Wells turbine: fiberglass flanges

A introdução desta tese começa por realizar um enquadramento do projecto em mão, apresentando a central de energia das ondas em que se encontram os componentes em fibra de vidro a projectar. Esta central usa o princípio de variação de coluna de água, e encontra-se localizada na ilha do Pico, Açores. São de seguida apresentados os objectivos deste trabalho, que consistem na selecção de materiais de fabrico dos componentes, desenvolvimento de uma metodologia para projectar juntas aparafusadas em materiais compósitos, dimensionamento e comparação de duas juntas concorrentes em materiais compósitos: junta solicitada à tracção e junta solicitada ao corte, validação da análise e estudo das causas dos vários tipos de falha destas juntas. A parte I deste trabalho é o resultado da pesquisa bibliográfica efectuada para levar a cabo os objectivos definidos. Assim, começa por se fazer uma descrição dos materiais e processos de fabrico que mais se adequam ao presente projecto, nomeadamente fibra de vidro, resinas, tecidos, impregnação manual, RTM e infusão por vácuo. Daqui resultou que os materiais mais adequados para esta aplicação são fibra de vidro do tipo E e resina polyester devido ao seu baixo custo e larga utilização em aplicações estruturais marinhas. O processo de fabrico mais eficiente é a infusão por vácuo devido á sua vocação para pequenas séries de produção, a poupança que permite em termos de mão-de-obra, a complacência com normas de emissão de voláteis e as boas propriedades das partes produzidas. No capítulo II da parte I são discutidos os tópicos relacionados com juntas em materiais compósitos. Da pesquisa levada a cabo conclui-se que as grandes vantagens das juntas aparafusadas são a sua facilidade de montagem e desmontagem, facilidade de inspecção e capacidade de ligar quaisquer tipos de materiais. Quanto à furação de compósitos é importante referir a necessidade de utilizar ferramentas resistentes e parâmetros de maquinação que minimizem o dano infligido aos laminados. Isto é possível através da selecção de ferramentas com passos baixos que reduzam igualmente a dimensão do seu centro estático responsável pela força axial exercida sobre o laminado - principal factor causador de dano. Devem-se igualmente utilizar baixas velocidades de avanço e elevadas velocidades de rotação. É importante salientar a importância da realização de pré-furação, de utilização de um prato de suporte na superfície de saída do laminado e a existência de ferramentas especialmente concebidas para a furação de compósitos. Para detectar e quantificar o dano existente num furo destacam-se os métodos de inspecção ultrasónica e a radiografia. Quanto aos parâmetros que influenciaram o comportamento de juntas aparafusadas destacam-se os rácios largura/diâmetro, distância ao bordo/diâmetro, espessura/diâmetro, pré-tensão, fricção, sequência de empilhamento e respectivas proporções, dimensão das anilhas e folga entre o parafuso e o furo. A pesquisa efectuada visando metodologias de projecto fiáveis ditou a necessidade de utilizar métodos que permitiram determinar o parafuso mais carregado de uma junta, efectuar o cálculo de tensões no mesmo, e ainda métodos que permitam determinar a primeira falha que ocorre no laminado bem como a falha final no mesmo. O capítulo III da primeira parte descreve os métodos de análise de tensões necessários para as metodologias de projecto utilizadas. Aqui é apresentada a teoria clássica da laminação, um método para determinação do parafuso mais carregado, um método analítico baseado na teoria da elasticidade anisotrópica de um corpo e o método dos elementos finitos. O método para determinar o parafuso mais carregado - análise global - consiste num modelo bidimensional de elementos finitos em que 2 laminados coincidentes são modelados com elementos lineares de casca com 4 nós, sendo a extremidade de um laminado restringida em todos os graus de liberdade e a extremidade oposta do segundo laminado carregada com a carga pretendida. Os laminados são ligados através de elementos mola que simulam os parafusos, sendo a sua constante de rigidez previamente calculada para este fim. O método analítico modela o contacto assumindo uma distribuição de pressão cosinoidal ao longo de metade do furo, e é válido para laminados simétricos e quasi-isotrópicos. O método dos elementos finitos é o que mais factores permite ter em conta, sendo os modelos tridimensionais com um elemento por camada os que melhor modelam o estado de tensões experienciado por uma junta aparafusada em materiais compósitos. O tópico de análise de falha é abordado no capítulo 4 da primeira parte. Aqui são apresentados os resultados do world wide failure exercice que compara vários critérios de falha existentes até 2004, fazendo-se referência a desenvolvimentos recentes que têm ocorrido nesta área. O critério de Puck surge como aquele que permite previsões de falha mais exactas. O critério de falha de Hashin 3D foi o escolhido para o presente trabalho, devido à sua facilidade de implementação num modelo de elementos finitos, à sua capacidade para detectar modos de falha subcríticos e à sua utilização em trabalhos anteriores que apresentaram previsões de falha muito próximas dos dados experimentais. Também neste capítulo se apresentaram os vários tipos de falha de uma junta aparafusada em materiais compósitos, apresentando as causas de cada uma. Por fim, na última secção, apresenta-se o método de dano progressivo que se desenvolveu para prever a primeira falha final do laminado. Este é muito interessante tendo permitido previsões de falha muito próximas dos resultados experimentais em trabalhos anteriores. Este método é iterativo e encontra-se dividido em 3 passos: Análise de tensões, análise de falha utilizando o critério de Hashin 3D e degradação de propriedades, de acordo com o tipo de falha detectada. Para além dos passos referidos, existe ainda um quarto responsável pelo fim da análise que consiste na aferição da existência ou não de falha final e respectivo tipo de falha (por pressão de contacto, por tensão ou por esforços de corte). No capítulo V da primeira parte é apresentado o resultado de uma pesquisa das normas de teste necessárias para obter as propriedades dos materiais requeridas para a aplicação dos métodos descritos neste trabalho. A parte II deste trabalho consiste na aplicação dos métodos apresentados na parte I ao caso concreto em estudo. Os softwares Microsoft Excel, Matlab e ANSYS foram utilizados para este fim. A junta começa por ser dimensionada estimando a espessura necessária do componente e o número e características dos parafusos. De seguida foi feita uma análise global à flange em estudo determinando a força suportada pelo parafuso mais carregado. Após esta análise desenvolveu-se um modelo tridimensional de elementos finitos da zona em que se encontra o parafuso mais carregado, utilizando elementos sólidos lineares e isoparamétricos de 8 nós e uma malha gerada pelo método directo. Aplicou-se a este modelo o algoritmo de dano progressivo descrito na primeira parte. Começou por se incluir explicitamente o parafuso, anilhas, pré-tensão e a modelação dos vários contactos com fricção posteriormente simplificado o modelo restringindo radialmente os nós da porção carregada do furo, excluindo os factores mencionados inicialmente. Procurou-se validar o modelo utilizando o método de cálculo de tensões descrito na primeira parte, desenvolvendo um programa em Matlab para o efeito. Tal não foi possível tendo-se incluído a tentativa realizada em anexo. Para efeitos de dimensionamento, desenvolveu-se um modelo de elementos finitos de duas dimensões da junta em causa, utilizando elementos de casca lineares de quatro nós isoparamétricos com uma espessura unitária. Através da análise de tensões efectuada com este modelo, e utilizando um método combinado programado em linguagem paramétrica, foi possível dimensionar as duas juntas concorrentes pretendidas. Este método combinado consistiu no cálculo de tensões em pontos localizados sobre uma curva característica e utilização de um critério de falha quadrático para cálculo da espessura necessária para a junta. O dimensionamento ditou que a junta solicitada à tensão necessita de pelo menos 127% das camadas e do custo de uma junta solicitada ao corte equivalente.

