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O tecido cartilaginoso possui uma baixa capacidade de regeneração e por isso a necessidade de melhoramento da intervenção cirúrgica é essencial. Atualmente, os métodos usados são limitados devido a serem bastante invasivos e à baixa disponibilidade de dadores. Como forma de encontrar a solução ideal, a utilização de técnicas de fabrico aditivo combinadas com o uso de hidrogéis tem ganho força. Tendo em conta que a cartilagem aguenta cargas constantes, a maior preocupação é gerar um substituto que tenhas as propriedades similares à cartilagem. Neste âmbito, têm surgido diferentes reforços utilizando múltiplos tipos de microgeometrias 3D. Nesta dissertação foram estudadas diferentes estruturas de reforço, diferentes parâmetros de impressão, a sua caracterização mecânica e a influência do coeficiente de Poisson. O objetivo foi replicar as propriedades da cartilagem através da impressão de uma estrutura 3D utilizando o polímero poly(ε-caprolactone), conhecido como PCL. A estrutura escolhida tem o formato re-entrant honeycomb, significando que é uma estrutura auxética, ou seja, o seu coeficiente de Poisson é negativo. Cartilaginous tissue has a low regeneration capacity and therefore the need for improved surgical intervention is essential. Currently, the methods used are limited due to being very invasive and the low availability of donors. As a way to find the optimal solution, the use of additive manufacturing techniques combined with the use of hydrogels has been gaining momentum. Since cartilage can withstand constant loads, the main concern is to generate a substitute that has properties similar to cartilage. In this framework, different reinforcements have emerged using multiple types of 3D microgeometries. In this dissertation different reinforcement structures, different printing parameters, their mechanical characterization and the influence of Poisson's coefficient were studied. The goal was to replicate the properties of cartilage by printing a 3D structure using the poly(ε-caprolactone) polymer, known as PCL. The structure chosen has the re-entrant honeycomb shape, meaning that it is an auxetic structure, meaning that its Poisson coefficient is negative. Mestrado em Engenharia Mecânica

O Fabrico Aditivo apresenta-se, desde o ano de 2012, como o principal plano estratégico e operacional da Marinha dos EUA para acompanhar a evolução e revolução da tecnologia mundial, através do aumento e do aprimoramento dos equipamentos. Sendo assim, e por forma a evoluir na produção e disponibilização de equipamentos necessários ao cumprimento das missões atribuídas à esquadra, considera-se fulcral a aderência da Marinha Portuguesa à tecnologia do Fabrico Aditivo. Foi em novembro de 2021, através de um despacho do Comando Naval, que a Marinha Portuguesa manifestou propensões na implementação do Fabrico Aditivo a bordo das Unidades Navais, tendo como principal propósito a mitigação das dificuldades sentidas por parte da cadeia de abastecimento. A aplicabilidade da utilização de ligas de aço revestida com fluxo rutílico a bordo dos Navios da Classe Viana do Castelo, quando usado o WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), foi verificada e caracterizada como concebível, não só por se ter verificado a possibilidade de construção e de redução da quantidade de gás de proteção empregue no processo, sem o comprometer, como também pela ausência de inclusões no material, devido à presença de óxido de titânio no fluxo. Através da análise das inúmeras condições de deposição em estudo obter-se-á a condição de parâmetros ideal recorrendo a um otimizador de resposta pelo método “design of experiments”, isto é, planeamento de experiências, que requer a seleção da maximização ou minimização das variáveis de resposta, isto é, energia do arco, ondulação, altura por camada, largura e penetração. A realização de ensaios mecânicos, nomeadamente os ensaios de tração, permitiu verificar a existência do fenómeno de anisotropia, onde os elevados valores de ductilidade e deformação se mostraram relevantes nos provetes horizontais. No que diz respeito à microestrutura, nomeadamente à avaliação da microdureza e dos constituintes presentes na parede de soldadura, verificou-se que esta apresentava níveis de microdureza relativamente baixos e grãos refinados de tamanho reduzido. Since 2012, Additive Manufacturing has been the main strategic and operational plan of the US Navy, to keep up with the evolution and revolution of world technology, through the increase and improvement of equipment. Therefore, and in order to evolve in the production and availability of equipment necessary for the fulfilment of the missions assigned to the fleet, the Portuguese Navy's adherence to Additive Manufacturing technology is considered essential. It was in November 2021, through an order from the Naval Command, that the Portuguese Navy expressed its propensity to implement Additive Manufacturing on board Naval Units, with the main purpose of mitigating the difficulties experienced by the supply chain. The applicability of the use of steel alloys coated with rutile flux on board Viana do Castelo Class Ships, when using WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), was verified and characterized as conceivable, not only for having verified the possibility of building and reducing the amount of shielding gas employed in the process, without compromising it, but also for the absence of inclusions in the material, due to the presence of titanium oxide in the flux. Through the analysis of the numerous deposition conditions under study, the ideal parameter condition will be obtained using a response optimizer using the "design of experiments" method, that is, experiment planning, which requires the selection of the maximization or minimization of the response variables, ie, arc energy, ripple, thickness per layer, width, and penetration. The performance of mechanical tests, namely the tensile tests, made it possible to verify the existence of the anisotropy phenomenon, where the high values of ductility and deformation proved to be relevant in the horizontal specimens. Regarding the microstructure, namely the evaluation of the microhardness and the constituents present in the weld wall, it was found that it had relatively low levels of microhardness and refined grains of reduced size.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica, A artroplastia total da anca é uma das cirurgias com mais sucesso atualmente. O aumento da esperança média de vida e a consequente procura de qualidade de vida, fez o número de cirurgias efetuadas aumentar ao longo dos anos. Apesar do sucesso, o aumento de cirurgias primárias e revisão faz aumentar os custos associados e a necessidade de melhoramento. Os problemas principais nestes casos são o stress shielding e a consequente instabilidade articular asséptica. São necessários estudos que ajudem a compreender o contacto mecânico entre a prótese e o osso, de forma a conseguir melhorar o projeto das próteses. O método dos elementos finitos é uma poderosa ferramenta de simulação que pode ser usada para recriar estruturas anatómicas do osso com grande detalhe, podendo ser usada para desenvolver estudos de biomecânica com custos reduzidos. Neste trabalho foi construído um modelo numérico de um fémur de bovino, à escala natural, a partir de um conjunto de imagens obtidas por tomografia computorizada, com o objetivo de reproduzir um conjunto de resultados obtidos experimentalmente, a partir de um ensaio de compressão, realizado na mesma peça óssea, onde previamente se tinha montado uma prótese de anca. Na construção do modelo numérico conseguiu-se diferenciar claramente o osso trabecular do osso cortical, recorrendo a ferramentas numéricas desenvolvidas para esse efeito. O modelo numérico assim criado foi capaz de reproduzir com sucesso os resultados obtidos por via experimental numa extensão muito significativa da curva força-deslocamento. Este procedimento numérico foi validado com informação experimental, recorrendo à técnica de correlação digital de imagem, utilizada nos ensaios experimentais., Total Hip arthroplasty is currently one of the most successful surgeries. The increase of life expectancy and the subsequent demand for quality of life increased the number of performed surgeries across the years. Although the success, this increased number of primary and revision surgeries also increased the costs and improvement necessity. The major associated problems are stress shielding and aseptic loosening. It is necessary to develop studies that help understand the mechanical contact between the prosthesis and the bone to enable the improvement of the prosthesis project. The Finite Elements Method is a powerful simulation tool that can recreate bone anatomical structures with profound detail and can be used to develop low-cost biomechanical studies. In this work, a numerical model of a bovine femur was developed, at natural scale, through computerized tomography images, with the aim of reproducing the experimental results of compression tests in the same bone part, where the hip prosthesis has been assembled previously. In the numeric model construction was possible to clearly distinguish the trabecular bone from the cortical bone, recurring to the numerical tools developed for that purpose. The created numerical model successfully reproduced the results obtained experimental way in a significant extension of the load-displacement curve. This numerical procedure was validated with experimental information, recurring to the digital image correlation technique used in the experimental tests., This work was supported by the FCT - Foundation for Science and Technology, through the project with the reference PTDC/EME-SIS/28225/2017, entitled "Development of an innovative composite system for comminuted bone fracture stabilization" BoFraPla, through the Competitiveness and Internationalization Operational Program and the Lisbon Regional Operational Programme, supported by the FEDER.

