. However, in applications that require carrying loads in compression, fiber microbuckling also dominates the strength of the material. A good understanding of the strength in compression of high-strain composites is then needed to determine how suitable they are for this type of application.

The goal of this thesis is to investigate, experimentally and numerically, the microbuckling in compression of high-strain composites. Particularly, the behavior in compression of unidirectional carbon fiber reinforced silicone rods (CFRS) is studied. Experimental testing of the compression failure of CFRS rods showed a higher strength in compression than the strength estimated by analytical models, which is unusual in standard polymer composites. This effect, first discovered in the present research, was attributed to the variation in random carbon fiber angles respect to the nominal direction. This is an important effect, as it implies that microbuckling strength might be increased by controlling the fiber angles. With a higher microbuckling strength, high-strain materials could carry loads in compression without reaching microbuckling and therefore be suitable for several space applications.

A finite element model was developed to predict the homogenized stiffness of the CFRS, and the homogenization results were used in another finite element model that simulated a homogenized rod under axial compression. A statistical representation of the fiber angles was implemented in the model. The presence of fiber angles increased the longitudinal shear stiffness of the material, resulting in a higher strength in compression. The simulations showed a large increase of the strength in compression for lower values of the standard deviation of the fiber angle, and a slight decrease of strength in compression for lower values of the mean fiber angle. The strength observed in the experiments was achieved with the minimum local angle standard deviation observed in the CFRS rods, whereas the shear stiffness measured in torsion tests was achieved with the overall fiber angle distribution observed in the CFRS rods.

High strain composites exhibit good bending capabilities, but they tend to be soft out-of-plane. To achieve a higher out-of-plane stiffness, the concept of dual-matrix composites is introduced. Dual-matrix composites are foldable composites which are soft in the crease regions and stiff elsewhere. Previous attempts to fabricate continuous dual-matrix fiber composite shells had limited performance due to excessive resin flow and matrix mixing. An alternative method, presented in this thesis uses UV-cure silicone and fiberglass to avoid these problems. Preliminary experiments on the effect of folding on the out-of-plane stiffness are presented. An application to a conical log-periodic antenna for CubeSats is proposed, using origami-inspired stowing schemes, that allow a conical dual-matrix composite shell to reach very high compaction ratios.

Discontinuous yielding and fracture initiation near a notch in mild steel

This thesis presents the results of an experimental investigation of the initiation of brittle fracture and the nature of discontinuous yielding in small plastic enclaves in an annealed mild steel. Upper and lower yield stress data have been obtained from unnotched specimens and nominal fracture stress data have been obtained from specimens of two scale factors and two grain sizes over a range of nominal stress rates from 10^2 to 10^7 lb/in.^2 sec at -111°F and -200°F. The size and shape of plastic enclaves near the notches were revealed by an etch technique.

A stress analysis utilizing slip-line field theory in the plastic region has been developed for the notched specimen geometry employed in this investigation. The yield stress of the material in the plastic enclaves near the notch root has been correlated with the lower yield stress measured on unnotched specimens through a consideration of the plastic boundary velocity under dynamic loading. A maximum tensile stress of about 122,000 lb/in.^2 at the instant of fracture initiation was calculated with the aid of the stress analysis for the large scale specimens of ASTM grain size 8 1/4.

The plastic strain state adjacent to a plastic-elastic interface has been shown to cause the maximum shear stress to have a larger value on the elastic than the plastic side of the interface. This characteristic of dis continuous yielding is instrumental in causing the plastic boundaries to be nearly parallel to the slip-line field where the plastic strain is of the order of the Lüder's strain.

Optimización técnico-económica del sistema de refrigeración de una planta termosolar de colectores cilindroparabólicos.