The effect of adhesive systems on the pullout strength of a fiberglass-reinforced composite post system in bovine teeth

Purpose: To evaluate the pullout strength of a glass fiber-reinforced composite post (glass FRC) cemented with three different adhesive systems and one resin cement. The null hypothesis was that pullout strengths yielded by the adhesive systems are similar. Materials and Methods: Thirty bovine teeth were selected. The size of the specimens was standardized at 16 mm by sectioning off the coronal portion and part of the root. The specimens were divided into three groups, according to the adhesive system, which were applied following the manufacturers' instructions: G1, ScotchBond Multi-Purpose Plus; G2, Single Bond; G3, Tyrian SPE/One-Step Plus. The glass FRCs (Reforpost) were etched with 37% H3PO4 for 1 min and silanized (Porcelain Primer). Thereafter, they were cemented with the dual resin cement En-Force. The specimens were stored for 24 h, attached to an adapted device, and submitted to the pullout test in a universal testing machine (1 mm/min). The data were submitted to the one-way ANOVA and Tukey's test (α = 0.05). Results: G1 (30.2 ± 5.8 Kgf) displayed the highest pullout strength (p < 0.001) when compared to G2 (18.6 ± 5.8 Kgf) and G3 (14.3 ± 5.8 Kgf), which were statistically similar. Analysis of the specimens revealed that all failures occurred between the adhesive system and the root dentin (pullout of the post cement), regardless of group. Conclusion: The multiple-bottle, total-etch adhesive system provided higher pullout strength of the glass FRC when compared to the single-bottle, total-etch, and single-step self-etching adhesive systems. The null hypothesis was rejected (p < 0.001).