Não recebi financiamento Introdução: A manufatura aditiva ou impressão 3D tem sido cada vez mais utilizada na produção de próteses acessíveis para pessoas com amputação de membro superior. Em São José dos Campos, o Projeto de Extensão Mao3D produz próteses que são doadas a quem precisa, feitas com o uso de impressoras 3D, que utilizam o processo de extrusão de material. Um desafio encontrado no processo de reabilitação de amputados utilizando próteses produzidas por manufatura aditiva em impressoras desktop é a baixa qualidade das peças manufaturadas. O modelo de prótese open source mais utilizado no Projeto Mao3D e por outras organizações é o Unlimbited arm v2.2. Até o momento da realização dessa pesquisa não foi encontrado na literatura, um protocolo para ser utilizado no processo de produção desse modelo de prótese. Objetivo: Definir os parâmetros de impressão 3D pelo processo de extrusão de material para manufatura das peças da prótese Unlimbited Arm v2.2 e desenvolver um protocolo de impressão 3D para auxiliar na produção deste dispositivo. Metodologia: Na primeira fase foram realizados ensaios mecânicos de impacto e tração uniaxial em corpos de prova manufaturados por impressão 3D, com filamento poli (ácido lático), para correlacionar os parâmetros de impressão 3D de camada do topo, base, perímetro e densidade de preenchimento interno e as propriedades mecânicas de peças manufaturadas. Na segunda fase foi realizada uma análise estrutural pelo Método dos Elementos Finitos (FEM) para definir quais configurações permitem que a prótese suporte mais carga. A partir desses resultados, na terceira fase 3 da pesquisa foi desenvolvido um protocolo com os parâmetros de impressão adequados para a produção das peças da prótese Unlimbited Arm v2.2. Resultados e discussão: A análise estatística dos dados obtidos mostrou que os parâmetros testados de camada tem mais influência nos resultados de resistência ao impacto e tensão máxima do que o preenchimento. Além disso, foi possível comparar quais configurações de camada e densidade de preenchimento interno fornecem uma peça com melhor resistência mecânica. A análise FEM mostrou que uma prótese manufaturada com número de camadas entre 4 e 5 e densidade de preenchimento interno de 35 a 45% pode segurar um objeto de até 1kg. Além disso, o protocolo apresentar informações relevantes sobre a impressão das peças, em qualquer software de fatiamento. Conclusão: Esta pesquisa auxiliou a definir os parâmetros de impressão 3D para a manufatura da prótese Unlimbited Arm v2.2 e disponibiliza um protocolo em português e inglês para auxiliar na produção dos voluntários que realizam a doação. Introduction: Additive manufacturing or 3D printing has been increasingly used to produce accessible prosthetics for people with upper limb amputation. In São José dos Campos, the Mao3D Extension Project produces prostheses that are donated to those who need them, created with 3D printers that use the material extrusion process. One challenge encountered in the rehabilitation process of amputees using prosthetics made by additive manufacturing on desktop printers is the low quality of the manufactured parts. The open-source prosthesis model most used in the Mao3D Project and by other organizations is the Unlimbited arm v2.2. At the time of this research, it was not found in the literature a protocol to be used in the production process of this prosthesis model. Objective: Define the 3D printing parameters by the material extrusion process to manufacture the parts of the Unlimbited Arm v2.2 prosthesis and develop a 3D printing protocol to assist in the production of this device. Methodology: In the first phase, impact and uniaxial tensile mechanical tests were performed on specimens manufactured by 3D printing with poly (lactic acid) filament to correlate the 3D printing parameters of top, bottom, perimeter, and internal fill density layers and the mechanical properties of the manufactured parts. In the second phase, a Finite Element Method (FEM) structural analysis was performed to define which configurations allow the prosthesis to hold more load. From these results, in the third phase 3 of the research, a protocol was developed with the appropriate printing parameters for the production of the Unlimbited Arm v2.2 prosthesis parts. Results and discussion: Statistical analysis of the obtained results showed that the layer parameters tested have more influence on the results for impact strength and ultimate tensile strength than the infill. Furthermore, it was possible to compare which layer configurations and internal fill density provide a part with better mechanical strength. The FEM analysis showed that a prosthesis manufactured with a layer number between 4 and 5 and an internal fill of 35 to 45% could hold an object of up to 1kg. In addition, the protocol provides relevant information about the printing of the parts, in any slicing software. Conclusion: This research helped to define the 3D printing parameters for the manufacturing of the Unlimbited Arm v2.2 prosthesis and provides a protocol in Portuguese and English to assist the production of the volunteers that realize the donation.

The objective of this work is to analyze the behavior of geodesic structures built with cylindrical bamboo bars reinforced with nylon cables by means of loading tests and computer simulation. Geodesic domes were modeled in the shape of a half truncated icosahedron and was built with solid commercial bamboo bars Phyllostachys pubescens,with 4 mm in diameter and 175 mm in length. ANSYS computer simulation software was used to model three-dimensionally and to simulate a dome structure under the action of vertical loads, with reinforcement of cables and also to simulate a wind action on a solid geodetic. With a reformed structure, loads were made, for each load was measured or vertical displacement of the upper surface in relation to the base. The numerical model was simulated with the same chargers and, afterwards, comparisons were made between the numerical results and the experiments. The tests show hat the structure supports a load of 38 times its own weight, presenting a great deflection without breaking. Resistant to comparison or double the final vertical load, with only 40% deflection. Published by the structure without reinforcement, showing the effectiveness of using nylon cables as tied reinforcement. Such behavior was predicted by numerical simulation. After carrying out the usage tests and running a computer simulation, it was possible to locate the regionswith the highest stresses and to identify the possible break points of the structure. In this work it was also simulated or the behavior of the geodesic structure covered by a shell, under a wind action with different movements, showing the distribution of the pressure exerted by the flow of a structure. O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento do reforço feito com cabos de nylon trançado feito em estruturas geodésicas construída com barras de bambu cilíndricas e maciças unidas com resina de poliéster com carga mineral. As cúpulas geodésicas estudadas têm a forma de meio icosaedro truncado e foram construídas com barras comerciais de bambu Phyllostachys pubescens com 4mm de diâmetro e comprimento de 175mm. O software de simulação de engenharia ANSYS foi usado para desenhar e simular a estrutura da cúpula sob carga, com e sem o reforço de cabos. O modelo geodésico construído e testado através de carregamento vertical, mostrou resultados de deflexão no regime elástico muito semelhantes ao comportamento previsto pelo modelo computacional. Enquanto a estrutura sem reforço apresentou grandes deformações e resistiu 14,8 vezes o seu próprio peso com comportamento linear e 23 vezes o seu próprio peso sem ruptura; a estrutura reforçada com cabos amarrados resistiu comparativamente o dobro de carga vertical final com apenas 40% da deflexão apresentada pela estrutura sem reforço, mostrando a efetividade do uso dos cabos de nylon como reforço amarrado. Comportamento previsto pela simulação numérica.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil, Os polímeros reforçados com fibra (do inglês fibre reinforced polymer – FRP) são cada vez mais utilizados na indústria da construção no contexto de estruturas novas e no reforço de estruturas existentes. Estes materiais compósitos são utilizados devido à sua leveza, à facilidade de instalação, ao seu elevado desempenho estrutural (resistência e rigidez) e elevada durabilidade. Contudo, existe ainda falta de conhecimento suficientemente consolidado em relação a diferentes aspetos, nomeadamente a sua durabilidade sob condições específicas ambientais e de carregamento. Na presente dissertação apresenta-se um estudo experimental do comportamento de painéis FRP produzidos por pultrusão, constituídos por fibra de vidro (GFRP) e matriz de poliéster insaturado e vinil éster, submetidos a envelhecimento laboratorial acelerado. A campanha experimental de envelhecimento acelerado incluiu os seguintes ambientes: (i) temperatura constante de -15 °C, 20 °C, 40 °C e 60 °C e (ii) imersão em água desmineralizada a 60 °C. Após o envelhecimento acelerado com uma duração de 6 meses, a durabilidade do GFRP foi avaliada através da sua resposta mecânica, em termos de comportamento à tração uniaxial (a 0° e a 90°), compressão, flexão, corte no plano e corte interlaminar. Os resultados obtidos mostraram uma maior degradação ao ambiente de imersão em água, com reduções nas diversas propriedades avaliadas que, alguns casos, ultrapassaram os 50%. Não obstante, os resultados também comprovam que parte dos efeitos do ambiente de imersão em água são reversíveis, desde que submetidos a um período de secagem, e que o tipo de resina tem grande influência na sua durabilidade., Fibre reinforced polymers (FRP) are increasingly used in the construction industry for new structures and to reinforce existing structures. These composite materials are used because of their light weight, easy installation, high structural performance (strength and stiffness) and high durability. However, there is still a lack of sufficiently consolidated knowledge regarding different aspects, namely their durability under specific environmental and loading conditions. This dissertation presents an experimental study of the behaviour of FRP panels produced by pultrusion, consisting of glass fibre FRP (GFRP) and unsaturated polyester and vinyl ester matrix, subjected to accelerated laboratory ageing. The experimental campaign of accelerated ageing included the following environments: (i) constant temperature of -15 °C, 20 °C, 40 °C and 60 °C and (ii) immersion in demineralised water at 60 °C. After accelerated ageing lasting 6 months, the durability of GFRP was evaluated through its mechanical response, in terms of uniaxial tensile behaviour (at 0° and 90°), compression, bending, in-plane shear and inter laminar shear. The results obtained showed a higher degradation to water immersion environment, with reductions in the various properties evaluated that, in some cases, exceeded 50%. Nevertheless, the results also prove that part of the effects of the water immersion environment are reversible, provided that they are submitted to a drying period, and that the type of resin has a great influence on its durability., No âmbito do projeto DURABLE-FRP (PTDC/ECI-EGC/4609/2020), agradeço ao financiamento por fundos nacionais através da Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) e cofinanciamento pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) através do Programa Operacional para a Competitividade e Internacionalização (POCI) e o Programa Operacional Regional de Lisboa e, parcialmente financiado pelo projeto POCI-01-0145-FEDER-007633 e pela FCT/MCTES através de fundos nacionais (PIDDAC) no âmbito da Unidade de I&D Instituto de Sustentabilidade e Inovação em Engenharia de Estruturas (ISISE), sob referência UIDB/04029/2020.