[ES]Este proyecto comprende la realización de un estudio de optimización mediante análisis técnico-económico del sistema de refrigeración de una planta termosolar de colectores cilindroparabólicos. Se incluye una exposición descriptiva de la planta y el sistema de agua de circulación y condensado. El estudio técnico-económico se apoya en la realización de los balances térmicos variando los parámetros dimensionantes relativos a dicho sistema mediante el software Thermoflex, partiendo del valor de estos que proporciona la potencia nominal de la planta. Se calcula la producción eléctrica diferencial e inversión diferencial de cada alternativa de dimensionamiento del sistema, calculándose la rentabilidad económica para cada caso. Se refleja también el cambio legislativo sucedido en cuanto al precio de venta de la electricidad y como afecta éste en la rentabilidad de cada caso. De esta forma se seleccionará la solución óptima y se extraerán las conclusiones.

Observations of 1-6 MeV Jovian electrons at 1 AU and a study of their propagation

The 1-6 MeV electron flux at 1 AU has been measured for the time period October 1972 to December 1977 by the Caltech Electron/Isotope Spectrometers on the IMP-7 and IMP-8 satellites. The non-solar interplanetary electron flux reported here covered parts of five synodic periods. The 88 Jovian increases identified in these five synodic periods were classified by their time profiles. The fall time profiles were consistent with an exponential fall with τ ≈ 4-9 days. The rise time profiles displayed a systematic variation over the synodic period. Exponential rise time profiles with τ ≈ 1-3 days tended to occur in the time period before nominal connection, diffusive profiles predicted by the convection-diffusion model around nominal connection, and abrupt profiles after nominal connection.

The times of enhancements in the magnetic field, │B│, at 1 AU showed a better correlation than corotating interaction regions (CIR's) with Jovian increases and other changes in the electron flux at 1 AU, suggesting that │B│ enhancements indicate the times that barriers to electron propagation pass Earth. Time sequences of the increases and decreases in the electron flux at 1 AU were qualitatively modeled by using the times that CIR's passed Jupiter and the times that │B│ enhancements passed Earth.

The electron data observed at 1 AU were modeled by using a convection-diffusion model of Jovian electron propagation. The synodic envelope formed by the maxima of the Jovian increases was modeled by the envelope formed by the predicted intensities at a time less than that needed to reach equilibrium. Even though the envelope shape calculated in this way was similar to the observed envelope, the required diffusion coefficients were not consistent with a diffusive process.

Three Jovian electron increases at 1 AU for the 1974 synodic period were fit with rise time profiles calculated from the convection-diffusion model. For the fits without an ambient electron background flux, the values for the diffusion coefficients that were consistent with the data were k_x = 1.0 - 2.5 x 10²¹ cm²/sec and k_y = 1.6 - 2.0 x 10²² cm²/sec. For the fits that included the ambient electron background flux, the values for the diffusion coefficients that were consistent with the data were k_x = 0.4 - 1.0 x 10²¹ cm²/sec and k_y = 0.8 - 1.3 x 10²² cm²/sec.

Collective behavior of asperities as a model for friction and adhesion

Understanding friction and adhesion in static and sliding contact of surfaces is important in numerous physical phenomena and technological applications. Most surfaces are rough at the microscale, and thus the real area of contact is only a fraction of the nominal area. The macroscopic frictional and adhesive response is determined by the collective behavior of the population of evolving and interacting microscopic contacts. This collective behavior can be very different from the behavior of individual contacts. It is thus important to understand how the macroscopic response emerges from the microscopic one. In this thesis, we develop a theoretical and computational framework to study the collective behavior. Our philosophy is to assume a simple behavior of a single asperity and study the collective response of an ensemble. Our work bridges the existing well-developed studies of single asperities with phenomenological laws that describe macroscopic rate-and-state behavior of frictional interfaces. We find that many aspects of the macroscopic behavior are robust with respect to the microscopic response. This explains why qualitatively similar frictional features are seen for a diverse range of materials. We first show that the collective response of an ensemble of one-dimensional independent viscoelastic elements interacting through a mean field reproduces many qualitative features of static and sliding friction evolution. The resulting macroscopic behavior is different from the microscopic one: for example, even if each contact is velocity-strengthening, the macroscopic behavior can be velocity-weakening. The framework is then extended to incorporate three-dimensional rough surfaces, long- range elastic interactions between contacts, and time-dependent material behaviors such as viscoelasticity and viscoplasticity. Interestingly, the mean field behavior dominates and the elastic interactions, though important from a quantitative perspective, do not change the qualitative macroscopic response. Finally, we examine the effect of adhesion on the frictional response as well as develop a force threshold model for adhesion and mode I interfacial cracks.