Fiberglass-reinforced glulam beams: Mechanical properties and theoretical model

The glued-laminated lumber (glulam) technique is an efficient process for making rational use of wood. Fiber-Reinforced Polymers (FRPs) associated with glulam beams provide significant gains in terms of strength and stiffness, and also alter the mode of rupture of these structural elements. In this context, this paper presents a theoretical model for designing reinforced glulam beams. The model allows for the calculation of the bending moment, the hypothetical distribution of linear strains along the height of the beam, and considers the wood has a linear elastic fragile behavior in tension parallel to the fibers and bilinear in compression parallel to the fibers, initially elastic and subsequently inelastic, with a negative decline in the stress-strain diagram. The stiffness was calculated by the transformed section method. Twelve non-reinforced and fiberglass reinforced glulam beams were evaluated experimentally to validate the proposed theoretical model. The results obtained indicate good congruence between the experimental and theoretical values.

SEM analysis and push-out bond strength of fiberglass posts luted with different cements of glass-ionomer in humid environment: pilot test

The objective of this study was to evaluate the push-out bond strength of fiberglass resin reinforced bonded with five ionomer cements. Also, the interface between cement and dentin was inspected by means of SEM. Fifty human canines were chose after rigorous scrutiny process, endodontically treated and divided randomly into five groups (n = 3) according to cement tested: Group I – Ionoseal (VOCO), Group II – Fugi I (GC), Group III – Fugi II Improved (GC), Group IV – Rely X Luting 2 (3M ESPE), Group V – Ketac Cem (3M ESPE). The post-space was prepared to receive a fiberglass post, which was tried before cementation process. No dentin or post surface pretreatment was carried out. After post bonding, all roots were cross-sectioned to acquire 3 thin-slices (1 mm) from three specific regions of tooth (cervical, medium and apical). A Universal test machine was used to carry out the push-out test with cross-head speed set to 0.5mm/mim. All failed specimens were observed under optical microscope to identify the failure mode. Representative specimens from each group was inspected under SEM. The data were analyzed by Kolmogorov-Smirnov and Levene’s tests and by two-way ANOVA, and Tukey’s port hoc test at a significance level of 5%. It was compared the images obtained for determination of types of failures more occurred in different levels. SEM inspection displayed that all cements filled the space between post and dentin, however, some imperfections such bubles and voids were noticed in all groups in some degree of extension. The push-out bond strength showed that cement Ketac Cem presented significant higher results when compared to the Ionoseal (P = 0.02). There were no statistical significant differences among other cements.

Fiberglass layup and sprayup : good practices for employees.

Mode of access: Internet.

Fiberglass reinforced polymer composite bridge deck construction in Illinois /

"Report no. FHWA/IL/PRR-145"--Technical rept. documentation p.

trainer Jim Hunt and Ron Kramer, UM Football, 1955, Hunt applying fiberglass body protector for Kramer's injured ribs.

[from article that appeared in Journal of Physical Education, Nov-Dec. 1956]

Utilização de levedura íntegra e seus derivados em dietas para juvenis de tilápia do Nilo

Neste trabalho, avaliou-se a adição de células íntegras de levedura e seus derivados em dietas para juvenis de tilápia do Nilo. Foram utilizados 144 juvenis machos de tilápia (peso médio de 52,1g) distribuídos em 12 tanques de fibra de vidro (250L), em delineamento inteiramente casualizado, composto por quatro tratamentos e três repetições. Os peixes foram alimentados ad libitum, duas vezes ao dia durante 60 dias, com dietas isoproteicas (28% PB) e isocalóricas (2.900kcal de ED kg-1) contendo levedura íntegra de cana-de-açúcar (LI), levedura autolisada (LA) e parede celular (PC) adicionados na proporção de 25% da proteína bruta total, comparadas com uma dieta controle (CO), sem adição de levedura. Não foram observadas diferenças significativas para conversão alimentar aparente e taxa de eficiência protéica. No entanto, o ganho em peso foi melhor nos peixes alimentados com as dietas LA (114,70g) e PC (131,03g), assim como em relação à taxa de crescimento específico (LA=1,79 e PC=1,93%), à proteína bruta no ganho de peso (LA=14,45 e PC=15,62%) e ao conteúdo corporal proteico (LA=14,89 e PC=15,67g 100g-1). As frações, a parede celular e a levedura autolisada de cana-de-açúcar podem ser utilizadas em dietas para juvenis de tilápia.