O conhecimento acerca das propriedades mecânicas dos materiais sempre teve uma grande importância para as civilizações, de tal modo que habitualmente se atribui nome a alguns períodos históricos de acordo com os materiais que mais se utilizava (idade da pedra, idade do bronze e idade do ferro). Segundo a literatura, os ensaios mecânicos de materiais tiveram início com pessoas como Leonardo Da Vinci (século XV), mas os maiores avanços nesta área do conhecimento foram realizados a partir do século XVII com Galileu Galilei e Robert Hooke. Os ensaios mecânicos dos materiais mais comuns são os ensaios de tração, de compressão, de torção, de flexão, de corte, de dureza, de fluência e de fadiga. Este trabalho aborda os cinco primeiros ensaios mencionados. O objetivo do presente trabalho consiste na conceção e no projeto de uma Máquina de Ensaio Universal que seja de fácil produção e economicamente competitiva face às opções disponíveis no mercado. Na fase de conceção utiliza-se a Teoria Axiomática de Projeto e as Especificações de Automatismos para definir as especificações da máquina. É feita uma descrição do processo de conceção e do funcionamento. O dimensionamento consiste na realização de cálculos de parâmetros dimensionais (a partir de tensões, deformações e, quando aplicável, encurvadura de colunas) e de simulações de modelos de elementos finitos. São descritas todas as escolhas de peças de catálogo, apresentadas as equações de conversão dos dados lidos para os dados do ensaio e sugeridas geometrias para os provetes. Para concluir é apresentado o orçamento da máquina, num valor de € 2 577, e uma lista de propostas para desenvolvimentos futuros. A máquina permite realizar o ensaio de tração uniaxial, o ensaio de compressão uniaxial e o ensaio de flexão em 3 pontos até uma força máxima de 15 kN, o ensaio de corte duplo com um provete de 16 mm de diâmetro até uma força máxima de 12,1 kN e com um provete de 8 mm de diâmetro até 1,08 kN. Também permite realizar o ensaio de torção até um momento máximo de 20,4 N.m. The knowledge about materials mechanical properties always has been of great importance for civilizations, in such a way that some historical periods are usually given a name according to the materials that were most used at the time (stone age, bronze age and iron age). According to the literature, mechanical testing of materials started with people like Leonardo Da Vinci (15th century), but the greatest advances in this area of knowledge were made from the 17th century with Galileo Galilei and Robert Hooke. The most common mechanical tests of materials are the tensile test, the compressive test, the torsion test, the bending test, the shear test, the hardness test, the creep test and the fatigue test. This work addresses the first five mentioned tests. The objective of the present work is the conception and design of a Universal Testing Machine that is easy to produce and economically competitive when compared with the options available on the market. In the conception phase, the Axiomatic Design Theory and the Automation Specifications are used to define the machine specifications. A description is made of the design process and the machine operation. The dimensioning consists of performing calculations of dimensional parameters (from stresses, deformations and, when applicable, column buckling) and simulations of finite element models. All choices of catalog parts are described, the conversion equations from the data read to the test data are presented and geometries are suggested for the specimens. To conclude, the machine's budget is presented, the value of wich is € 2 577, as well as a list of possible future developments. The machine allows various mechanical tests to be performed, namely, the uniaxial tensile test, the uniaxial compressive test, the 3-point bending test up to a maximum force of 15 kN, the double shear test with a 16 mm of diameter test piece up to a maximum force of 12,1 kN and with a 8 mm of diameter test piece up to a maximum force of 1,08 kN. It also allows the torsion test to be performed up to a maximum torque of 28 N.m.

As ligas de alta entropia (LAE) são compostos metálicos com pelo menos cinco elementos principais, cujas percentagens atómicas variam entre os 5 e os 35 %. Estas novas ligas de engenharia apresentam propriedades notáveis, tais como bom desempenho mecânico quando estão sujeitas a condições severas a diferentes temperaturas, e também, estabilidade microestrutural durante longos períodos de tempo. Deste modo, estas ligas surgem como soluções rápidas para várias aplicações estruturais e funcionais. Avaliar a soldabilidade destas ligas para que se tornem um componente permanente de uma estrutura, é um ponto crucial para se garantir a sua viabilidade. A maioria dos estudos realizados sobre soldadura por fusão de ligas de alta entropia, até à data, foram sobre o sistema da liga de Cantor (CrMnFeCoNi) uma vez que esta foi a primeira a surgir. No entanto, é necessário explorar outros sistemas de ligas de forma a expandir as potenciais aplicações deste tipo de material. Neste estudo foram realizadas soldaduras autogéneas em chapas da LAE Cr29.5Co29.5Ni35Al4Ti2, através da técnica de soldadura TIG e foram avaliados os efeitos desta técnica na microestrutura e nas propriedades mecânicas desta LAE. Relativamente aos resultados obtidos, verificou-se que a LAE Cr29.5Co29.5Ni35Al4Ti2 apresentou boas características de soldabilidade. Foram obtidos cordões de soldadura com penetração total e sem defeitos. A evolução microestrutural dos cordões de soldadura é apresentada e discutida nesta dissertação. Os cordões obtidos apresentaram menor resistência à tração e menor ductilidade que o material base. Ainda assim, os cordões de soldadura apresentaram elevada resistência mecânica e ductilidade. A fratura dos cordões de soldadura ocorreu na zona de fusão, devido ao elevado tamanho de grão e a menor dureza dessa região. High entropy alloys are metallic compounds with at least five principal elements, with the atomic percentage of each component varying between 5 and 35 %. These novel engineering alloys presents remarkable properties such as good mechanical performance under severe conditions in different temperatures, and also microstructural stability over long time periods. Thus, these alloys emerge as quick solutions for many structural and functional applications. To ensure the viability of these alloys it’s important to study their weldability so they turn into a permanent feature of a component or structure. To date, most research works about fusion welding of high entropy alloys focused on the Cantor’s alloy system (CrMnFeCoNi) due to this was the first to be created. However, it is important to explore other alloys systems to expand the potential applications. In this work, autogenous welds were performed through TIG Welding and the effects of this technique on the microstructure and mechanical properties of Cr29.5Co29.5Ni35Al4Ti2 high entropy alloy were evaluated. The results show good weldability of Cr29.5Co29.5Ni35Al4Ti2 high entropy alloy. Full penetration and defect-free joints were obtained. The microstructural evolution of the welded joints is presented and discussed in this dissertation. The welded joints presented lower strength and ductility than the base material. Nonethelss, the welded joint still present high mechanical strength and ductility. The fracture of the welded joints occurred in the fusion zone due to the large grain size and the low hardness of this region.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. Este trabalho propor uma metodologia de projeto de um sistema para controle de vibrações em pisos de concreto. Com esse objetivo foi projetado, a partir de um estudo paramétrico, um amortecedor de massa sintonizada (AMS) e encontrada a melhor localização dele. Uma vez construído o amortecedor projetado, foram realizados ensaios em vibração livre e forçado na plataforma. Como excitação foram consideradas cargas harmônicas, cargas geradas pelo pulo continuo no centro da laje e cargas induzidas ao caminhar aleatoriamente na superfície da laje e ao pular desde uma carteira escolar no centro da plataforma. Com os resultados verificou-se o desempenho do AMS na redução da resposta das acelerações da estrutura. Foi constatado que o AMS cumpre com sua função de reduzir as vibrações em pisos geradas pelas pessoas em atividades rítmicas. O AMS mostra-se como uma solução alternativa para estruturas esbeltas no qual problemas de vibrações excessivas representam uma preocupação do projetista. O sistema de controle construído de forma geral é simples na construção e na manutenção, além disso, tem um baixo custo de fabricação. This paper proposes a methodology of a system for controlling vibrations in concrete floors. To this end was designed, from a parametric study, a tuned mass damper (TMD) and found the best location for it. Once built the damper tests were conducted in free and forced vibration on the platform. As excitement were considered harmonic loads, loads generated by the continuous leap in the center of the slab and induced by randomly walking on the surface of the slab and also jump from a school desk in the center of the platform loads. With the results TMD performance in reducing vibrations in floors generated by people in rhythmic activities was verified. The TMD is shown as an alternative solution for slender structures in which excessive vibration problems pose a concern designer engineer. The control system generally constructed is simple in construction and in maintenance, besides that, has low manufacturing cost.

The research sought to verify the feasibility of the use of civil construction waste as a contributor to the physical and mechanical characteristics of self-compacting concrete. Four treatments were tested facing the performance of the reference trait. Mixtures with replacement of 35, 40 and 45% of the fine aggregate by concrete residue to workability. The amount of additive was experimentally determined by testing in the fresh state. The treatments were submitted to evaluation of segregation endurance, passing ability, workability, absorption, compressive strength, and modulus of elasticity. With the obtained results in the fresh state, it is possible to infer that the mixes with the addition of residue maintained the characteristics of self-compacting concrete, being possible to classify its use according to the results required by the standard. For the tests in hardened form, the mixes with the addition of 35% and 45% of concrete residue achieved lower strengths than the reference mix by 17% and 24% respectively, only the mix with 40% addition exceeded the reference mix, at 56 days. La investigación trató de verificar la viabilidad de utilizar residuos de construcción civil como contribuyentes a las características físicas y mecánicas del hormigón autocompactante. Se probaron cuatro tratamientos frente al rendimiento del rasgo de referencia. Mezclas con sustitución del 35, 40 y 45% del árido fino por residuo de hormigón con vistas a la trabajabilidad. La cantidad de aditivo se determinó experimentalmente ensayando en estado fresco. Los tratamientos se sometieron a evaluación de resistencia a la segregación, capacidad de paso, trabajabilidad, absorción, resistencia a la compresión y módulo de elasticidad. Con los resultados obtenidos en fresco, es posible deducir que las mezclas con la adición de residuo mantuvieron las características del hormigón autocompactante, siendo posible clasificar su uso según los resultados exigidos por la norma. Para los ensayos en estado endurecido, las mezclas con la adición de 35% y 45% de residuo de hormigón obtuvieron resistencias inferiores a la mezcla de referencia en 17% y 24% respectivamente, solo la mezcla con 40% de adición superó la mezcla de referencia, a los 56 días. A pesquisa buscou verificar a viabilidade do uso de resíduos da construção civil, como contribuinte as características físicas e mecânicas do concreto autoadensável. Foram testados três tratamentos, frente ao desempenho do traço referência. Os traços com substituição de 35, 40 e 45% do agregado miúdo por resíduo de concreto com vistas à trabalhabilidade. A quantidade de aditivo foi determinada de forma experimental através dos testes no estado fresco. Os tratamentos foram submetidos a avaliação da resistência a segregação, habilidade passante, trabalhabilidade, absorção, resistência à compressão e módulo de elasticidade. Com os resultados obtidos no estado fresco é possível aferir que os traços com adição de resíduo mantiveram as características do concreto autoadensável sendo possível classificar sua utilização de acordo com os resultados exigidos em norma. Para os testes no estado endurecido os traços com adição de 35% e 45% de resíduo de concreto obtiveram resistências inferiores ao traço referência em 17% e 24% respectivamente, apenas o traço com 40% de adição superou o traço referência, aos 56 dias.