Evolución del presupuesto público de la CAPV durante la crisis.

Tomando como referencia el horizonte temporal 2007-2012 se ha analizado la evolución de los presupuestos de la Administración General y Órganos Autónomos Consolidados del País Vasco. Para ello se ha procedido a realizar un estudio de la evolución de los gastos desde el punto de vista de su clasificación económica y funcional, así como de los ingresos desde su clasificación económica. Los datos revelan que la etapa 2007-2009 ha estado marcada por la expansión del gasto público y la reducción de los ingresos, mientras que el periodo 2009-2012 ha estado caracterizado por la contención del gasto público y el incremento de los ingresos, lo que ha derivado en una reducción del déficit público.

Factores determinantes de las crisis financieras: un análisis cualitativo

A lo largo del siglo XX han sucedido un gran número de crisis financieras, y muchas de las que surgieron en épocas pasadas siguen teniendo repercusión en el contexto económico-financiero actual. En muchos aspectos, la crisis actual no ha sido muy diferente de acontecimientos que hemos visto en los mercados emergentes durante la última década, ya que vemos que se dan circunstancias similares en los comportamientos económicos y financieros que desembocan en las crisis. En este contexto, el objetivo principal de este estudio es identificar las causas comunes a los episodios de crisis más relevantes que han precedido a la crisis financiera actual y compararlos con los factores desencadenantes de ésta. Para ello, la metodología empleada es la analítico-sintética, que consiste en analizar el fenómeno objeto de estudio y sintetizarlo para obtener, finalmente, una serie de conclusiones. Las conclusiones de este trabajo señalan la existencia de dos clasificaciones de crisis en base a la literatura teórica: la primera, que las divide en bancarias, monetarias y financieras; y la segunda, que distingue entre modelos teóricos de Primera, Segunda y Tercera Generación. Todas ellas presentan además unas causas comunes que también han sido explicativas del episodio de crisis que estamos padeciendo actualmente.

Revisão anatômica e posicionamento filogenético das espécies de Ionoscopiformes (Actinopterygii: Holostei) do Cretáceo do nordeste do Brasil e de Puebla, México

