Destaca-se o papel dos perfis metálicos verticais nas estruturas de contenção tipo Berlim definitivas e a importância do dimensionamento destas estruturas em relação ao carregamento vertical. Apresenta-se os resultados de um estudo paramétrico, usando um modelo de elementos finitos, de estruturas de contenção tipo Berlim definitivas considerando diferentes tipos de solo, inclinação das ancoragens, módulo de deformabilidade do solo, profundidade de escavação, nível de pré-esforço das ancoragens e área dos perfis verticais. São apresentadas algumas conclusões relativas à influência que os parâmetros analisados têm no esforço normal transmitido aos perfis. Com base nas análises numéricas realizadas propõe-se uma metodologia expedita de dimensionamento dos perfis verticais.; The role of the vertical piles of Berlin-type retaining walls and the importance of vertical loads in the design of these structures are emphasised. The results of a parametric study, using a finite element code, on Berlin-type definitive retaining wails considering different soil conditions, anchor inclination, soil modulus, excavation depth, anchor pre-stress level and pile section are presented. Some conclusions are drawn regarding the influence of the parameters considered on the pile vertical load. Based on these numerical parametric analyses...

No presente trabalho descrevem-se os aspectos essenciais do software desenvolvido para a análise linear e não linear de estruturas, baseado nas técnicas do MEF e concebido de forma a ser simples e eficiente a implementação de novos tipos de elementos finitos e de novos modelos constitutivos. A estrutura da informação que serve de base a uma análise linear ou não linear é descrita neste artigo, bem como as características de algumas técnicas computacionais. No final são apresentados alguns exemplos ilustrativos das ferramentas desenvolvidas.

No presente trabalho é descrita a investigação efectuada no âmbito do dimensionamento de viga pré-fabricada para vencer vãos de 20 m de coberturas de edifícios industriais, denominada VMC20. Para tal utilizou-se betão reforçado com fibras de aço e recorreu-se a métodos avançados de análise de estruturas.

No presente trabalho é desenvolvido um betão auto-compactável reforçado com fibras (BACRF) para a construção de habitações de custo controlado. As principais propriedades são apresentadas e utilizadas na análise e dimensionamento do modelo estrutural proposto.

As unidades de alvenaria estão sujeitas ao efeito de confinamento resultante do atrito ocasionado pelas placas de ensaio quando submetidas ao ensaio de compressão. Essa restrição ocasiona o aumento do valor de sua resistência e uma distribuição não uniforme das tensões ao longo de suas paredes longitudinais e septos transversais. Este trabalho apresenta um modelo numérico que simula o comportamento de blocos vazados de concreto à compressão, considerando o atrito perfeito entre as placas de ensaio e as extremidades do bloco. Utilizou-se o modelo de Drucker-Prager para simular o comportamento à compressão e o modelo de fissura dispersa como critério de ruína à tração. A validação do modelo numérico é obtida por meio da comparação dos resultados experimentais e teóricos.

Tese de doutoramento em Engenharia Civil; In a recent experimental program dealing with the Near Surface Mounted (NSM) technique for the flexural strengthening of continuous reinforced concrete (RC) slabs strips, the increase of load carrying and the moment redistribution was lower than the expected values. This experimental program was analysed in depth in this thesis and it was concluded that more efficient flexural strengthening arrangements can be applied if carbon fibre reinforced polymer (CFRP) laminates (of rectangular cross section) are applied not only in the intermediate support (hogging region), but also in the positive bending moment zones (sagging regions). Thus, an experimental and a numerical research program were carried out, and it was verified the possibility of increasing the load carrying capacity in 25% and 50%, maintaining a relatively high level of moment redistribution, when correct NSM flexural strengthening arrangements are used. For assessing the predictive performance of a FEM-based computer program, the experimental tests were simulated by considering the nonlinear relevant aspects of the intervening materials. After has been concluded about the capability of this model to simulate the behaviour of this type of structures...

Tese de doutoramento do Programa Doutoral em Engenharia Eletrónica e de Computadores; Underwater wireless communication systems are becoming a priority in terms of research and technological development due to the increasing demand for exploring the oceans’ potential in areas such as pharmaceutical, oil, minerals, environmental and biodiversity. This demand is increasing exponentially with the need for high data rate and near-real-time communications between submerged mobile and static agents. The existing wireless communication technologies using electromagnetic waves or lasers are not very efficient due to the large attenuation in aquatic environment. Ultrasound reveals a lower attenuation, and thus has been used in underwater long-distance communications. But the underwater acoustic medium is one of the less reliable communication channels which represent major challenges for communications. With relatively slow sound speed propagation (~1500 m/s) the delay may represent a problem for communications with real-time applications. A theoretical model of an underwater communication system was also developed. The model allows to emulate the emitter, the hydrophone and the underwater acoustic channel, which includes attenuation...