Na região Aveiro, a construção em adobe foi uma técnica muito utilizada até ao final da primeira metade do século XX. Muitos dos edifícios existentes na cidade de Aveiro ainda são em adobe. Estes estudos têm como objetivo entender melhor as características do adobe através de ensaios laboratoriais, nomeadamente: mecânicos, absorção capilar, dissolução ácida, granulometria e ultrassons. In Aveiro region, adobe construction was a widely used technique until the end of the first half of the 20th century. This study aims to better understand the characteristics of adobe blocks through laboratory tests, namely: mechanical, capillary absorption, acid dissolution, granulometry and ultrasounds (Pundit). Mestrado em Engenharia Civil

The concept of inverted classrooms and the use of internet-based technologies has been used in several areas of knowledge as alternative methods to the traditional methodology. This concept encompasses an active learning method, in which the student internalizes the essential contents before class and then discusses and interacts with the teacher, clarifying doubts. Therefore, this work aimed to analyze the evolution of the mental models of students of the subsequent technical course in mechanics from a Brazilian federal institution, referring to the topic of mechanical tests, to diagnose any conceptual gaps in the development of knowledge. Quantitative analysis was used through questionnaires, applied before and after the content was taught in the classroom. The experiment was carried out with a random sample of n = 13 students, and intended to make a comparative analysis between the participants. According to the results obtained, the percentage of correct answers before and after teaching the content was 33.85% and 69.23%, respectively, which justifies that the students' scores in the post questionnaire were higher in comparison to the previous questionnaire. This fact finds that the flipped classroom or hybrid teaching can lead to better students' academic performance. This work also made it possible to detect learning gaps, which would not be possible to be identified through traditional assessments, enabling an improvement of the teaching and learning process, based on a more effective didactic planning. El concepto de aula invertida y el uso de tecnologías basadas en Internet se han utilizado en varias áreas del conocimiento como métodos alternativos a la metodología tradicional. Este concepto engloba un método de aprendizaje activo, en el que el alumno interioriza los contenidos esenciales antes de la clase y luego discute e interactúa con el docente, aclarando dudas. Por tanto, este trabajo tuvo como objetivo analizar la evolución de los modelos mentales de los estudiantes del curso técnico en mecánica de una institución federal brasileña, en el tema de las pruebas mecánicas, para diagnosticar las brechas conceptuales en el desarrollo del conocimiento. Se utilizó el análisis cuantitativo a través de cuestionarios, aplicados antes y después del contenido impartido en el aula. El experimento se llevó a cabo con una muestra aleatoria de n = 13 estudiantes, y tuvo como objetivo realizar un análisis comparativo entre los participantes. Según los resultados obtenidos, el porcentaje de aciertos antes y después de impartir el contenido fue de 33,85% y 69,23%, respectivamente, lo que justifica que las puntuaciones de los alumnos en el post cuestionario fueron superiores en relación al cuestionario anterior. Este hecho encuentra que el aula invertida o la enseñanza híbrida pueden conducir a un mejor rendimiento académico de los estudiantes. Este trabajo también permitió detectar brechas de aprendizaje, que no serían posibles de identificar a través de evaluaciones tradicionales, permitiendo una mejora del proceso de enseñanza y aprendizaje, a partir de un plan didáctico más efectivo. O conceito de sala de aula invertida e o uso de tecnologias baseadas na internet vêm sendo usados em diversas áreas do conhecimento como métodos alternativos à metodologia tradicional. Este conceito engloba um método de aprendizagem ativa, no qual o aluno faz a internalização dos conteúdos essenciais antes da aula e depois discute e interage com o professor, esclarecendo as dúvidas. Diante disso, este trabalho teve como objetivo analisar a evolução dos modelos mentais de estudantes do curso técnico subsequente em mecânica de uma instituição federal brasileira, referente ao tópico de ensaios mecânicos, visando diagnosticar eventuais lacunas conceituais do desenvolvimento do conhecimento. Foi utilizada a análise quantitativa por meio de questionários, aplicados antes e após o conteúdo ministrado em sala de aula. O experimento foi realizado com amostra aleatória de n = 13 estudantes, e teve o intuito de fazer uma análise comparativa entre os participantes. De acordo com os resultados obtidos, o percentual de acerto antes e após ministrar o conteúdo foi de 33,85 % e 69,23 %, respectivamente, o que justifica que as pontuações dos alunos no questionário pós foram mais altas em relação ao questionário prévio. Este fato constata que a sala de aula invertida ou ensino híbrido pode levar a um melhor desempenho acadêmico dos estudantes. Este trabalho permitiu também detectar lacunas de aprendizagem, as quais não seriam possíveis serem identificadas por meio de avaliações tradicionais, possibilitando um aperfeiçoamento do processo de ensino e aprendizagem, com base em um planejamento didático mais eficaz.

São Cristóvão

This study aimed to determine the basic density of the wood and to simulate the performance of flooring produced with wood from five tropical species: Dipteryx odorata (Cumaru), Handroanthus spp. (Ipê), Hymenaea Courbaril (Jatobá), Astronium Lecointei (Muiracatiara), and Bowdichia virgilioides (Sucupira-Preta). Falling steel sphere, static and dynamic friction, indentation caused by loads applied in small areas, rolling load, and abrasiveness impact tests were simulated. The results were subjected to analysis of variance and Tukey’s test at 5% significance, and Pearson’s correlation was performed between the basic density and the indexes of each flooring. The basic density of the wood flooring made from the evaluated species ranged from 0.735 to 0.958 g.cm-3. D. odorata, Handroanthus spp. and H. courbaril woods were classified as heavy, while those of A. Lecointei and B. Virgilioides as moderately heavy. It was possible to indicate D. odorata, Handroanthus spp., H. courbaril, and B. Virgilioides flooring for environments with intense traffic where there is dragging or falling objects such as industries and companies. The A. Lecointei flooring can be used in residential environments with light traffic, where the loads exerted are low. There was a correlation between the basic wood density and the flooring use simulation tests. RESUMO O objetivo deste estudo foi determinar a densidade básica da madeira e simular o comportamento em uso de pisos maciços produzidos com madeiras de cinco espécies tropicais: Dipteryx odorata (cumaru), Handroanthus spp. (ipê), Hymenaea courbaril (jatobá), Astronium lecointei (muiracatiara) e Bowdichia virgilioides (sucupira-preta). Nos testes de simulação foram realizados os ensaios de impacto da esfera de aço cadente, de atrito estático e dinâmico, de endentação causada por cargas aplicadas em pequenas áreas, de carga rolante e de abrasividade. Os resultados foram submetidos à análise de variância e ao teste de Tukey, a 5% de significância, e realizou-se a correlação de Pearson entre a densidade básica e os índices de cada ensaio de simulação de pisos. A densidade básica dos pisos de madeira das espécies avaliadas variou de 0,735 a 0,958 g·cm-3, sendo as madeiras de D. odorata, Handroanthus spp. e H. courbaril classificadas como pesadas e as de A. lecointei e B. virgilioides como moderadamente pesadas. Foi possível indicar os pisos de D. odorata, Handroanthus spp., H. courbaril e B. virgilioides para ambientes com tráfego intenso, onde há o arraste ou a queda de objetos, como indústrias e empresas. Já o piso de A. lecointei pode ser utilizado em ambientes residenciais, com tráfego leve, onde as cargas exercidas sejam baixas. Houve correlação entre a densidade básica da madeira e os ensaios de simulação dos pisos em uso.