Os gêneros de peixes fósseis Oshunia e Placidichthys são holósteos pertencentes à Ordem Ionoscopiformes e provenientes do Cretáceo Inferior do Brasil, das bacias do Araripe e de Tucano. No clado Ionoscopiformes sensu Grande & Bemis (1998) estão incluídas as famílias Ionoscopidae e Ophiopsidae, todavia as relações internas deste grupo ainda são duvidosas. Oshunia e Placidichthys fazem parte das famílias Ionoscopidae e Ophiopsidae, respectivamente, sendo o gênero Oshunia considerado como mono-específico (cf., O. brevis), enquanto que Placidichthys apresenta duas espécies nominais (cf., P. bidorsalis e P. tucanensis). Em função destas espécies terem sido descritas a partir de poucos espécimes, ainda existiam várias lacunas no conhecimento em relação as mesmas, como, por exemplo, a possibilidade da existência de outras espécies no gênero Oshunia e a falta de informações anatômicas, especialmente do crânio, da região occipital, dos ossos da face e da nadadeira caudal das espécies de Placidichthys. Outro ponto em aberto na literatura era a posição filogenética dos dois gêneros. Frente a estas questões, o objetivo da presente dissertação foi realizar uma revisão anatômica dos gêneros Oshunia e Placidichthys, a fim de ampliar o conhecimento anatômico e taxonômico acerca dos mesmos, além realizar uma análise filogenética da Ordem Ionoscopiformes, baseada em matrizes de caracteres existentes na literatura, para se obter um melhor posicionamento dessas espécies brasileiras. Em função da facilidade de acesso a material mexicano, também foram incluídos nesta revisão os gêneros Teoichthys e Tuetzalichthys provenientes do Cretáceo da Formação Tlayúa, estes também peixes fósseis holósteos pertencentes à Ordem Ionoscopiformes. Do ponto de vista taxonômico, não foi possível confirmar a existência de novas espécies para o gênero Oshunia, entretanto ficou clara a presença de uma nova espécie pertencente ao gênero mexicano Teoichthys. A presente revisão proporcionou uma série de novas informações sobre a anatomia destas espécies de Ionoscopiformes, tais como a descrição dos ossos circumorbitais e do teto craniano e uma reinterpretação acerca da nadadeira dorsal de Placidichthys bidorsalis, ou ainda sobre a forma do rostral de Teoichthys kallistos. Da mesma maneira, esta revisão também ofereceu novos dados para a construção de uma nova hipótese filogenética para Ionoscopiformes, a qual se mostrou consideravelmente distinta das hipóteses filogenéticas anteriores (cf., relações internas de Ionoscopidae e o posicionamento do gênero Teoichthys). O baixo suporte para grande parte dos clados torna evidente a fragilidade das hipóteses de relacionamento interno do clado Ionoscopiformes, bem como a necessidade de uma revisão mais aprofundada das outras espécies deste grupo e dos caracteres a serem utilizados em futuras análises filogenéticas.

Turbulent buoyant jets into stratified or flowing ambient fluids

Theoretical and experimental studies were made on two classes of buoyant jet problems, namely:

1) an inclined, round buoyant yet in a stagnant environment with linear density-stratification;

2) a round buoyant jet in a uniform cross stream of homogenous density.

Using the integral technique of analysis, assuming similarity, predictions can be made for jet trajectory, widths, and dilution ratios, in a density-stratified or flowing environment. Such information is of great importance in the design of disposal systems for sewage effluent into the ocean or waste gases into the atmosphere.

The present study of a buoyant jet in a stagnant environment has extended the Morton type of analysis to cover the effect of the initial angle of discharge. Numerical solutions have been presented for a range of initial conditions. Laboratory experiments were conducted for photographic observations of the trajectories of dyed jets. In general the observed jet forms agreed well with the calculated trajectories and nominal half widths when the value of the entrainment coefficient was taken to be α = 0.082, as previously suggested by Morton.

The problem of a buoyant jet in a uniform cross stream was analyzed by assuming an entrainment mechanism based upon the vector difference between the characteristic jet velocity and the ambient velocity. The effect of the unbalanced pressure field on the sides of the jet flow was approximated by a gross drag term. Laboratory flume experiments with sinking jets which are directly analogous to buoyant jets were performed. Salt solutions were injected into fresh water at the free surface in a flume. The jet trajectories, dilution ratios and jet half widths were determined by conductivity measurements. The entrainment coefficient, α, and drag coefficient, C_d, were found from the observed jet trajectories and dilution ratios. In the ten cases studied where jet Froude number ranged from 10 to 80 and velocity ratio (jet: current) K from 4 to 16, α varied from 0.4 to 0.5 and C_d from 1.7 to 0.1. The jet mixing motion for distance within 250D was found to be dominated by the self-generated turbulence, rather than the free-stream turbulence. Similarity of concentration profiles has also been discussed.