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Estruturas); As estruturas mistas têm sido bastante utilizadas na Engenharia Civil, no contexto mundial. O comportamento misto entre uma viga metálica e uma laje de betão é conseguido mediante a utilização de conectores metálicos. A principal função dos conectores é a de transmitir as forças longitudinais de corte que se geram entre as secções de betão e de aço, quando a viga é submetida a flexão e também forças transversais ao plano da laje que podem causar a separação vertical entre a laje de betão e o perfil metálico (efeito de uplift). A presente dissertação procura abordar de uma forma explicita a modelação numérica da conexão entre o perfil metálico e a laje de betão, quando se utilizam conectores do tipo perno e betão leve. Utilizam-se elementos finitos de volume para definir todos os elementos presentes na ligação, recorrendo ao software ATENA 3D. A partir dos modelos desenvolvidos procura-se avaliar os parâmetros que são identificados como relevantes para o comportamento da conexão aço-betão. Para validar os modelos numéricos desenvolvidos, recorre-se a resultados de ensaios de tipo push-out anteriormente realizados...

Production of edible nanostructures constitutes a major challenge in food nanotechnology, and has attracted a great deal of interest from several research fields — including (but not limited to) food packaging. Furthermore, whey proteins are increasingly used as nutritional and functional ingredients owing to their important biological, physical and chemical functionalities. Besides their technological and functional characteristics, whey proteins are generally recognized as safe (GRAS). Denaturation and aggregation kinetics behavior of such proteins are of particular relevance toward manufacture of novel nanostructures possessing a number of potential uses. When these processes are properly engineered and controlled, whey proteins may form nanostructures useful as carriers of bioactive compounds (e.g. antimicrobials, antioxidants and nutraceuticals). This review discusses the latest advances in nano-scale phenomena involved in protein thermal aggregation aiming at formation of bio-based nano-coating networks. The extent of aggregation is dependent upon a balance between molecular interactions and environmental factors; therefore, the impact of these conditions is addressed in a critical manner. A particular emphasis is given to the effect of temperature as long as being one of the most critical variables. The application of moderate electric fields (MEF)...

Research on whey utilization is now being largely focused on exploiting their physiochemical and bioactive properties. Whey protein isolate (WPI) is among the most importante whey-derived ingredients and consists of products purified to a high protein content (>90%). The denaturation and aggregation kinetic behavior of WPI upon heating is of particular relevance; when properly engineered and controlled, it results in the production of novel nano-structures with many potential uses in Food formulations (i.e. enhancement of textural properties, action as stabilizing agents and delivery of biologically active substances. Combination of heat and moderate electric fields (MEF) treatment interferes with unfolding and aggregation pathways of whey biopolymers

O presente estudo teve como objectivo avaliar as diferenças de estabilidade do componente femoral e as deformações no osso aquando da revisão da artroplastia total joelho com hastes press-fi t recta e curva. A análise relativa aos micromovimentos e às deformações foi realizada por comparação entre os dois modelos de haste mantendo todos os outros parâmetros idênticos, utilizando, para o efeito, a aplicação de análise estrutural (MEF) MARC Research Analysis (Palo Alto, CA, USA). Os resultados obtidos revelaram que a utilização da haste curva aumenta ligeiramente as deformações sobre o osso esponjoso na interface osso-cimento do componente femoral assim como os picos de deformação na zona da extremidade da haste. A estabilidade proporcionada pela haste curva é ligeiramente inferior à proporcionada pela haste recta. À luz dos resultados numéricos obtidos, não existe vantagem adicional no uso de hastes curvas em casos em que a anatomia do fémur permite a utilização de uma haste recta.; The aim of this study was to evaluate the load-sharing capacity, bone strains and stability of the bone-cement interface under the femoral component with straight and curved press-fi t femoral stems. Th e diffi culties or unfeasible evaluation of these in vitro biomechanical parameters makes the use of fi nite element (FE) models one way forward to study these parameters. Two FE models were developed. One with a straight stem and the other with a curved stem...

Neste artigo descrevem-se as análises numéricas de avaliação da segurança estrutural da Torre Medieval de Vilharigues, em Vouzela. Com as análises realizadas pretendeu-se interpretar as patologias estruturais, estudar o efeito da inclinação das paredes e analisar a viabilidade de apoio de uma nova estrutura. Para a análise estrutural foram utilizadas ferramentas de elementos finitos, com a elaboração de vários modelos que traduzem o comportamento da estrutura. Foi dada atenção especial à vulnerabilidade sísmica, considerando vários níveis de intensidade sísmica. Neste artigo são apresentados os resultados obtidos, interpretados os danos estruturais, verificada a estabilidade global, e avaliada a viabilidade de apoio da nova estrutura.