Análise comparativa de soluções adotadas para a reabilitação de pavimentos flexíveis que integram a rede rodoviária nacional

A presente dissertação tem como objetivo efetuar a análise comparativa de soluções adotadas de reabilitação de pavimentos flexíveis que integram a rede rodoviária nacional. No âmbito desta análise apresenta-se o estado da arte respeitante à reabilitação de pavimentos flexíveis, nomeadamente: mecanismos de degradação, famílias de degradações, avaliação da capacidade de carga dos pavimentos, metodologia utilizada no dimensionamento do reforço de pavimentos, sendo também efetuada uma análise comparativa de técnicas de reforço de pavimentos e dos tratamentos antifendas. Neste contexto, apresenta-se um caso de estudo no qual é efetuada uma análise de três soluções possíveis para a reabilitação estrutural do pavimento do IC 20 entre Almada e a Costa de Caparica. É feita a descrição da solução projetada pela EP, SA patenteada em concurso público lançado em 2007, a qual é de certa forma inovadora ao nível do tratamento retardador da reflexão de fendas. Aquela solução técnica é constituída pela aplicação de grelhas de fibra de vidro e grelhas de fibra de carbono, seguidas da colocação de uma camada de desgaste em mistura betuminosa rugosa com betume modificado com baixa percentagem de borracha reciclada de pneus usados (BBr - BBB). Complementarmente, é efetuada a análise da solução do projeto de reabilitação do IC 20, patenteado pela Subconcessionária do Baixo Tejo, que contemplou a aplicação de misturas betuminosas rugosas com betume modificado com média percentagem de borracha reciclada de pneus usados (BBr - BBM). Para além da solução patenteada pela subconcessionária, é analisada a solução do projeto de alterações (variante) apresentado pelo agrupamento de empresas construtoras, que foi adotado na execução da obra realizada no IC 20. A intervenção de reabilitação estrutural contemplou a utilização de uma camada de ligação em AC 16 10/20 (MBAM) e uma camada de desgaste em mistura betuminosa rugosa com betume modificado com média percentagem de borracha reciclada de pneus usados (BBr - BBM). Adicionalmente à caracterização de diferentes soluções de reabilitação de pavimentos flexíveis adotados em Portugal, é efetuada uma análise comparativa dos custos de ciclo de vida (construção, manutenção e conservação) de cada tipo de solução de reabilitação.

Modelling and aerodynamic simulation of a vehicle and failure analysis of a laminated front fender

