Validação numérica de leis coesivas triangulares para previsão de resistência de juntas adesivas em tração e corte puros

As ligações adesivas surgiram pela necessidade de se encontrar formas de unir componentes, por vezes de materiais distintos, através de técnicas mais vantajosas. Atualmente, qualquer estrutura deve ser resistente, robusta e leve, o que amplificou o interesse industrial e investigação nas ligações adesivas, principalmente na melhoria das propriedades de resistência e fratura de materiais. Desta forma, nos últimos anos, a utilização de juntas adesivas em aplicações industriais tem aumentando gradualmente, substituindo alguns métodos de ligação tradicionais, por apresentarem vantagens, tais como redução de concentração de tensões, reduzido peso e facilidade de processamento/fabrico. Em qualquer área da indústria, a aplicação em larga escala de uma determinada técnica de ligação supõe que estão disponíveis ferramentas confiáveis para o projeto e previsão da rotura. Neste âmbito, os Modelos de Dano Coesivo (MDC) são uma ferramenta fundamental, apesar de ser necessário estimar as leis coesivas do adesivo à tração e corte para entrada nos modelos numéricos. Nesta dissertação o trabalho experimental consistiu no tratamento de dados com vista à obtenção de GIc e GIIc, com a devida comparação de diferentes métodos de redução, bem como potencialidades e limitações dos mesmos. É realizada uma comparação dos três adesivos: Araldite® AV138, Araldite® 2015 e SikaForce® 7752. Neste trabalho estudou-se também numericamente a adequação de leis coesivas triangulares na previsão no comportamento de juntas adesivas, nomeadamente nas curvas forçadeslocamento (P-) de ensaios Double-Cantilever Beam para caracterização à tração e ensaios End-Notched Flexure para caraterização ao corte. Os ensaios foram simulados numericamente pelo software ABAQUS®, recorrendo ao Método de Elementos Finitos (MEF) e um MDC triangular, com o intuito de estimar a lei coesiva de cada um dos adesivos. Para os adesivos Araldite®AV138 e Araldite®2015, à tração e ao corte, a lei triangular previu o comportamento do adesivo com alguma razoabilidade. Para a previsão da resistência do adesivo SikaForce® 7752, a lei triangular não se ajustou convenientemente nem à tração nem ao corte. Considera-se que, para este adesivo, uma lei trapezoidal é a que melhor se adequa, devido à ductilidade do mesmo.

A Importância de estudos dinâmicos em PET/CT para avaliação de doenças oncológicas

A Medicina Nuclear (MN) permite investigar o estado fisiológico dos tecidos de forma minimamente invasiva, usando radiofármacos (rf’s), moléculas compostas por um análogo biológico específico desses processos fisiológicos e um marcador radioativo (radionuclídeo). PET/CT (do acrónimo inglês Positron Emission Tomography/Computed Tomography), uma das modalidades de imagem em MN, está a expandir-se rapidamente em muitos Países. As imagens obtidas revelam a biodistribuição dos rf’s usados e permitem conhecer a sua distribuição precisa no organismo. 18F-Fluorodesoxiglicose (FDG), um análogo da glicose, é o rf mais comumente utilizado, isto porque em neoplasias as células são geralmente caracterizadas pelo aumento do metabolismo da glicose. A quantificação realizada em imagens de PET, tem por base uma estimativa quantitativa do metabolismo da glicose no tumor, utilizando o índice de captação estandardizado, SUV (do acrónimo inglês Standard Uptake Value). A realização de estudos dinâmicos em PET/CT, isto é, realizados em sequência temporal imediatamente após a administração endovenosa do rf e, durante um período de tempo pré-determinado (por exemplo, 15 minutos) permite que o registo da cinética inicial dos rf’s seja estudado. A análise dos dados obtidos com o estudo dinâmico permite compreender o grau e a perfusão tumoral. Habitualmente, quanto maior a captação de 18F-FDG num tumor, maior é a sua atividade metabólica glicolítica, o que tem sido traduzido em maior agressividade tumoral. Nesta investigação, realizaram-se estudos dinâmicos num grupo restrito de patologias oncológicas, nomeadamente: carcinoma da bexiga, carcinoma do colo do útero, carcinoma colorretal, carcinoma do endométrio, metástases hepáticas e adenocarcinoma pancreático. Realizaram-se estudos dinâmicos durante cerca de 10/15 minutos, com 1minuto por frame. O objetivo desta Investigação é tentar compreender se, tumores com maior perfusão respondem melhor à Radioterapia (RT), ou se, a resposta é independente da perfusão. Para avaliar os valores de SUV’s ao longo tempo, realizaram-se ROI’s (do acrónimo inglês Region of Interest), nas artérias femorais ou aorta e na lesão tumoral. Com estes dados, criaram-se gráficos de atividade/tempo onde, no eixo das abcissas é representado o tempo e no eixo das ordenadas os valores de SUV. A partir destes gráficos e dos dados neles contidos, calculou-se o Índice de Perfusão Tumoral através de 2 métodos: A, Método Trapezoidal de Aproximação que relaciona a razão entre a área perfusional do tumor e a área de fluxo arterial, até ao momento do cruzamento das curvas; B, mais simples, calculando o Índice de Perfusão do Tumor através da razão entre o valor de SUV máximo da curva tumoral e da curva arterial até ao momento do cruzamento das curvas. O Método de Comparação de Métodos de Altman&Bland, revelou que tanto o método A como o método B são semelhantes para o cálculo do Índice de Perfusão Tumoral. Em conclusão, apesar do número reduzido de indivíduos estudados, os dados apresentados indicam que existe uma tendência para que haja melhor resposta à RT por parte dos tumores com maior índice metabólico e maior índice de perfusão. Os tumores com menor índice metabólico e menor grau perfusional parece que respondem pior à RT.