Análisis de la flora de los pastos meso-xerófilos del Centro-Norte de España

Análisis de los pastos meso-xerófitos del centro norte de España. El objetivo es conocer la posible relación entre composición florística y los atributos de las plantas. Tratamiento de datos y analísis estadísticos que dan como resultado relaciones numéricas entre los grupos obtenidos en la clasificación y los atributos de las especies. El documento está escrito en Castellano

A Poética de Adélia Prado: espaço de articulação entre língua portuguesa e língua literária

A tese estuda a obra poética de Adélia Prado sob o ponto de vista da Estilística. Mostra que a metáfora é o recurso mais afeito a construir a língua literária e, no caso da poetisa, modelá-la em português. O estudo atesta que a linguagem conotativa da poetisa alcança os três níveis da língua e promove o inesperado e o distante da expressão comum. Afirma a importância da polifonia e da intertextualidade , além da excelência do discurso indireto livre na criação literária, não só da poetisa, mas de todo uso da língua portuguesa como ferramenta de expressão poética, principalmente se a intenção do autor é criar o discurso surrealista. A pesquisa mostra que há, na obra, um grande número de poemas em que predomina a linguagem religiosa católica. Ocorre a expressão da alma feminina , marcada com orgulho pela poetisa. A autora cria prosodemas, inaugura neologismos ,aproveitando todos os processos de criação vocabular. Assim, a obra se notabiliza pelo aproveitamento da sonoridade das palavras, pela escolha lexical inédita, por uma estrutura frasal apositiva, evocativa, sucinta e nominal, não escravizada às regras do registro culto como padrão literário. A tese reconhece que a autora lida eficientemente com as classes de palavras, com a construção nominal e com uma estruturação sintática peculiar, em que sobressai a oração adjetiva com função de sujeito, apesar de conter verbo: a oração adjetiva subjetivada. A essência da pesquisa são os conjuntos metafóricos, verdadeiros modelos universais, que permitem reconhecer a possível existência de uma língua literária em português. No mesmo contexto, focaliza um grupo de poemas chamados de telegráficos, curtos e de teor filosófico. Tal qualidade metafórica mostra a importância da poetisa Adélia Prado para a articulação da língua literária em língua portuguesa

Antologias brasileiras da Literatura Fantástica: perspectivas teórico-metodológicas e leituras crítico-interpretativas: apresentações, prefácios e textos brasileiros selecionados

Embora a quantidade de publicações que trazem à capa a denominação contos fantásticos ou, ainda, que tratem do insólito como temática tenha crescido nos últimos anos na literatura brasileira, nota-se que há muito que se definir para que se chegue a uma classificação que evite generalizações simplificadoras. Portanto, esta dissertação pretende discutir e apontar alguns elementos que, de acordo com o arcabouço teórico-metodológico de Tzvetan Todorov e de Filipe Furtado, se configuram como estratégias de construção do discurso literário de narrativas do gênero Fantástico. Para isso, foram trazidos os estudos de Sigmund Freud e de Jean Paul Sartre para problematizar os conceitos e visões que se têm do gênero e, em seguida, selecionaram-se cinco antologias que discorrem sobre a temática do insólito e, após minuciosa e atenta leitura crítico-interpretativa de cada prefácio e/ou introdução, foram confrontadas as ideias, ali expostas, com a que se adotou nesta pesquisa como norte. Em seguida, fez-se a apreciação dos contos de literatura brasileira e ficou constatado que o conteúdo das antologias selecionadas não condiz com a nomenclatura sustentada na capa dos volumes

Diagrama de secuencias de reducción (dsr): aproximación metodológica para el análisis de núcleos líticos y remontajes

Homenaje a Georges Laplace, realizado en Vitoria-Gasteiz el 13,14 y 15 de noviembre de 2012. Edición a cargo de Aitor Calvo, Aitor Sánchez, Maite García-Rojas y Mónica Alonso-Eguíluz.