A Doença Pulmonar Obstrutiva Crónica (DPOC) é um problema grave de saúde pública, a nível nacional e a nível internacional. A sua detecção precoce e avaliação dos parâmetros para a sua determinação são de grande importância para a redução de custos de saúde e custos de absentismo. A espirometria é o teste fisiológico que permite a detecção precoce da DPOC, além de determinar uma série de parâmetros que tornam possível conhecer eventuais distúrbios de ventilação, nomeadamente o Volume Expiratório Forçado no primeiro segundo (VEF1), a Capacidade Vital Forçada (CVF) e o Fluxo Expiratório Forçado MEF a 50% da CVF. Com base nestes pressupostos, consideramos relevante investigar a questão problemática da detecção da DPOC e contribuir para uma melhoria de testes de diagnóstico. Nesta investigação procurámos obter uma justificação para a utilização do índice VEM1/VEM6, já aceite por diversos autores e profissionais de saúde. Nestas circunstâncias encontrou-se uma justificação física e estatística para a valorização do índice VEM1/VEM6. No entanto, esta investigação veio a revelar que se for utilizado o índice VEM1/VEM4, menos invasivo para o paciente, é possível proceder à triagem de distúrbios ventilatórios...

O presente trabalho teve por objetivo a conceção e desenvolvimento de uma plataforma de mobilidade urbana, como resposta aos problemas ambientais, económicos e de saúde pública causados pela forte tendência ao uso do transporte motorizado particular e reduzida utilização dos transportes públicos e coletivos. De forma a incentivar o uso de transporte de mobilidade urbana individual sustentável, o objetivo deste trabalho consistiu na criação de um conceito diferenciador relativamente aos produtos de mobilidade individual mais comuns, tal como a bicicleta, mas paralelamente essa diferenciação assentar num acréscimo de funções disponíveis para o utilizador. A plataforma desenvolvida procurou responder a uma solução de transporte individual para trajetos de curta/média distância, assim como para atividades de lazer, recondicionamento físico. O processo de desenvolvimento da plataforma segui uma lógica estruturada de engenharia do produto, iniciando-se esta com uma análise de benchmarking às soluções existentes já no mercado, bem como a um inquérito online de forma a identificar e valorar as necessidades e preferências dos potenciais clientes desta plataforma. A partir desse ponto aplicou-se um conjunto de ferramentas...

A avaliação da capacidade de proteção de sistemas têxteis flexíveis contra ameaças envolvendo armas brancas e objetos cortantes é colocada em primeiro plano neste trabalho. Foram realizados estudos numéricos, recorrendo ao método dos elementos finitos (MEF), no sentido de avaliar a influência da variação do número de camadas de Kevlar-29 ® (com 0.1 mm de espessura cada), constituinte dos coletes de proteção de torso, na capacidade de proteção contra a faca PSDB/S1/G, utilizada pela norma de certificação de equipamentos de proteção NIJ-0115.00 Este estudo foi realizado para alvos com camadas alinhadas e para alvos com camadas desencontradas, concluindo que a capacidade de proteção é relativamente maior nos alvos em que as camadas surgem desencontradas ao longo da sua espessura. Verificou-se ainda que o coeficiente de atrito nas interfaces tecido-faca e tecido-tecido apresenta uma grande influência no fenómeno físico. As características mecânicas da cortiça (baixa densidade e elevada rigidez específica) apontam para que este material seja um bom candidato à introdução no alvo. Foi, portanto, inserida cortiça sob a forma de micro-aglomerado e avaliado o efeito da variação do número de placas de cortiça...

A few years ago drawings were made in the drawing boards and using pencils on vellum. There were no computers helping the designers in the parts modeling. After designing the object, the design was passed to the analysts. The designers and analysts were in constant communication. Nowadays, the designers used Computer Aided Design (CAD) tools in the parts modeling. For application the analysis at the geometries, initially a mesh to approximate the geometries is generated. After this, on the mesh the Finite Element Method (FEM) was applied. In complex engineering design, the generation and manipulation of meshes in FEA was estimated to take over 80% of the overall analysis time. The form to break down the barriers between engineering design and the analysis is with reconstruction the entire process, but at the same time maintaining compatibility with existing practices. Create only one geometric model is the focus of reconstruction process. This geometric model is used in the representation of the geometry, as well as in the analysis, and this concept is designated by Isogeometric Analysis (IGA). In this present work the development of the tools for generate the CAD and calculate the basis function for representation the object are proposed. Initially...