Experimental study of the turbulent field behind a perforated vortex generator

International audience

Portfolio selection under higher moments using fuzzy multi-objective linear programming

Since asset returns have been recognized as not normally distributed, the avenue of research regarding portfolio higher moments soon emerged. To account for uncertainty and vagueness of portfolio returns as well as of higher moment risks, we proposed a new portfolio selection model employing fuzzy sets in this paper. A fuzzy multi-objective linear programming (MOLP) for portfolio optimization is formulated using marginal impacts of assets on portfolio higher moments, which are modelled by trapezoidal fuzzy numbers. Through a consistent centroid-based ranking of fuzzy numbers, the fuzzy MOLP is transformed into an MOLP that is then solved by the maximin method. By taking portfolio higher moments into account, the approach enables investors to optimize not only the normal risk (variance) but also the asymmetric risk (skewness) and the risk of fat-tails (kurtosis). An illustrative example demonstrates the efficiency of the proposed methodology comparing to previous portfolio optimization models.

Design Optimization of Modern Machine-drive Systems for Maximum Fault Tolerant and Optimal Operation

Modern electric machine drives, particularly three phase permanent magnet machine drive systems represent an indispensable part of high power density products. Such products include; hybrid electric vehicles, large propulsion systems, and automation products. Reliability and cost of these products are directly related to the reliability and cost of these systems. The compatibility of the electric machine and its drive system for optimal cost and operation has been a large challenge in industrial applications. The main objective of this dissertation is to find a design and control scheme for the best compromise between the reliability and optimality of the electric machine-drive system. The effort presented here is motivated by the need to find new techniques to connect the design and control of electric machines and drive systems. A highly accurate and computationally efficient modeling process was developed to monitor the magnetic, thermal, and electrical aspects of the electric machine in its operational environments. The modeling process was also utilized in the design process in form finite element based optimization process. It was also used in hardware in the loop finite element based optimization process. The modeling process was later employed in the design of a very accurate and highly efficient physics-based customized observers that are required for the fault diagnosis as well the sensorless rotor position estimation. Two test setups with different ratings and topologies were numerically and experimentally tested to verify the effectiveness of the proposed techniques. The modeling process was also employed in the real-time demagnetization control of the machine. Various real-time scenarios were successfully verified. It was shown that this process gives the potential to optimally redefine the assumptions in sizing the permanent magnets of the machine and DC bus voltage of the drive for the worst operating conditions. The mathematical development and stability criteria of the physics-based modeling of the machine, design optimization, and the physics-based fault diagnosis and the physics-based sensorless technique are described in detail. To investigate the performance of the developed design test-bed, software and hardware setups were constructed first. Several topologies of the permanent magnet machine were optimized inside the optimization test-bed. To investigate the performance of the developed sensorless control, a test-bed including a 0.25 (kW) surface mounted permanent magnet synchronous machine example was created. The verification of the proposed technique in a range from medium to very low speed, effectively show the intelligent design capability of the proposed system. Additionally, to investigate the performance of the developed fault diagnosis system, a test-bed including a 0.8 (kW) surface mounted permanent magnet synchronous machine example with trapezoidal back electromotive force was created. The results verify the use of the proposed technique under dynamic eccentricity, DC bus voltage variations, and harmonic loading condition make the system an ideal case for propulsion systems.