In recent years, due to the appeal for the use of materials that cause less impact on the environment, the rationalization and use of wood has become a requirement, as it is a material with great potential to be used in different sectors of the economy. Its use as a structural element in recent years is related to the increase in the technology used in its processing, such as the industrialization of wooden structures, the use of reforestation species and the use of preserving agents with higher quality. The Amazon is characterized by being a region with great potential for wood producing forests of the most varied species. Greater knowledge of the physical and mechanical properties of wood is essential to rationalize the use of this raw material. Lately, research to clarify the properties of wood is increasing, however, there is still much to discover. This work aims to evaluate four species of Amazonian woods Cedrorana (Cedrelingacateniformis), Piquiarana (Caryocarglabrum and C. villosum), Tauari (Carinianamicranta) and Macacaúba (Platymiscium ulei) used in civil construction. Their densities and mechanical properties of compression parallel to the fibers, normal flexion to the fibers and screw pullout were evaluated. As density is one of the most important properties regarding the indication of uses for wood, and being one of the properties that provides more information about its characteristics, with the results obtained it was observed that the mechanical tests have a correlation with density. En los últimos años, debido al atractivo por el uso de materiales que causan menor impacto en el medio ambiente, la racionalización y uso de la madera se ha convertido en un requisito, por ser un material con gran potencial para ser utilizado en diferentes sectores de la economía. Su uso como elemento estructural en los últimos años está relacionado con el incremento de la tecnología utilizada en su procesamiento, como la industrialización de estructuras de madera, el uso de especies de reforestación y el uso de agentes conservantes de mayor calidad. La Amazonía se caracteriza por ser una región con gran potencial para bosques productores de madera de las más variadas especies. Un mayor conocimiento de las propiedades físicas y mecánicas de la madera es fundamental para racionalizar el uso de esta materia prima. Últimamente, la investigación para aclarar las propiedades de la madera está aumentando, sin embargo, todavía hay mucho por descubrir. Este trabajo tiene como objetivo evaluar cuatro especies de bosques amazónicos Cedrorana (Cedrelingacateniformis), Piquiarana (Caryocarglabrum y C. villosum), Tauari (Cariniana micranta) y Macacaúba (Platymisciumulei) utilizadas en construcción civil. Se evaluaron sus densidades y propiedades mecánicas de compresión paralela a las fibras, flexión normal de las fibras y extracción del tornillo. Siendo la densidad una de las propiedades más importantes en cuanto a la indicación de usos de la madera, y siendo una de las propiedades que más información aporta sobre sus características, con los resultados obtenidos se observó que los ensayos mecánicos tienen correlación con densidad. Nos últimos anos devido ao apelo pela utilização de materiais que causem menor impacto ao meio ambiente, a racionalização e uso da madeira torna-se uma exigência, pois é um material com grande potencial para ser utilizado nos diversos setores da economia. A sua utilização como elemento estrutural nos últimos anos está relacionada com o aumento da tecnologia empregada em seu beneficiamento, como a industrialização de estruturas de madeira, a utilização de espécies de reflorestamento e a utilização de agentes preservantes com maior qualidade. A Amazônia caracteriza-se por ser uma região com grande potencial de florestas produtoras de madeira das mais variadas espécies. O maior conhecimento das propriedades físicas e mecânicas da madeira é imprescindível para que se possa racionalizar a utilização dessa matéria prima. Ultimamente, as pesquisas a fim de elucidar as propriedades da madeira estão aumentando, porém, ainda há muito a se descobrir. Este trabalho tem por objetivo avaliar quatro espécies de madeiras amazônicas Cedrorana (Cedrelingacateniformis), Piquiarana (Caryocarglabrum e C. villosum), Tauari (Cariniana micranta) e Macacaúba (Platymisciumulei) empregadas na construção civil. Foram avaliadas as suas densidades e propriedades mecânicas de compressão paralela às fibras, flexão normal às fibras e arrancamento de parafuso. Como a densidade é uma das propriedades mais importantes no que se refere a indicação de usos para a madeira, e sendo uma das propriedades que mais fornece informações a respeito das suas características, com os resultados obtidos observou-se que os ensaios mecânicos têm correlação com a densidade.

Submitted by Pâmela CTC/E (pamela.flegr@uerj.br) on 2021-08-24T21:22:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Randerson de Souza Rezier - 2020 - Completa.pdf: 7713896 bytes, checksum: b454ec7de7f8d0d6e19112eb8079f50e (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-24T21:22:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Randerson de Souza Rezier - 2020 - Completa.pdf: 7713896 bytes, checksum: b454ec7de7f8d0d6e19112eb8079f50e (MD5) Previous issue date: 2020-02-05 In this work, the mechanical behavior in fracture was analyzed and due to the form factor of bonded metal joints subjected to loading combined with rigid and flexible adhesive. For this purpose, tests were carried out to characterize the mechanical properties of adhesives and to obtain critical fracture energies (GIc and GIIc) through the DCB (Double Cantilever Beam), ENF (End Notched Flexure) and the CBBM (Compliance Based Beam Method). The experimental data generated were compared with other studies, and with the computer simulation of the cohesive damage model (MDC) used in the Abaqus® finite element computer program. For metallic joints bonded with NVT 201-E rigid adhesive, the experimental and computational results showed good agreement. In this way, together with the results of previous work with rigid adhesive carried out at Adhesion and Adherence Lab, we can confirm the existence of the form factor and the satisfactory results of the cohesive damage model. However, for the flexible adhesive Masterpur 300, the ENF fracture energy characterization tests by ENF were not adequate, since there is no crack propagation until the plastic deformation of the metal joints is reached, however the form factor is also observed experimental results. Neste trabalho, foi analisado o comportamento mecânico em fratura e devido ao fator de forma de juntas metálicas coladas submetidas ao carregamento combinado com adesivo rígido e flexível. Para tanto, foram realizados os ensaios de caracterização das propriedades mecânica dos adesivos e de obtenção das energias críticas de fratura (GIc e GIIc) através dos ensaios DCB (Double Cantilever Beam), ENF (End Notched Flexure) e do método CBBM (Compliance Based Beam Method). Os dados experimentais gerados foram comparados com outros trabalhos, e com a simulação computacional do modelo de dano coesivo (MDC) utilizado no programa computacional de elementos finitos Abaqus®. Para juntas metálicas coladas com adesivo rígido NVT 201-E, os resultados experimentais e computacionais mostram boa concordância. Desta maneira, juntamente com os resultados de trabalhos anteriores com adesivo rígido realizados no Laboratório de Adesão e Aderência, podemos confirmar a existência do fator de forma e os resultados satisfatórios do modelo de dano coesivo. Entretanto, para o adesivo flexível Masterpur 300, os ensaios de caracterização da energia de fratura GIIc pelo ENF não se mostraram adequados, uma vez que não há propagação da trinca até atingir a deformação plástica das juntas metálicas, porém o fator de forma também é observado pelos resultados experimentais.

Dissertação de mestrado em Engenharia do Produto, A fabricação aditiva (FA) é uma designação frequente dos processos de impressão 3D de um modelo físico, por camadas, a partir de um modelo digital tridimensional com geometria precisa e usando a quantidade exata de material – sem desperdício e sem a necessidade de utilização de outros instrumentos ou ferramentas. A presente dissertação restringe-se à exploração da FA por extrusão de pastas cerâmicas. As especificidades da criação dos produtos com este tipo de processo, exige o profundo conhecimento dos materiais cerâmicos, prevendo e controlando o seu comportamento em todas as fases, nomeadamente durante a secagem e cozedura. A utilização de diferentes pastas cerâmicas implicou a necessidade de explorar soluções adequadas à criação de produtos arquitetónicos, analisando diferentes parâmetros e variáveis do processo de FA. Este estudo dá particular ênfase à otimização das pastas cerâmicas para processos de extrusão por FA. Recorre-se ao método de Pfefferkorn para caracterizar o índice de plasticidade das pastas. Os protótipos desenvolvidos e os estudos efetuados serviram de base para a análise da retração das várias pastas cerâmicas considerando diferentes curvas de cozedura. A correlação entre a retração e o comportamento mecânico das diversas pastas usadas nesta investigação constitui um contributo relevante que permitirá a FA de elementos e estruturas cerâmicas com consumos elétricos controlados., Additive manufacturing (AM) is a common designation for the definition of three-dimensional printing processes of a physical model, in layers, from a three-dimensional digital model, resulting in a faithful physical representation that uses the exact amount of material during production - without waste and without the need to use other instruments or tools. This dissertation is restricted to the exploration of AM by extrusion of ceramic pastes. The specificities of creating products by this process requires a thorough knowledge of ceramic materials, predicting and controlling their behaviour at all stages, namely during drying and firing. The use of different ceramic pastes implied the need to explore appropriate solutions for the creation of architectural products, analysing different parameters and variables of the AM process. This study places particular emphasis on the optimization of ceramic pastes for AM extrusion processes, using the Pfefferkorn method to characterize the optimal plasticity index of each of the tested pastes. The prototypes developed and the studies carried out served as a basis for analysing the shrinkage of the various ceramic pastes considering different firing curves. The correlation between the shrinkage and the mechanical behaviour of the different pastes used in this investigation constitutes a relevant contribution that will allow the AF of elements and ceramic structures informed and adapted to a specific context.