Este trabalho aborda o comportamento mecânico de elementos curvos em materiais compósitos aquando sujeitos a forças e momentos nas extremidades. Os modos de falha mais comuns são estudados em detalhe: falha transversal na matriz devido a tensões de flexão (tensões circunferenciais), ou falha por delaminagem devido as tensões interlaminares de tracção verificadas ao longo da espessura na região curva (tensões radiais). Inicialmente, faz-se uma abordagem sobre a influência de Z-Pins na resistência interlaminar, uma abordagem sobre os efeitos de bordo, e sobre tensões interlaminares com base em teorias Layerwise de ordem superior. Salienta-se, ainda, a importância do estudo feito com o World-Wide Failure Exercise (WWFE) (Hinton et al. 2004) na comunidade científica relacionada com o tema dos materiais compósitos. O presente trabalho, é essencialmente dividido em duas partes: modelos analíticos e modelos numéricos. São estudados provetes curvos, em forma de C (semicircular), geometria analisada por Ko e Jackson (1989); e em forma de L (cantoneira de abas iguais), analisados por Sun e Kelly (1988). Começa-se por fazer uma análise teórica, através da Teoria Multicamada, ao trabalho Ko e Jackson, autores da mesma. Analisou-se também...

O presente trabalho visa mostrar a importância da utilização integrada de modelos numéricos e de resultados da observação do comportamento dinâmico de barragens abóbada com vista ao controlo da sua segurança, particularizando para o caso da barragem de Alto Ceira II. Neste trabalho confrontam-se resultados obtidos experimentalmente e resultados obtidos numericamente. Os resultados experimentais são adquiridos através de ensaios de vibração ambiente, devidamente tratados e analisados através de técnicas de identificação modal (análise espetral) e, os resultados numéricos são obtidos através de dois programas, realizados em MATLAB, no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), designados por Dynamic State of Space Analysis (DySSA2.6) e Dynamic Analysis of Dams (DynDam1.0) que permitem a análise do comportamento dinâmico de sistemas barragem-fundação-albufeira. São apresentados os fundamentos da análise e processamento de sinais, nomeadamente a análise espetral (análise no domínio da frequência), quais os erros que lhes estão associados e as técnicas para os atenuar ou mesmo eliminar e, de seguida, expõem-se quais os métodos utilizados na identificação modal estocástica realizada para os ensaios de vibração ambiente da barragem de Alto Ceira II. Apresentam-se os fundamentos do Método dos Elementos Finitos (MEF)...

Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil; A presente dissertação tem como principal objetivo o estudo numérico do fenómeno de aderência entre varão de aço e o betão. Este trabalho incidiu exclusivamente na modelação numérica do ensaio de arrancamento de varões de aço de embebidos em provetes de betão, permitindo assim estudar o comportamento da interface aço / betão. O estudo do comportamento da aderência entre aço / betão tem sido motivo de estudo por inúmeros autores ao longo de várias décadas. Trata-se de um assunto de uma complexidade bastante elevada devido à multiplicidade e interação de mecanismos de reforço ao nível de distintas escalas do material (desde meso até um nível macro), que surgem aquando do arrancamento de um varão de uma determinada matriz. Assim iniciou-se a presente tese com a realização de uma exaustiva revisão bibliográfica do comportamento mecânico da interface aço / betão, que é apresentada no Capítulo 2, apresentando-se no Capítulo 3 a revisão bibliográfica relativa a estudos experimentais referentes ao fenómeno da ligação aço / betão. Finalmente foi realizada a modelação do ensaio de arrancamento com o objetivo de simular o comportamento de aderência aço / betão. A modelação numérica do problema foi executada recorrendo ao método dos elementos finitos (MEF)...

Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica; Em estruturas entalhadas, o comportamento à fratura de materiais quase frágeis como a madeira, o osso, o betão, o gelo glaciar, algumas argilas, entre outros, é caracterizado pela formação de uma zona de dano localizada na extremidade da fenda, de dimensões não negligenciáveis quando comparadas com as da estrutura. Nessa zona de dano, designada por zona de processo de fratura (ZPF), ocorrem vários mecanismos de endurecimento, tais como micro fendas, ramificação de fendas ou pontes de fibras, responsáveis pela redistribuição das tensões locais, favorecendo a dissipação de energia na frente de fenda. Estes fenómenos de degradação localizada são responsáveis pelo desenvolvimento de uma curva de Resistência, que permite estimar, em regime estacionário, a taxa crítica de libertação de energia de fratura GRc. Uma limitação que resulta diretamente do desenvolvimento da ZPF é a impossibilidade de se medir o comprimento de fenda real. Assim, a Teoria da Mecânica da Fratura Linear Elástica nestes casos não tem validade, pelo que se impõe a utilização de métodos alternativos baseados no conceito de fenda equivalente, no sentido de descrever os fenómenos de degradação observados no material. A rotura de materiais quase frágeis ocorre...