Leitura virtual em língua espanhola: a intervenção dos elementos linguísticos presentes em blogs de professores

Esta dissertação tem como objetivo analisar a intervenção de elementos linguísticos no processo leitor em espanhol como língua estrangeira (E/LE) ,em ambiente virtual, de docente desse idioma. A partir desse objetivo macro, estabelecemos um recorte e nos focamos na análise de como/se elementos linguísticos mais característicos de uma linguagem coloquial podem afetar mais a leitura de um docente de E/LE que teve na sua formação e na sua atividade profissional um contato maior com a língua formal. Nesse contexto, escolhemos o blog como o suporte virtual dos textos a serem lidos pelo sujeito por apresentar uma linguagem mais coloquial. No que se refere ao aporte teórico, esta pesquisa tem com principais bases a Linguística Textual (KOCH, 2009, 2002, 2007; KOCH ; TRAVAGLIA, 1996, 2000) e a leitura sócio-interacional (KATO, 1986, 2007; KLEIMAN, 1993, 1996, 2008; NUNES, 2005; VERGNANO-JUNGER, 2009). Também utilizamos alguns elementos da Análise do Discurso de base enunciativa em pontos nos quais ela dialoga com a perspectiva sócio-interacional, como, por exemplo, na noção de gênero do discurso (MAINGUENEAU, 1996, 2003; BAKTHIN, 2003). A Sociolinguística (MORENO FERNANDÉZ, 1996; ALKMIN, 2001) contribuiu para estabelecer os parâmetros da língua coloquial e formal. Quanto à leitura em ambiente virtual, seguimos Ribeiro (2005), Marcuschi (2007), Santaella (2008) e Vergnano-Junger (2009). Para a elaboração deste trabalho, utilizamos uma metodologia híbrida composta de uma parte documental e de um estudo de caso. A fase documental teve como metas classificar os blogs de docentes de E/LE e selecionar dois para a elaboração de atividades de leitura guiada. O estudo de caso realizado com um docente de E/LE, por sua vez, teve como etapas uma leitura livre, duas guiadas e uma entrevista. Objetivou observar e discutir o perfil e o processo leitor do sujeito, com foco na intervenção de elementos linguísticos. Dos resultados obtidos, podemos destacar uma proposta de classificação dos blogs de professores de E/LE. Com base no estudo de caso, duas considerações merecem destaque: (a) uma maior dificuldade de leitura do texto coloquial, ao que tudo indica, gerada pela variedade lexical e (b) uma tendência do sujeito à leitura linear em ambiente virtual, com atenção voltada, frequentemente, para os aspectos de vocabulário e como esses afetavam a compreensão, demonstrando uma tendência à leitura decodificadora

Antecedentes de la institucionalización de las organizaciones

[ES] Esta investigación es un intento de avanzar en la comprensión de por qué las organizaciones son sensibles a la institucionalización. Para ello, describimos los elementos clave que ayudan a explicar el origen del proceso corporativo de institucionalización. Además, se ha seguido una metodología de investigación cualitativa, utilizando la técnica del concept mapping , para agrupar en constructos los diferentes ítems que actúan como factores motivadores de la transformación de las organizaciones en instituciones. Metodológicamente hemos tratado de obviar la separación entre viejo y nuevo institucionalismo siguiendo a los autores que cuestionan la conveniencia de trazar una línea divisoria entre la vieja y la nueva teoría. Consideramos que el papel del CEO es esencial en el impulso del proceso de institucionalización, aunque en muchas ocasiones sus decisiones estén apoyadas o hayan pasado por el filtro de los equipos de gobierno de la organización o de los consejos de administración. Cualquier impulso que realice la organización dependerá fundamentalmente de las capacidades, las sensaciones, la formación y el modo de pensar del CEO. Los resultados refuerzan varios de los temas claves sugeridos en la literatura sobre Teoría Institucional. En particular, se establece una clasificación con los motivos que dan origen a las iniciativas institucionales, a saber: autoridad institucional; ventaja en gestión; e, implicación social. Esta clasificación es coincidente, en una gran medida, con los pilares de la institucionalización que han sido definidos en la literatura de la teoría institucional, ayudando a comprender, con mayor detalle, el origen de los procesos institucionales y los antecedentes o motivaciones que los generan y guían.