Próteses personalizadas de Articulação Temporomandibular (ATM) são desenvolvidas para cada paciente, possuindo um planejamento multidisciplinar para a melhor recuperação dos movimentos e das funções básicas. Essa solução multidisciplinar integra ferramentas da engenharia, técnicas avançadas de cirurgia médica, tomografia computadorizada, simulações computacionais, ensaios mecânicos e técnicas de produção para obter uma perfeita adaptação à região do corpo que se deseja substituir, integrando aspectos funcionais tais como proteção, ajuste, forma e resistência mecânica no design da peça anatômica a ser implantada. No Brasil, prótese personalizada de ATM, através da resolução RDC nº305 de 2019 estabelece os requisitos para os fabricantes de dispositivos médicos e exige notificação de cada produto personalizado fabricado. Porém, não especifica normas para ensaio de ATM e a ausência de resultados que deem suporte aos órgãos de fiscalização. O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de uma prótese personalizada de ATM e a análise (estática e de fadiga) pelo método dos elementos finitos e ensaios mecânicos, e demonstrar o potencial uso do método de elementos finitos como auxiliar no projeto e confecção de próteses de ATM. Através do caso mais crítico, baseado na literatura, foi definida a maior força de mordida com 300N e que a prótese deveria suportar 5 milhões de ciclos, o ensaio estático foi capaz de suportar, em média, uma carga de 802.2N e o ensaio de fadiga atingiu o critério de runout com 320N. Os resultados gerados demonstraram que com o uso da análise por elementos finitos pode-se ter uma previsibilidade que a prótese suportaria os esforços e confirmado com os ensaios mecânicos em laboratório, auxiliando na validação deste método para a obtenção da prótese de ATM, servindo como dados auxiliares aos órgãos de fiscalização e possibilitando a utilização dos dados para desenvolvimento de novas próteses. Custom Temporomandibular Joint (TMJ) prostheses are developed for each patient, with multidisciplinary planning for better recovery of basic movements and functions. This planning integrates engineering tools, advanced medical surgery techniques, computed tomography, computer simulations, mechanical tests and production techniques to achieve a perfect adaptation to the desired body region, integrating functional aspects such as protection, shape and mechanical resistance in the design of the anatomical part to be implanted. In Brazil, a sanitary legal instrument RDC No. 305 of 2019 establishes the requirements for medical device manufacturers and turns mandatory notification of each customized product manufactured. However, it does not specify the stardards for TMJ tests and the absence of results that gives support to the inspection authorities. The objectives of this work were the development and manufacture of a customized TMJ prosthesis, and to demonstrate the potential use of the finite element method as an aid in the design of TMJ prostheses. To achieve this, the static and the fatigue analysis were realized using the finite element method and mechanical tests were performed to complement the results. The most critical case was standardized on bite force at 300N and that the prosthesis should handle it in 5 million cycles. The static test has shown that the prosthesis was able to handle, on average, 802.2N load. The fatigue test showed that the prosthesis reached out the criteria of run out at 320N. The generated results demonstrated that the finite element analysis can predict the probable foible region to the prosthesis along with laboratory mechanical tests, supporting the validation of this method to obtain the TMJ prosthesis. Plus, it could be used as support to inspection authorities and as a data generator to develop new prostheses.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Polímeros, Os materiais compósitos representam uma classe de materiais diversificada com maior apetência para a resolução de problemas complexos relacionados com as tecnologias de ponta dos domínios aeroespacial, militar, desportivo e biomédico, mas também de outros mercados relacionados com tecnologia das indústrias de transportes, e de componentes eletrónicos, desempenhando um papel fundamental e real na qualidade de vida das pessoas no século XXI. O desenvolvimento de produtos desportivos, nomeadamente de pranchas de skateboard, tem vindo a implementar cada vez mais os materiais compósitos no seu processo produtivo, de modo a poder aumentar as propriedades mecânicas e durabilidade sem comprometer o peso da estrutura. O principal objetivo desta dissertação, é o desenvolvimento de um protótipo funcional de uma prancha de skateboard que será comparado com um produto existente no mercado. Será ainda realizado o desenvolvimento de uma prancha de longboard, cujo objetivo principal consiste em melhorar uma prancha pertencente à empresa galega VigTab. Para o desenvolvimento das pranchas, foram produzidos provetes com materiais diferentes sendo testados ao impacto por queda de dardo bem como à flexão, seguindo as normas adequadas ao tipo de material utilizado (sanduiche ou laminado reforçado com fibras longas). Foi ainda realizada uma análise de benchmarking com vista a ser possível comparar os novos materiais com os existentes no mercado atual. Após a comparação de todos os materiais envolvidos no desenvolvimento dos dois produtos, foram selecionados os que melhor colmatavam os objetivos estipulados, sendo incorporados nos protótipos finais. Para o desenvolvimento da prancha de skateboard, foi ainda realizada uma simulação estrutural com o material selecionado e o modelo 3D, desenhado no âmbito desta dissertação, sendo comparados os dados obtidos na simulação com os dados retirados de um ensaio fletor realizado ao protótipo com as condições idênticas às impostas na simulação. Por fim foi efetuada uma reflexão acerca do potencial de valorização da prancha de skateboard no seu fim de vida., Composite materials represent a diverse class of materials with a greater capacity for solving complex problems related to innovative technologies in the aerospace, military, sports and biomedical fields, as well as others related to technology in the transport industries, and electronic components, singing a fundamental and real role in the quality of life of people in the 21st century. The development of sports products, namely skateboards, has increasingly implemented composite materials in its production process, in order to increase the mechanical properties and durability without compromising the weight of the structure. The main goal of this essay is the development of a functional prototype of a skateboard deck that will be compared with an existing product on the market. The development of a longboard will also be carried out, whose main objective is to improve a board belonging to the Galician company VigTab. For the board’s development, specimens were produced with different materials and being tested for impact by dart fall as well as bending, following the standards appropriate to the type of material used (sandwich or laminate reinforced with long fibres). A benchmarking analysis was also performed in order to compare the new materials with existing ones in the current market. After comparing all the materials involved in the development of the two products, the ones that best met the stipulated objectives were selected, being incorporated into the final prototypes. For the development of the skateboard, a structural simulation was also performed with the selected material and the 3D model, designed within the scope of this dissertation, comparing the data obtained in the simulation with the data obtained from a bending test carried out on the prototype with identical conditions as those imposed in the simulation. Finally, a reflection was made about the potential of valuing or recovery the skateboard in its end of life.

Este projeto foi elaborado com o intuito de estudar o comportamento mecânico de provetes construídos perante o processo de fabricação, nomeadamente a Sinterização Seletiva por Laser (SLS). A SLS é uma técnica que consiste na orientação de um feixe de laser sobre matéria-prima em pó e essa incisão provoca um aquecimento do material, fundindo-o, surgindo assim as peças pretendidas. A matéria-prima em pó, atua como uma estrutura de suporte durante o processo de construção, sendo esta uma das vantagens da otimização do processo, pois não necessita de outro material que faça de suporte à peça quando esta está a ser construída, como por exemplo a construção de uma esfera dentro de outra. Outras vantagens são a construção de peças ou protótipos, com geometrias complexas, num curto espaço de tempo e a diversidade de materiais possíveis de utilizar nesta tecnologia como matéria-prima. Neste projeto, foi utilizado equipamento gentilmente cedido por uma empresa da Marinha Grande, Centimfe, onde foram feitos os provetes necessários para a execução dos ensaios. Os provetes foram construídos em 4 orientações diferentes, com uma trajetória de construção designada de zigue-zague. Os ensaios realizados foram: de tração, relaxação de tensão, DMA, impacto- longitudinal também designado por impacto tração, impacto-queda livre e de dureza. Estes ensaios permitiram analisar as propriedades mecânicas e térmicas dos provetes obtidos após a sinterização da matéria-prima em estudo, a referir poliamida 12. O objetivo principal deste projeto foi avaliar qual a influência da orientação de construção tendo em conta as propriedades mecânicas e térmicas, onde se concluiu a orientação 4, foi a que obteve melhores resultados, tendo sido construída de acordo com os eixos x e z, o que lhe confere uma maior resistência mecânica.

O objetivo do trabalho é estabelecer o vínculo entre as pesquisas teóricas e experimentais para melhor compreensão das diversas características da Engenharia e Ciência dos Materiais utilizando os seguintes polímeros e seus compósitos: Borracha termoplástica-Butadieno-estireno (SBS); Nanocompósito Borracha termoplástica-Bentonita modificada; Polipropileno puro (PP) e Nanocompósito Polipropileno intercalado.Todos os cálculos foram realizados usando o código VASP (Vienna Ab-initio Simulation Program), que é um pacote complexo para realizar simulações de dinâmica molecular quântica (MD) ab-initio usando pseudopotenciais e um conjunto de bases de ondas planas. Fizemos dois casos para os cálculos, primeiro consideramos os átomos de H livres e, segundo, consideramos todos os átomos livres para serem movidos. Os graus de liberalidade dos átomos C e H foram estudados como uma tentativa de compreender a redução da elasticidade da borracha. Este trabalho mostrou a ajuda de métodos computacionais para interpretar dados experimentais como Ressonância Magnética Nuclear (RMN), raios-X, ensaios mecânicos, e são importantes ferramentas para o estudo do processo molecular capaz de prever o comportamento do sistema. Finalmente, a energia mais alta na molécula de SBS que não foi relaxada é uma estimativa da instabilidade do estado

O objetivo do trabalho é estabelecer o vínculo entre as pesquisas teóricas e experimentais para melhor compreensão das diversas características da Engenharia e Ciência dos Materiais utilizando os seguintes polímeros e seus compósitos: Borracha termoplástica-Butadieno-estireno (SBS); Nanocompósito Borracha termoplástica-Bentonita modificada; Polipropileno puro (PP) e Nanocompósito Polipropileno intercalado.Todos os cálculos foram realizados usando o código VASP (Vienna Ab-initio Simulation Program), que é um pacote complexo para realizar simulações de dinâmica molecular quântica (MD) ab-initio usando pseudopotenciais e um conjunto de bases de ondas planas. Fizemos dois casos para os cálculos, primeiro consideramos os átomos de H livres e, segundo, consideramos todos os átomos livres para serem movidos. Os graus de liberalidade dos átomos C e H foram estudados como uma tentativa de compreender a redução da elasticidade da borracha. Este trabalho mostrou a ajuda de métodos computacionais para interpretar dados experimentais como Ressonância Magnética Nuclear (RMN), raios-X, ensaios mecânicos, e são importantes ferramentas para o estudo do processo molecular capaz de prever o comportamento do sistema. Finalmente, a energia mais alta na molécula de SBS que não foi relaxada é uma estimativa da instabilidade do estado. The objective of this work is to establish a link between theoretical and experimental researches to better understand the various characteristics of Materials Engineering and Science using the following polymers and their composites: Thermoplastic Butadiene-Styrene (SBS) Rubber; Nanocomposite Thermoplastic rubber-Bentonite modified; Pure Polypropylene (PP) and Nanocomposite Interpolated Polypropylene. All calculations were performed using the Vienna Ab-initio Simulation Program (VASP) code, which is a complex package to perform ab-initio quantum molecular dynamics (MD) simulations using pseudopotentials and a set of flat wave bases. We made two cases for the calculations, first we consider the H atoms free and, second, we consider all the atoms free to be moved. The degrees of liberality of atoms C and H were studied as an attempt to understand the reduction of rubber elasticity. This work showed the powerful help of computational methods to interpret experimental data such as Nuclear Magnetic Resonance (NMR), X-rays, mechanical tests, and are important tools for the study of the molecular process capable of predictingsystem behavior. Finally, the highest energy in the SBS molecule that has not been relaxed is an estimate of the state instability. Fil: Farias Guimarães, Tereza Cristina de. Universidade do Estado da Bahia; Brasil Fil: Gil Rebaza, Arles Víctor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina Fil: Pachekoski, Wagner Maurício. Universidade Federal de Santa Catarina; Brasil