Master Thesis in Mechanical Engineering field of Maintenance and Production

Utilização de Cabos de alta Temperatura em linhas Aéreas em Média Tensão

A presente dissertação teve como objetivo fazer uma análise da viabilidade técnica da utilização dos condutores de alta temperatura nas linhas aéreas de MT, identificar vantagens, analisar inconvenientes, e estabelecer um comparativo a custos médios com as soluções convencionais. Foi efetuado o estudo de um caso real da EDP Distribuição que consistia na necessidade do aumento da capacidade de transporte de energia da linha aérea a 15 kV Espinho-Sanguedo. Neste foi ponderada a solução onde se poderia efetuar passagem de linha simples para linha dupla em alumínio-aço (AA) 160 mm2 ou a solução alternativa e inovadora de substituição dos condutores existentes por condutores de alta temperatura ACCC 182 mm2. Para isso foram efetuados cálculos e também criada uma ferramenta de apoio à decisão, para validação dos mesmos, com o intuito de mais tarde poder ser aplicada nas linhas aéreas em Média Tensão em todo o país e, sempre que necessário, se possa fazer um estudo de ponderação técnica de forma sistemática e estruturada. Neste trabalho estão identificadas as vantagens, foram relatados os inconvenientes, e estabeleceu-se um comparativo a custos médios da utilização de condutores de alta temperatura com as soluções convencionais. Antes de poder ser realizado um estudo do caso concreto da Linha aérea Espinho-Sanguedo foi necessário um aprofundamento do estado da arte no que diz respeito à comparação entre o cabo de alta temperatura ACCC e o cabo convencional ACSR, sendo este o mais utilizado nas linhas aéreas em MT. Os cabos de alta temperatura trouxeram inovações neste tema de transporte de energia, e como tal surgiu a necessidade de um estudo mais aprofundado da sua constituição, destacando o seu núcleo formado pelo compósito de fibra de carbono e fibra de vidro. Foi também analisado vantagens e desvantagens do cabo de alta temperatura e até mesmo situações onde a sua aplicação poderá ser vantajosa, de modo a tirar proveito das suas caraterísticas em que se destacam altas temperaturas de funcionamento e flechas reduzidas. Para elaborar um projeto de uma linha aérea em média tensão é necessário considerar a legislação em vigor, os aspetos ambientais e económicos, respeitando e garantindo as premissas do cálculo elétrico e mecânico. Economicamente este tipo de cabo (ACCC) é mais dispendioso do que os convencionais, no entanto o estudo realizado permitiu perceber que a sua implementação técnica é vantajosa em linhas aéreas de elevada capacidade de transporte de energia, sobretudo nos casos onde serão necessárias instalar linhas duplas ou linhas simples de seções elevadas. Devido às suas caraterísticas mecânicas, estes cabos permitem melhorar as linhas na sua dimensão, podendo diminuir o número de apoios a instalar, podendo diminuir a robustez dos apoios e permitir maior facilidade na montagem. Estas vantagens traduzem-se em menores impactos ambientais e permitem sobretudo reduzir os constrangimentos com os proprietários dos terrenos onde os apoios são implantados.

Estudo da degradação de membranas arquitetónicas

Dissertação de mestrado Internacional em Sustentabilidade do Ambiente Construído

Acoustic properties of polypropylene composites reinforced with stone groundwood

Currently, acoustic isolation is one of the problems raised with building construction in Spain. The publication of the Basic Document for the protection against noise of the Technical Building Code has increased the demand of comfort for citizens. This has created the need to seek new composite materials that meet the new required acoustical building codes. In this paper we report the results of the newly developed composites that are able to improve the acoustic isolation of airborne noise. These composites were prepared from polypropylene (PP) reinforced with mechanical pulp fibers from softwood (Pinus radiata). Mechanical and acoustical properties of the composites from mechanical pulp (MP) and polypropylene (PP) have been investigated and compared to fiberglass (FG) composites. MP composites had lower tensile properties compared with FG composites, although these properties can be improved by incorporation of a coupling agent. The results of acoustical properties of MP composites were reported and compared with the conventional composites based on fiberglass and gypsum plasterboards. Finally, we suggest the application of MP composites as a light-weight building material to reduce acoustic transmitions

Mean intrinsic tensile properties of stone groundwood fibers from softwood

Stone groundwood (SGW) is a fibrous matter commonly prepared in a high yield process, and mainly used for papermaking applications. In this work, the use of SGW fibers is explored as reinforcing element of polypropylene (PP) composites. Due to its chemical and superficial features, the use of coupling agents is needed for a good adhesion and stress transfer across the fiber-matrix interface. The intrinsic strength of the reinforcement is a key parameter to predict the mechanical properties of the composite and to perform an interface analysis. The main objective of the present work was the determination of the intrinsic tensile strength of stone groundwood fibers. Coupled and non-coupled PP composites from stone groundwood fibers were prepared. The influence of the surface morphology and the quality at interface on the final properties of the composite was analyzed and compared to that of fiberglass PP composites. The intrinsic tensile properties of stone groundwood fibers, as well as the fiber orientation factor and the interfacial shear strength of the current composites were determined

A Study on the Use of Fabric to Retard Reflective Cracking Over Widened Joints, MLR-88-4, 1992

Reflective cracking of asphalt resurfacing has been a concern for a long time. Years ago wire mesh was used to control widening cracks. More recently it has been fabrics or fiberglass. In 1986, part of the proposed fabric was deleted from projects in different parts of Iowa with various histories and designs. These projects were monitored in 1988, 1989, 1990 and 1992 with only the thin (3 inch) overlays on newly widened pavements showing a significantly greater percentage of cracks in the areas where the fabric was deleted.