Submitted by Anderson Zenken Nakazato (anderson.nakazato@unesp.br) on 2019-04-23T18:23:05Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Anderson Zenken Nakazato.pdf: 7021117 bytes, checksum: 32aeb73812c9be631725fe5f4d274d9a (MD5) Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Prezado De acordo com a portaria 206 de 04 de setembro de 2018 Dispõe sobre a obrigatoriedade da citação da CAPES [...] Art. 1º Os trabalhos produzidos ou publicados , em qualquer mídia, que decorram de atividades financiadas, integral ou parcialmente, pela CAPES, deverão, obrigatoriamente, fazer referência ao apoio recebido [...} Art. 3º deverão ser usadas as seguintes expressões, no idioma do trabalho: "O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior- Brasil (CAPES) - código de financiamento 001." "This study was financed in part by the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior- Brasil (CAPES) - Finance Code 001." Deste modo orientamos para Trabalhos acadêmicos, Teses e Dissertações que tal informação seja incluída após agradecimentos em uma folha distinta. Segue link com o modelo ... http://www2.feg.unesp.br/#!/biblioteca/mestrado-e-doutorado/ selecione a opção financiamento CAPES Agradecemos a compreensão on 2019-04-23T19:39:09Z (GMT) Submitted by Anderson Zenken Nakazato (anderson.nakazato@unesp.br) on 2019-04-23T20:11:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Anderson Zenken Nakazato.pdf: 7020155 bytes, checksum: 5c5913a3b049df2756b86ad0c30f895a (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2019-04-24T14:16:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 nakazato_az_me_guara.pdf: 7020155 bytes, checksum: 5c5913a3b049df2756b86ad0c30f895a (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-24T14:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 nakazato_az_me_guara.pdf: 7020155 bytes, checksum: 5c5913a3b049df2756b86ad0c30f895a (MD5) Previous issue date: 2019-02-27 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho é apresentado o projeto e construção de uma Máquina Universal de Ensaios Mecânicos portátil, didática, de baixo custo, fácil construção seguindo a filosofia open-source com o intuito de dar suporte ao ensino de Mecânica e Resistência do Materiais. O equipamento foi projetado para ser construído com perfis modulares de alumínio e executado em uma oficina de ensino técnico em mecânica. A máquina é capaz aplicar de forma segura um carregamento máximo de 10 kN tanto em tração quanto em compressão, se mover em velocidades que variam de 0,5 a 70 mm/min com uma resolução no deslocamento de 0,57 μm a um custo total de US$ 1,000.00 incluindo material e fabricação. A máquina é controlada por uma placa Arduino® UNO, opera com acionamento eletromecânico, a aplicação de carga é feita por meio de fusos trapezoidais, a aquisição do deslocamento e velocidade da trave é feita por codificadores de quadratura e o controle de velocidade é feito por controle (Proporcional, Integral e Derivativo) PID e é capaz de realizar ensaios de tração, mas pode ser adaptada para outros ensaios como compressão, flexão e dobramento, entre outros. In this work is presented the design and construction of an easy to build low-cost portable Universal Testing Machine for educational purposes using the open-source philosophy. The intention of this project is to support the teaching in the subjects of Mechanics and Mechanics of Materials. The hardware was designed to be constructed with modular aluminum profiles and built in a conventional Mechanics Technical and Vocational Education and Training Laboratory. The machine can apply safely a maximum load of 10kN in both, traction and compression, move precisely in a range of speed from 0.5 to 70 mm/min with a resolution of 0,57 μm in a total cost of US$ 1,000.00 including necessary material and fabrication. The machine is controlled by an Arduino® UNO board, operated with an electromechanical activation. The loading is applied by trapezoidal lead screws, the displacement and speed acquisition are done by quadrature encoder and the speed is controlled by Proportional, Integral and Derivative (PID) control, it is capable do perform tensile tests, but may be adapted to other tests like compression, flexure and bending, and others. CAPES: 001 CNPq: 305959/2017-4

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2020-04-15T10:45:36Z No. of bitstreams: 1 DM_RuiBrito_2019_MEM.pdf: 8158976 bytes, checksum: 52ac46d10fbc99b1248c5e3c46386af2 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2020-04-15T10:46:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_RuiBrito_2019_MEM.pdf: 8158976 bytes, checksum: 52ac46d10fbc99b1248c5e3c46386af2 (MD5) Made available in DSpace on 2020-04-15T10:46:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_RuiBrito_2019_MEM.pdf: 8158976 bytes, checksum: 52ac46d10fbc99b1248c5e3c46386af2 (MD5) Previous issue date: 2019

Mestrado de dupla diplomação com o Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca - CEFET/RJ Como a tecnologia de impressão 3D vem sendo muito utilizada no mundo, devido aos diversos ramos nos quais pode ser aplicada, um estudo mais aprofundado sobre os métodos de fabricação juntamente com as propriedades das peças fabricadas ajuda a encontrar melhores e diferentes aplicações destes materiais. Este trabalho tem o propósito de apresentar os materiais e métodos mais utilizados em impressão 3D, caracterizar os polímeros ABS e PLA através de ensaios de tração, flexão e absorção de água, além de estudar a resolução de duas impressoras empregadoras da tecnologia FDM. Nos ensaios mecânicos de tração aplicou-se a norma ASTM D638 – 14 com espécime do tipo V e para os ensaios de flexão dos polímeros empregou-se a norma ASTM D790 – 17 com espécime de formato retangular. Ambos os ensaios foram feitos numa máquina de testes universal da série Autograph AGS – X, Shimadzu. No ensaio de absorção de água a norma empregada foi ASTM D570 – 98 (aprovada novamente em 2018) com espécimes de perfil quadrado, segundo padrão ISO. As impressoras Cube 3 e Ultimaker 3 das marcas 3D Systems e Ultimaker, respectivamente, foram as escolhidas para estudo da resolução através da análise de dois espécimes, um desenvolvido por Makerbot para observar detalhes qualitativos de impressão, como stringing, bridging, overhangs, furos e escala e outra peça desenvolvida pela aluna, baseada na norma ASTM 52902:2019, para análise dimensional da exatidão e precisão das medidas. Por fim, com os resultados das propriedades obtidos nos ensaios conseguiu-se uma breve caracterização destes materiais, concluiu-se que as peças fabricadas por impressão FDM são altamente anisotrópicas e desenvolveu-se um gancho simples que, além de decorar, serviu para suspender artefatos como mochilas e roupas. Com os resultados das análises das resoluções distinguiu-se qual das máquinas escolhidas é mais apta para fabricação de certos formatos geométricos, onde cada uma tem sua melhor aplicação. As the 3D printing technology is being applied all over the world because of its wide range of application a deeper study about the 3D printing methods along with the properties of the fabricated parts helps to find different and better applications of the materials used in 3D printing. The aim of this Project was to introduce two types of polymers, ABS and PLA, and the most applied 3D printing processes, FDM and SLA. It also focused on defining tension, flexural properties and water absorption of the polymers presented above and study the resolution of two FDM printers. The test methods to evaluate the tension and flexural properties were based on the ASTM D638 – 14 and ASTM D790 – 17 standards. The water absorption test was based on the ASTM D570 – 98 standard. Two printers, Cube 3 and Ultimaker 3, had their resolutions compared using two benchmarks, one downloaded in Makerbot to compare qualitative printing details and the other developed by the student based on the ASTM 52902:2019 standard to analyse measure’s dimensional accuracy and reliability. Lastly, a short mechanical characterization of the polymers was obtained with the tension and flexural tests and it was concluded that FDM parts are highly anisotropic. After that a simple hook was sized to apply PLA Polymer and with the results of the resolution analysis the best machine was chosen to manufacture certain geometric shapes. Keywords

The characterization of the post-crack behavior of fiber-reinforced concrete (FRC) is essential in order to properly design and apply this composite. Although beam tests (3 and 4 points) are standardized for this purpose, a simpler methodology is necessary to be designated as a regular quality control method. In this context, the research presented in this paper focuses on the evaluation of the double punch test (DPT) as an alternative method to control the mechanical behavior of FRC. Tests were performed in open and closed-loop test machines to verify if the instabilities caused after the matrix cracks compromise the determination of residual strength. Results showed that when open-loop test machines are employed, post-crack instability is greater. However, it does not influence the determination of residual strength negatively. Therefore, the DPT performed in open-loop test machines may be used for the routine analysis and characterization of FRC.

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2020-04-15T14:28:43Z No. of bitstreams: 1 DM_TiagoSilva_2019_MEM.pdf: 24584502 bytes, checksum: 395eff348a5d205273d519bd8fead3f7 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2020-04-15T14:29:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_TiagoSilva_2019_MEM.pdf: 24584502 bytes, checksum: 395eff348a5d205273d519bd8fead3f7 (MD5) Made available in DSpace on 2020-04-15T14:29:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_TiagoSilva_2019_MEM.pdf: 24584502 bytes, checksum: 395eff348a5d205273d519bd8fead3f7 (MD5) Previous issue date: 2019

Resumo: O presente trabalho tem como principal objetivo avaliar a efetividade do processo de soldagem por resistência elétrica em compósitos de matriz poli (éterimida) reforçados com fibras contínuas de carbono, a partir do estudo das propriedades térmicas e mecânicas da junta soldada. Para a avaliação das propriedades térmicas, as amostras do material soldado foram submetidas às análises por termogravimetria e por análise termomecânica. Já com o intuito de se estudar a interface resultante da soldagem, estudos foram realizados a partir dos ensaios de cisalhamento ILSS e Iosipescu, assim como por End-Notched Flexure (ENF). Os resultados das análises térmicas em laminados de PEI/fibras de carbono não soldados mostram que o início da degradação para estes compósitos ocorre a 460 °C, e ainda é evidenciado que a temperatura de transição vítrea para amostras soldadas é aproximadamente 15% superior aos resultados provenientes de amostras não soldadas. Nos ensaios mecânicos mostram que houve um aumento de 32% e de 20%, respectivamente, nos resultados de cisalhamento interlaminar por ILSS e por Iosipescu nas amostras soldadas, quando estas são comparadas a amostras não soldadas. Os resultados do ensaio de ENF apresentam valores satisfatórios de tenacidade à fratura interlaminar nos compósitos soldados em relação aos valores encontrados em literatura. Abstract: This study has as main objective to evaluate the effectiveness of the welding process by electrical resistance in composite poly (éterimida) matrix reinforced with continuous fibers of carbon, from the study of the thermal and mechanical properties of the welded joint. To evaluate the thermal properties of the welded material samples were subjected to analysis by thermogravimetry and by thermomechanical analysis. With the intention to study the resulting weld interface, studies were made from the shear tests ILSS and Iosipescu, as well as end-Notched Flexure (ENF). The results of the thermal analysis in laminated PEI / carbon fiber non-welded show that the beginning of degradation for these composites is 460 °C, and it is also evident that the glass transition temperature of welded samples is about 15% higher than the results from samples not welded. In the mechanical tests show that there was an increase of 32% and 20% respectively in interlaminar shear results for the ILSS and Iosipescu welded samples, when they are compared to samples not welded. The ENF test results show satisfactory values of interlaminar fracture toughness in the composite welded from the values found in literature.

No presente estudo buscou-se avaliar as propriedades físicas e mecânicas de compostos LVL produzidos com a madeira de paricá (Schizolobium amazonicum Huber ex. Ducke) por meio do ultrassom. Para isso, foram utilizados LVL produzidos em laboratório e destes retiradas amostras para realização dos ensaios não destrutivos. Posteriormente, as mesmas amostras foram destinadas para realização dos ensaios físicos (absorção de água; inchamento em espessura e inchamento residual) ou mecânicos (resistência e rigidez à flexão estática flatwise; resistência e rigidez à flexão estática edgewise; resistência à compressão paralela e resistência ao cisalhamento paralelo e perpendicular). Os dados da velocidade de propagação de ondas e do módulo de elasticidade dinâmico obtidos nos ensaios não destrutivos foram utilizados no ajuste de equações para estimar as propriedades avaliadas. Os resultados obtidos apontaram o uso do ultrassom como uma ferramenta eficaz para a predição da maior parte das propriedades avaliadas. Dentre as variáveis independentes avaliadas, o módulo de elasticidade dinâmico obteve os melhores resultados quando comparado à velocidade de propagação das ondas. This study aimed at evaluating the utilization of ultrasound nondestructive method to estimate physical and mechanical properties of laminated veneer lumber (LVL) manufactured with Schizolobium amazonicum Huber ex. Ducke by ultrasound. For this, LVL boards were manufactured in laboratory. After manufacturing, the boards were nondestructively tested using ultrasound and afterwards the following physical and mechanical properties were assessed: water absorption; thickness swelling residual swelling, flatwise static bending; edgewise static bending; compression strength parallel to grain; shear strength parallel to glue-line; shear strength perpendicular to glue-line. Data about speed of sound and dynamic modulus of elasticity were used in different equations to estimate the properties evaluated. The results showed the use of ultrasound as an effective tool for prediction of most of the properties. Among the independent variables, the dynamic modulus of elasticity obtained the best results when compared to the speed of sound.

Chapas expandidas são conhecidas como um material metálico com orifícios em forma de losango, produzidos por cortes e alongamento. Elas são usualmente fabricadas em aço carbono, mas o aço inoxidável pode também ser especificado em caso de ambientes corrosivos. Neste trabalho foram estudadas e comparadas amostras de chapas expandidas de aços inoxidáveis e aço carbono, em termos de microestrutura e propriedades mecânicas medidas em ensaios de dureza, tração e dobramento. Os resultados mostram que todas as microestruturas são influenciadas pelo processo de expansão da chapa, apresentando grãos com deformação e encruamento predominantemente nas hastes. Foi possível concluir que as diferenças entre materiais não impedem a fabricação de um produto superior em termos de resistência à corrosão e maior durabilidade em ambientes altamente agressivos.

Nos últimos anos devido ao apelo pela utilização de materiais que causem menor impacto ao meio ambiente, a racionalização e uso da madeira torna-se uma exigência, pois é um material com grande potencial para ser utilizado nos diversos setores da economia. A sua utilização como elemento estrutural nos últimos anos está relacionada com o aumento da tecnologia empregada em seu beneficiamento, como a industrialização de estruturas de madeira, a utilização de espécies de reflorestamento e a utilização de agentes preservantes com maior qualidade. A Amazônia caracteriza-se por ser uma região com grande potencial de florestas produtoras de madeira das mais variadas espécies. O maior conhecimento das propriedades físicas e mecânicas da madeira é imprescindível para que se possa racionalizar a utilização dessa matéria prima. Ultimamente, as pesquisas a fim de elucidar as propriedades da madeira estão aumentando, porém, ainda há muito a se descobrir. Este trabalho tem por objetivo avaliar quatro espécies de madeiras amazônicas Cedrorana (Cedrelingacateniformis), Piquiarana (Caryocarglabrum e C. villosum), Tauari (Cariniana micranta) e Macacaúba (Platymisciumulei) empregadas na construção civil. Foram avaliadas as suas densidades e propriedades mecânicas de compressão paralela às fibras, flexão normal às fibras e arrancamento de parafuso. Como a densidade é uma das propriedades mais importantes no que se refere a indicação de usos para a madeira, e sendo uma das propriedades que mais fornece informações a respeito das suas características, com os resultados obtidos observou-se que os ensaios mecânicos têm correlação com a densidade.

A moldação por injeção á um dos mais importantes processos de transformação de termoplásticos. Pela dimensão que apresenta, é fundamental conhecer as propriedades mecânicas dos materiais obtidos através deste processo, de forma a controlar a qualidade da produção ou comparar e selecionar materiais. A presente dissertação surge na necessidade do departamento possuir uma ferramenta para processar provetes normalizados através de moldação por injeção. Neste sentido, foi projetado um molde de injeção de duas placas e canais frios para obter provetes para realização de ensaios de tração, impacto e exão. Numa primeira fase do projeto do molde, foi feito um dimensionamento dos sistemas de alimentação, escape de gases, controlo de temperatura e extração através de formulações empíricas presentes na literatura. Com os resultados obtidos foi projetado um modelo tridimensional do molde em Solidworks, permitindo de forma virtual estruturar todo o funcionamento do molde e avaliar problemas de interferência entre componentes mecânicos. Posteriormente, de modo a validar o projeto do molde utilizouse o Moldow e o Solidworks Simulation para realizar análises reológicas e estruturais. Por fim, para simular a maquinagem das placas do molde e gerar os programas de controlo numérico utilizou-se o Powermill. A tecnologia integrada CAD/CAE/CAM permite melhorar a qualidade do projeto e fabrico do molde, assim como apresentar uma validação do seu funcionamento Injection molding is one of the most important manufacturing processes of objects from thermoplastics. Considering its dimension, it is fundamental to know the mechanical properties of the materials created through this process, in order to control the quality of production or to compare and select materials. The present dissertation arises from the department's need to have a mould for processing standard specimens through injection moulding. Thus, a two plate cold runner mould was designed to obtain test specimens to perform tensile, impact and exural tests. In a rst step, a feeding, venting gas, heat exchange and ejector systems were designed through empirical formulations mentioned on the literature. With the obtained results, a three-dimensional mould assembly was designed in Solidworks software, enabling the virtual veri cation of the mould operation, as well as the evaluation of interference problems among components. In order to validate the mould design, were used Mold ow software which did the rheological analysis, and Solidworks Simulation for structural analysis. Finally, Powermill software was used to simulate the machining of the mould plates and generate numerical control programs. The CAD/CAE/CAM integrated technology allows the improvement of the quality of the mould's design and manufacture, as well as to validate its operation Mestrado em Engenharia Mecânica

Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica