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6,° CONGRESSO NACIONAL EM MECANICA EXPERIMENTAL

ORGANIZADO POR:

PONT A DELGADA 27 - 29 DE JULHO 2005 UNIVERSIDADE DOS A<::ORES

RESUMO DAS COMUNICA<;OES

ASSQCIAC;;Ao PORTUGUESA DE _ ANALISE EXPERIMENTAL DE TENSOES

Sede: Laborat6rio Nacional de Engenharia Civil, Av. do Brasil, 101, 1700M 066 Lisboa Tip: 21 844 3225; Fax: 21 8443021; e-mail: anact@!ncc.pt; http://www-ext.!nec.pVAPAETf

NIF 501 699 546 Contacla: Carolina Rego, Secretarlado

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6.° CONGRESSO NACIONAL EM MECANICA EXPERIMENTAL

PONTA DELGADA 27 A 29 DE JULHO DE 2005-07-04

DEPOSITO LEGAL: 229793/05 COPYRIGHT ©2005 POR INEGI

ISBN: 972-8826-09-5

EDITORA: INSTITUTO DE ENGENHARIA MECANICA E GESTAO INDUSTRIAL

RUA DO BARROCO, 174 ) 4465-591 LE!;A DO BALlO

PORTUGAL

)

TELF: +351 22 957 8714 FAX: +35122 953 7352 E-MAIL: INEGI@INEGI.UP.PT

URL: WWW.INEGI.PT

IMPRESSAO E ACADAMENTO: GRAFlcos REUNIDOS, LDA.

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COMlSSAO ORGANlZADORA

MARIO A. P. V AZ (FEUPIINEGI) JosE A. SIMOES (U AVEIRO)

PAULO A. G. PILOTO (IPB-ESTIG) RUI M. GUEDES (FEUP/INEGI)

ARLINDO SILVA (1ST)

M . JOAo BARROS (U At;ORES) MARIA DE LURDES EUSEBIO (LNEC)

J. F. SILVA GOMES (FEUPIINEGI)

MARIo SANTOS (!NETI)

COMISSAO CIENTiFICA A. CARDON (BELGICA)

A. CORREIA DA CRUZ (ISQ)

A. S. MIRANDA (UM) A. T. MARQUES (FEUP)

A. DE FREITAS MENESES (U At;ORES)

A. BARROS (UM) C. NAVARRO (ESPANHA)

EMA COELHO (LNEC) L. SIMAS DINIS (FEUP)

F. Q. MELO (U AVEIRO)

J. F. SILVA GOMES (FEUP) J. F. DIAS RODRIGUES (FEUP)

l. H. SEABRA (FEUP) J. J. L. MORAIS (UTAD)

l. M. CATARINO (LNEC)

l . M. CIRNE(FCTUC) l. M. SILVA (1ST)

M. C. CRUZ AZEVEDO M. lOAo BARROS (U At;ORES)

MARIO SANTOS (INETI)

N. F. RILo (FCTUC) PAULO A. G . PILOTO (lPB)

S . A. MEGUJD (CANADA)

PATRociNIOS

CAMARA MUNICIPAL DE PONTA DELGADA CASA DOS At;ORES DO NORTE

COMISSAO DE TuRISMO DA REGIAO DOS At;ORES

FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO

UNIVERSIDADE DOS At;ORES

LAB ORATORIO NACIONAL DE ENGENHARIA CIVIL FUNDAt;AO PARA A CIENCIA E TECNOLOGIA - MCT

INSTITUTO DE ENGENHARIA MEcANICA E GESTAO INDUSTRIAL

SPECTRIS PORTUGAL MRA

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Pre/acio

A Associa,iio Portl/gl/esa de Analise Experimental de Tensoes (APAET). cl/mprindo os sells objectivos de divulgm;iio e pl'omoriio dos tecnicas de lvlecdnica Experimental, organiza mais 1lI11 dos sellS encomros Nacionais. Estejol1l1n e a primeiro a merecer a designar;iio de COllgresso e a IeI' todos as trobalhas slIbmelidos sujei/os a revislio.

Jvlanlendo a intenr;iio de descelltralizar estes ellCOl1lros, ollde llormaimente parlicipam as mais ,.eputados investigadores llacionais com interesses nela area, a Direcr;iio da APAET decidiu que 0 6,0 Congresso seria realizado nos Ar;ores. Destaforma a rellniiio decorre J7l1ma dos partes mais agradciveis do terri/ario nacional e junlo do comzmidade academica que integra a Universidade dos Ar;ores. Esla Universidade, que cedo aceitoll sel' Qnjitriii do 6. 0 Congresso, fimdada lIa cerea de tres deeadas, e hoje reconhecidamellte lllJl dos principais pMos de desel1volvimento do QI'qllipelago dos A ,ores.

ESle Congresso reline 78 conlribllit;oes das varias area.s do conhecimento que reeol'l'em as f(!cnicas da lvlecanica Experimental nas S liGS actividades de invesligat;oo. Pela qualidade e mlmel'O dos trahal/ws recebidos este enconlro e ja lima agraddve! swpresa.

Fina/mente envio as mells agradecimentos a todos aqlleles que contribuiram para que esle congresso fosse possive!: a Direefiio da APAET, as Comissoes Organizadora e CientijicQ, as patrocinadores, Q Universidade dos Afores e todos as participanles pela qualidade das suas contribuit;oes.

Resta agora esperar que aquilo que ja e wna grata slilpresa se transforme Illlln agradavel 6. 0 Congresso de MeeDlliea Experimental.

Mario A. P. Vaz Presidente do Comissiio Orgonizadora

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iNDICE

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ANALISE DE ESTRUTURAS

UMA SOLU<;AO BASEADA EM FORMULA<;AO HiBRIDA PARA ANALISE DE TENSOES EM TUBOS CURVOS SOB ESFOR<;OS NO PLANO DE CURVATURA Luisa Madureira (FEUP); F. J. Q. de Melo (UA); M A. P. Vaz (FEUP)

DETERMINA<;AO DO iNDICE DE CONFORTO NUMA COMPOSI<;AO FERROVIARIA SUBURBANA Paula C. Silva (IPS); J. MontaMio e Silva (1ST)

ESTUDO EXPERIMENTAL E NUMERICO DE COLUNAS DE ILUlVIINA<;AO CONFORME A NORMA EN 40 "LIGHTING COLUMNS" Marta Carvalho (Schreder); Adindo Silva (IST)

DESENVOLVIMENTO DE NOVOS MODELOS PARA 0 ESTUDO DA ANALISE DE TENSOES E DE DEFORMA<;OES EM ESTRUTURAS TUBULARES Elza. Ai Ai Fonseca (IPB); F. J. Q. de Melo (UA); Carlos A. Ai de Oliveira (FEUP)

ENSAIOS LABORATORIAIS DE DUAS ASNAS DE CANTO, DEGRADADAS E REFOR<;ADAS, DA ANTIGA COBERTURA DO MOSTEIRO DE AROUCA R. O. Rodrigues (FEUP); R. C. de Barros (FEUP)

ANALISE DE INTEGRIDADE ESTRUTURAL

A V ALIA<;AO DO DANO NA FURA<;AO DE LAlVIINADOS CARBONOIEPOXIDO L. M P. Durao (ISEP); J. Ai R. S. Tavares (FE UP); A. T. Marques (FEUP); M Figueiredo (FEUP) ; A. G. MogalMes (ISEP); M de Freitas (1ST)

DAMAGE TOLERANCE ANALYSIS OF AIRCRAFT STRUCTURES UNDER SERVICE LOADING Ai Milharadas (AFA); L. Reis (1ST); A. Fonseca (1ST); M de Freitas (1ST)

ENSAIOS DE RESISTENCIA AO FOGO DE VIGAS EM A<;O PROTEGIDAS COM TINTA INTUMESCENTE L. Ai R. Mesquita (IPB); P. A. G. Pilato (IPB); Ai A. P. Vaz (FEUP); P. Ai Ai Vila Real (UA)

PREVISAO DE VIDA A FADIGA DOS ENGATES (RABETAS) DOS VAGOES DE TRANSPORTE DE CARVAO T. Morgado (IPT); c. Ai Brallco (1ST); v. InJante (1ST)

ANALISE DINA-MICA E VIBRAC;:OES

VIGAS COM TRATAMENTO HiBRIDO ACTIVO-PASSIVO DE AMORTECIMENTO: CONFIGURA<;OES, MODELA<;AO E CONTROLO ACTIVO DE VIBRA<;OES C. Ai A. Vasques (FEUP); J. F. Dias Rodrigues (FEUP)

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MEDI<;AO DE VIBRA<;OES EM VIADUTOS FERROVIARIOS DE MEDIO V AO 31 Carlos Rebelo (UC); L. Simoes do Silva (UC); COllstanfa Rigueiro (IPCB); Helena GerVt;sio (GIPAMB)

METODO MSE MODIFICADO PARA A DETERMINA<;AO DOS FACTORES DE PERDA 34 MODAIS EM ESTRUTURAS COM TRA TAMENTOS VISCOELASTICOS R. A. S. Moreira (UA); J. F. Dias Rodrigues (FEUP)

DESENVOLVlMENTO DE UMA METODOLOGIA PARA CARACTERIZA<;AO EXPERIMENTAL DO MODULO COMPLEXO DE MATERIAlS VISCOELAsTICOS R. A. S. Moreira (UA); J. F. Dias Rod'·igues (FEUP)

IDENTIFICAC;:AO EXPERIMENTAL DOS PARAMETROS DOS MODELOS ADF E GHM PARA A CARACTERIZA<;AO DE MATERIAlS VISCOELASTICOS C. Ai A. Vasques (FEUP); R. A. S. Moreira (UA); J. F. Dias Rodrigues (FEUP)

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DESENVOLVIMENTO DE UM ACTUADOR DINAMICO PIEZOELECTRICO R. A. S. Moreira (UA); J. F. Dias Rodriglles (FEUP)

BIOMECANICA

ANALISE DE VIBRA<;:OES DE UM FEMUR COM E SEM PROTESE UTILIZANDO o METODO DOS ELEMENTOS FINITOS Paulo R. Fernandes (1ST); J. Fiaillo (1ST)

ESTUDO NUMERICO DA BIOMECANICA DA COMPONENTE TIBIAL DA ARTROPLASTIA DO JOELHO A. Completo (UA); F. Fonseca (UC); J. A. O. Similes (UA)

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INFLUENCIA DOS MUSCULOS MASSETER E TEMPORAL E DAS FOR<;:AS DE OCLusAo 52 ' NAS DEFORMA<;:OES INDUZIDAS NA FACE EXTERNA DA MANDiBULA A. Romas (UA); A. Ballll (U Bordeallx); M Mesnard (U BO/'dea,,"); L. M R. Can'aillo (ESS); P. Tolaia (UA) J. A. 0. Similes (UA)

CARACTERIZA<;:Ao DINAMICA DO LIGAMENTO PERIODONTAL EM ESPECIMES 55 DE PORCO L. Ai R. Can'aillo (ESS); R. A. S. Moreira (UA); J. A. O. Similes (UA)

MODELO DE ELEMENTOS FINITOS DO OUVIDO MEDIO COM UMA PROTESE TOTAL DETITANIO NII/IO F. Rilo (UC); Ai F. Costa Palliino (UC); Rogerio A. C. P. Leal (UC); M do Carma Miglleis (UC)

ANALISE DO EST ADO DE TEN sAo NA ZONA DO IMPLANTE DE UM FEMUR COM PROTESE DE ANCA DINAMICAMENTE SOLICIT ADO USANDO METODO PSEUDO-DINAMICO F. J. Ai Q. de Melo (UA); P. Talaia (UA); A. Ramos (UA); J. A. 0. Similes (UA); Ai A. P. Vaz (FEUP)

CARACTERIZACAO DE MATERIAlS

MEASUREMENT OF THE MECHANICAL PROPERTIES OF A CARBON REINFORCED BISMALEIMIDE OVER A WIDE RANGE OF TEMPERATURES L. F. M do Silva (FEUP); R. D. Adams (U Bristol)

SOLDADURAS MIST AS A<;:O INOXIDA VELI A<;:O CARBONO ESTUDO DO COMPORTAMENTO A FRACTURA A TEMPERA TURAS NEGA TIVAS A. LOllreiro (UC); D. Ai Rodrigues (UC); J. Neves (UC); P. Teixeira (UC)

OPTIMIZA<;:Ao DA ESCOLHA CONlUGADA DE ALGUNS TIPOS DE A<;:OS E PROCESSOS DE SOLDADURA DE ELEV ADO RENDIMENTO A. L. Salgado PraIa

ESTUDO NUMERICO E EXPERIMENTAL DO METODO DO V Ao VARIA VEL PARA A IDENTIFICA<;:Ao DAS PROPRIEDAES ELAsTICAS DA MADEIRA J. Xavier (UTAD); N. Garrido (IPV); J. J.L. Morais (UTAD); J. Pinto (UTAD); P. Camanllo (FEUP)

APLICA<;:OES FUNCIONAIS DAS ESPUMAS METALICAS 1. M. A. Dllarte (INETI); A. J. Ai Ferreiro (FEUP); M. J. G. Santos (INETI); J. Banllart (UT Berlim)

ESTUDO EXPERIMENTAL DO IMPACTO DE BAIXA VELOCIDADE SOBRE PLACAS LAMlNADAS DE FIBRA DE VIDRO EM MATRIZ EPOXY NIIIIO F. Rilo (UC); Lllis MS. Ferreira (IPT)

ESTUDO NUMERICO E EXPERIMENTAL DO COMPORT AMENTO DINAMlCO DA CORTI<;:A c. P. Gameiro (UC); J. Ai O. S. Cime (UC) ; G. Gar)' (Ecole Polytec/llliqlle)

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MATERlAIS E MECANISMOS DE LIGA~AO ENTRE PARTicULAS DE POS METALICOS 83 NO PROCESSO DMLS Luis Esperlo (INETI); ;/lIIonio Osorio (INETI)

FABRlCO AAPIDO DE FERRAMENTAS PELA TECNOLOGIA DMLS L"is Esperto (INETI); ;/ntonio Osorio (INETI)

COMPORTAMENTO DE MATERIAlS

ESTUDO EXPERlMENTAL E ANALiTICO, EM COMPRESSAO, DE DIFERENTES ESPUMAS PARA APLICA~AO EM CONSTRU~AO SANDWICH Marco Leite (IS7); Jooo Lopes (IS7): Arlinda Silva (IS7)

APLICA~AO DE MA TERlAIS COMPOSITOS EM COMPONENTES DA SUSPENSAO DE VEicULOS AUTOMOVEIS Sergio Santos (IPL); Arlinda Silva (IS7)

FAIXAS DE MANTA DE CFRP NO CONFINAMENTO DE ELEMENTOS DE PILAR DE BETAO ARMADO D. R. S. M Ferreira (UM); J. A. O. Barros (UM)

COMPORTAMENTO MECANICO DE PLACAS DE MATERlAL COMPOSITO SUJEITO AIMPACTO Marla Rodrigues (IP7): Carlos Coelho (IP7); Marco Leite (IP7): L. M Ferreira (IPT)

COMPORTAMENTO MECANICO E ROTURA A LONGO PRAZO DE TUBAGENS EM MA TERJAL COMPOS ITO Hugo Faria (INEGI); Rui M Guedes (FEUP); A. T. Marques (FE UP)

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APLICA~OES DE ESPUMAS DE LIGAS DE ALUMiNIO NO SECTOR DE TRANSPORTES 103 l M A. Duarte (INETI); A. J. M Ferreira (FEUP); M J. G. Santos (INETI); J. Banbart (UT Bertim)

APLICA~OES ESTRUTURAIS DAS ESPUMAS METALICAS 106 I. M A. Duarte (INETI); A. J. M Ferreira (FEUP); Ai J. G. Santos (INETI); J. Banbart (UT Berlim)

MECHANICAL PROPERTIES OF PVC PARTICULATED COMPOSITES 109 C. Capela (IPL); J. A. M Ferreira (UC); J. D. Costa (UC)

ENSAlOS EXPERlMENTAIS

UM PROCEDIMENTO EXPERlMENTAL PARA A CARACTERlZA~AO DOS ESFOR~OS EM TUBAGENS SOLDADAS ENTERRADAS, SUJEITAS A CARGAS ACIDENT AIS NA SUPERFiCIE J. A. R. Soares (ISEL): L. A .A .Ferreira (FEUP); F. J. M Q. de Mela (UA), J. Dias Lopes (ISQJ; Ferreira Marques (TRANSGAS)

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MEDI~AO DE FOR~AS DE INTERAC~AO RODA/CARRlL, EM CURV A, 115 NUM RODADO EXTREMO DE UM VEicULO FERROVIAR!O J. D. Silva (IPS); R. A. Claudio (IPS); A. J. Valida (IPS); P. J. Moila (IPS)

A ANALISE EXPERlMENTAL DE TENSOES NO CONTEXTO DE UM CASO 117 DE ESTUDO MUL TIDISCIPLINAR J. C. Marques (FEUP); M T. Restivo (FEUP); M F. G. Vieira (FEUP); M. A. P. Vaz (FEUP); F. D. M B. Magalhiies (FEUP)

FACTORES SUSCEPTIVEIS DE INFLUENCIAR 0 CONFORTO HUMANO 120 NUMA PERSPECTIV A DE SAlmE PUBLICA M A. R. Talaia (UA)

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AAffilENTE QUENTE - UM ESTUDO DE CASO M A. R. Talaia (UA)

TECNICAS DE MEDICAO DE TENSOES RESIDUAlS J. E. Ribeiro (IPB); M. A. P. Vaz (FEUP); P. A. G. Pilato (IPB); J. M. Monteiro (INEGI)

MONITORIZACAO DA INTEGRIDADE DE ESTRUTURAS COMPOSITAS COM SENSORES EM FffiRA OPTICA R de Oliveira (INEGI); c. A. Ramos (ISEP); O. Frozao (INESC); A. T. Marques (FE UP)

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DEVELOPMENT OF TESTING APPARATUS TO STUDY FAILURE OF PLASTIC GEARS 132 C. Capela (IPL); F. Ventllra (UC); M C. Gaspar (IPCB)

ENSAIOS DE PONTES E BARRAGENS

ENSAIO DE ANALISE EXPERIMENTAL DE TENSOES PARA 0 ESTUDO DA ESTABILIDADE DA PONTE MOVEL DE LEIXOES J. F. Silva Gomes (FEUP); M A. P. Vo. (FEUP)

MONITORIZACAO DO COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DE UMA PONTE NOVA EM ARCOS DE ALVENARIA DE PEDRA A. Arede (FEUP); A. Costa (FEUP); C. Costa (FE UP); C. Barbosa (FE UP); P. Costa (FEUP)

ENSAIOS DINA.MICOS DE VIADUTOS FERROvrAruos AUTOMATIZACAO DE PROCEDIMENTOS DE ENSAlO E PROCESSAMENTO F. MagalMes (FEUP); A. Cllnha (FEUP); E. Caetano (FEUP)

MONITORIZACAO DO COMPORTAMENTO DO SISTEMA CONDUTAIJUNTA DE DILATACAO INSTALADO NA NOVA PONTE HINTZE-RIBEIRO Helder Silva (FEUP); Carlos Felix (FEUP); A. A. Henriqlle (FEUP); J. A. Figlleiras (FEUP)

ANALISE DE FADIGA DA PONTE FERROVIARIA DE ALCAcER DO SAL Diogo Ribeiro (FEUP); Rlli Colroda (FEUP); Raimllndo Delgado (FEUP)

INSTRUMENTAC;:AO E CONTROLO

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MONITORIZACAO DO PROCESSO DE FABRICO DE PLACAS COMPOSITAS USANDO 149 SENSORES DE BRAGG EM FlBRA OPTICA S. F. O. Silva (FEUP); O. Fro.ao (INESC); J. B. Almeida (FEUP); J. L. Santos (INESC) ; M T. Restivo (FEUP)

MEDICAO DE TENSOES LATERAlS COM PZT: APLICACAO AO PE A. Marqlles (ISEP); M A. P. Vo. (FEUP); R. Ribeiro (FEUP) ; J. G. M. Mendes (FEUP)

ANALISE EXPERIMENTAL DE TENSOES EM MATERIAlS COMPOSITOS UTlLIZANDO SENSORES DE BRAGG EMBEBIDOS c. A. Ramos (ISEP); J. L. Esteves (FEUP); A. T. Marqlles (FEUP)

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CALffiRACAO DE ACELEROMETROS POR INTERFEROMETRIA OPTICA - EXTENSAO 156 DA GAMA DE MEDICAO EM FREQUENClA E ACELERACAO M I. A. Godinho (INETI); A. Cabral (INETI); M C. Nllnes (INETI); J. M Rebordao (INETI) V. Oliveira (INETI)

MECANICA DOS MATERIAlS

ESTUDO TEORICO EXPERIMENTAL DOS FUNDAMENTOS DO CORTE ORTOGONAL: 159 PARTE I - MECANICA DE DEFORMACAO JUNTO A ARESTA DE CORTE Pedro A. R. Rosa (IS7); Jorge M C. Rodriglles (IS7); PallIa A. F. Martins (IS7)

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INFLuENCIA DAS CONDI(:OES DE CORTE NA MICROGEOMETRIA DAS SUPERFiCIES OBTIDAS POR FRESAGEM EM A(:O ST 52.3 NORMALIZADO Valentino A. M Cristina (1ST); Pedro A. R. Rosa (1ST); Jorge M C. Rodrigues (1ST)

ESTUDO DA INlCIA(:AO E PROPAGA(:AO DE FENDAS POR FADIGA EM CONTACTOS ELASTOHIDRODINAMICOS V. Mota (FEUP); L. A. A. Ferreira (FEUP)

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SPECIMEN SIZE INFLUENCE ON THE R-CURVE BEHAVIOUR OF A QUASI-BRITTLE 166 MATERIAL: WOOD N. M Dourado (UTAD); S. Morel (LREB-Franra); M F. S. F. Moura (FE UP); J. J. L. Morais (UTAD) ; G. Valentin (LREB-Frallra)

PRODU(:AO DE COMPONENTES INTEGRADOS DE ESPUMAS DE LIGAS DE ALUMiNIO COM INSERTOS MET ALICOS I. M A. Duarte (INETI); A. J. M Ferreira (FEUP); M. J. G. Santos (FEUP); J. Banllart (UT Berlim)

DESENVOLVIMENTO DE UM PROCESSO TECNOLOGICO DE PRODU(:AO DE ESPUMAS METALICAS EM CONTiNuo I. M A. Duarte (INETI); A. J. M Ferreira (FEUP); M J. G. Santos (FEUP); J. Banllart (UT Berlim)

METODOS OPTICOS DE ANALISE EXPERIMENTAL

MODELOS PONTUAIS DE DlSTRIBUI(:AO EM VISAO COMPUTACIONAL M J. Vasconcelos (FEUP); Jouo M R. S. Tavares (FEUP)

UMA ABORDAGEM PARA A OBTEN(:AO DE INFORMA(:AO 3D A PARTIR DE MOVIMENTOS DE CAMARA Jouo M R. S. Tavares (FEUP)

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APLICA(:OES DA CORRELA(:AO DIGITAL DE lMAGEM A MEDI(:AO DE lSI DESLOCAMENTOS EM MATERIAlS COM CARACTEruSTICAS MECANICA DIVERSAS J. A. G. Cllousal (FEUP)

CORRESPONDENCIA ENTRE PONTOS NO SEGUIMENTO DE MOVIMENTO 184 EMIMAGENS Raquel R. Pinto (FEUP); Jouo M R. S. Tavares (FEUP); Miguel V. Correia (FEUP)

APLICA(:AO DA INTERFEROMETRIA HOLOGRAFIA SUBAQuATICA PARA ANALISE ESTRUTURAL J. M Monteiro (INEGI); H M Lopes (IPB); J. L. Valin Rivera (UE Amazonas); M A. P. Vat (FEUP)

INSPEC(:AO NAO DESTRUTIV A POR TECNICAS DE UL TRASSONS EXCITADAS PORLASER Jorge M Reis (FEUP); Fernando M G. de Almeida (FEUP); M A. P. Vat (FEUP)

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TECNICAS DE MEDI(:AO DE DESLOCAMENTOS NO PLANO 192 J. E. Ribeiro (IPB); H M Lopes (IPB); M. A. P. Vaz (FEUP); P. A. G. Pilato (IPB)

TECNICAS DE DERIV A(:AO DE DADOS EXPERIMENTAIS 195 SEM PROPAGA(:AO E RUllO H. M Lopes (IPB); R. M Guedes (FEUP); M A. P. Vaz (FEUP)

PROPAGA(:AO DAS ONDAS DE FLExAO EM PLACAS COMPOSITAS 198 H M Lopes (IPB);J. M Monteiro(INEGl); R. M Guedes (FEUP); M A. P. Vaz (FEUP)

OBTEN(:AO DE PERFIS 3D COMPLEXOS POR PERFILOMETRIA TRIDIMENSIONAL 201 COM PROJEC(:AO DE CAMPOS DE LUZ ESTRUTURADA P. J. Tavares (FE UP); M A. P. Vaz (FEUP)

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DESENVOL VIMENTO DE UMA PLATAFORMA COMPUT ACIONAL PARA OBTENCAO 204 DA FORMA 3D DE OBJECTOS USANDO TECNICAS DE VISAO ACTIV A Teresa Azevedo (!NEG!); Joiio MR. S. Tavares (FEUP); Ai A. P. Vaz (FEUP)

mTODOS COMPUTACIONAIS EM ESTRUTURAS

ANALISE POR ELEMENTOS FINITOS DO ENSAIO ECT (EDGE CRACK TORSION) 207 PARA DETERMINACAO DAS PROPRIEDADES DE FRACTURA DA MADEIRA Pinus Pinaster.Ait EM PURO MODO III M A. L. Silva (urAD); M F. S. F. MOllra (FEUP); J. J. L. Morais (UTAL)

MODELO TERMO-ELEcTRICO EM ELEMENTOS FINITOS PARA ELECTROEROSAO 210 Jose MaraJona (FEUP); J. A. G. Chollsol (FEUP)

MODELOS PARA PLACAS COMPOSITAS BASEADOS EM APROXIMACOES POR FUNCOES DE BASE RADIAL A. J. M Ferreira (FEUP) ; c. AI. C. Roqlle (FEUP); R. M AI. Jorge (FEUP)

USO DE ELEMENTOS DE INTERFACE NA ANALISE NUMERICA DO DANO EM PLACAS LAMINADAS DE CARBONO/EPOXIDO A. M. Amara (UC); M. F. S. F. MOllrn (FEUP); J. M O. S. Cirne (UC); Nllno F. Rilo (UC)

o METODO LIVRE DE ELEMENTOS DE GALERKIN NA ANALISE NAO-LINEAR DE ESTRUTURAS ANISOTROPICAS Jorge Belinha (JDMEC); L,icia M J. S. Dinis (FEUP)

SIMULACAO NUMERICA DA CINETICA DO PROCESSO DE EXPANSAO DE UMA ESPUMA METALICA l. M. A. Dllarle (INETf); A. J. M Ferreira (FEUP); M. J. G. Sanlos (FEUP); J. Banharl (UT Bedim)

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6.' Conoresso Nacional em MEcANICA EXPERIMENTAL POllia Delgada 27 a 29 de Julho 2005

TECNICAS DE MEDI<;:AO DE TENSOES RESIDUAlS

1. Ribeiro*, M. Vaz**, P. Piloto*, J. Monteiro***

* - IPB, Instituto Politecnico de Bragan,a, ** -FEUP, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porlo.

*** - INEGI, lnstituto de Engenharia Mecanica e Oestao Industrial

RESUMO Ao longo das !Iltimas decadas praticamente lodas as tecnicas de al1lilise experimental de tensoes foram utilizadas l1a caracterizaC;Qo de tensoes residuais. Dadas as dificuldades encontradas algumas tecnicas foram especialmente desel1volvidas para esta apiicac;Qo. Neste texto descreve-se a trabaillo ja realizado no Laboratorio de Optico e A1ecdnica Experimental (LOME) para caracterizar campos de lel1soes residua is utilizando algumas das tecnicas disponiveis.

l-INTRODUC;:AO

Tensoes residuais sao aquelas que se mantem instal ad as nos componentes ap6s terem sido removidas todas as cm'gas e constrangimentos. Estas tensues, quando instaladas num material au estrutura, sao internas e auto-equilibrantes. As tecnicas de mediyao de tensoes residuais podem ser classificadas em tres tipos: tecnicas des­trutivas, semi-destrutivas e nao destrutivas. Para realizar a sua caracteriza~ao, par metodos meci"micos, provoca-se uma perturba~ao ao estado de equilibria inicial e estabelece-s'e um novo estado de equilibrio; o que constitui as tecnicas de relaxayao de tensues residuais. Algumas destas tecnicas podem mesmo conduzir il inutil iza~ao do componente au estrulura. Qutros metodos existem em que se determinam as ten sues residuais atraves da varia,ao das caracte­risticas fisicas dos componentes (difrac,ao de raios X). Neste trabalho pretende-se fazer a medi,ao de tensues residuais utilizando algumas tecnicas semi-destrutivas. A perturba,ao do estado de equilibria inicial e obtida com a realizaqao dum pequeno [uro, que geral­mente nao compromete a integridade da estrulura au do componente. Para a caracte­riza,ao do campo de deslocamentos obtido por relaxa~ao de tensoes, optou-se pela utilizaqao de duas tecnicas de campo com elevada resoluqao; Moire Interferometrico e Interferometria Holografica. Foi ainda utilizada como tecnica discreta a extenso-

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metria electrica. Para determina,ao dos pariimetros de calibrayao e para a calculo de tensoes residuais, recorreu-se a simula­,ao numerica no programa de elementos finitos ANSYS®. Numa primeira fase foram determinados as parametros de calibrayi'io, por via experi­mental, recorrendo ao metoda cOllvencional do furo. Para tal foi utilizada llma rosela de extens6metros especialmente desenvolvida para esta tecnica e uma maquina de ensaios convencional, como a representada na figura L

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Fig. 1 - Maquina de ensaios uni axial utilizada 11a obtenyao dos parametres de calibrayao.

Para obter a relaxayao de tensoes foi realizado um furo cego, concentrico com a roseta de extens6metros, lltilizando a equi­pamento que se pode ver na figura 2. A previa determinayao experimental dos par:'i­metros de calibra,ao permitiu validar a modelo utilizado na simulayao numerica. Neste foram calculadas as defonnayoes correspondentes a um estado de tensao

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6." Congresso Nacional em MECANICA EXPERIMENTAL Ponta De/gada 27 (t 29 de .1111110 2005

imposto, OS val ores calculados foram com­paradas com OS medidos durante 0 ensaio de trac~ao.

Fig. 2 - Montagem do provete para a fura'rao de rela­X~H;5.0 de tens6es utilizando 0 metoda do furo cego.

2-lVIODELO NUlVmRICO

A malha de elementos tinitos que se repre­senta na tig. 3 foi utilizada para simular

AN

Fig. 3- Malha de elementos finitos utilizada.

Apos a obtenyao dos panl.metros de calibra­yao, ver tigura 4, procedeu-se it medi~ao das tens5es residuais recorrendo as tecnicas ja referidas.

Fig. - Campo de tensaes utilizado para a determi­na,ao dos parametros de calibra,"o.

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3- CASO DE ESTUDO

F oi estudado um componente obtido por laminagem a frio, com tens5es residuais resultantes do processo de fabrico. A plimeira tecnica utilizada para a mediyao de tens5es residuais foi a tradicional tecnica do furo cego com extenso metria electrica. Esta tecnica e a mais utilizada para a mediyao de tens5es residuais, e relati­vamente simples de utilizar, embora tenha como principal desvantagem 0 facto do erro de mediyao depender da maior ou men or excentricidade do furo. Desta forma a expe­liencia do operador condiciona a precisao desta tecnica. De seguida fez-se a medi~ao das tens5es recorrendo a tecnica de Moire Interfe­rometrico. Trata-se de uma tecnica de campo especialmente adaptada para a medi­~ao no plano, com uma baixa sensibilidade a movimentos de corpo rigido e uma reso­IUyao ajustavel ao passo da rede. A grava-9ao da rede exige procedimentos de diticil realiza~ao, exigindo muita experiencia por parte do operador. Por (lltimo, utilizou-se a Interferometria Holografica. Esta tecnica de campo e extremamente sensivel a movimentos de corpo rigido, pelo que na mediyao foi utilizada uma fixayao rigida e uma mesa optica. A grande vantagem desta tecnica e a sua elevada resoluyao (tJ2 da radiayao laser), permitindo medir deslocamentos muito pequenos. Para a analise dos resultados obtidos nas mediyoes com as tecnicas opticas, foi necessario reCOlTer a programas de proces­samento de imagem, pelo que foram desenvolvidas rotinas baseadas no c:ilculo de FFTs para obtelwao dos mapas de fase. Desta forma foi possivel determinar os campos de deslocamentos. Para se deter­minar 0 campo de deforma~oes utilizaram­se rotinas de derivayao. Os resultados destas mediyoes foram comparados entre si, bern como com os val ores resultantes da simulayao numerica.

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6.' ConlITesso Nacional em MECANICA EXPEIUMENTAL POl11a Delgada 27 a 29 de Julho 2005

REFERENCIAS

[I] Mathar, J., "Detennination of Inicial Stresses by Measuring the Defonnation around Drilled Holes" Transactions ASME. 56, (4),1934.

[2] Ln, J; James, M. R. and others "Handbook of MeasW'ement of Residual Stresses", Society for Experimental, Inc. , Edited by Jian Lu, 1996.

[3] ASTM, 2001 "Detennining Residual Stresses by the Hole-Drilling Strain-Gage Method", ASTM Standard E387-01 , Ame­rican Society for Testing and Materials.

[4] Residual Stresses, Vishay, Measurements Group, Inc., USA, 1984.

[5] Kandil, F. A., Lord, J. D., e outros "Review of Residual Stress MeasW'ements Methods a Guide to Teclmique Selection", NPL Report, UK, 2001.

[6] Wu, Z.; Lu, .I.; Han, B. "Study of Residual Stress Distribution of Moire Interferometry and Incremental Hole Drilling", .loumal of Applied Mechanics, Vol. 65, pg. 837-850, December 1998.

[7] Post, D., Han B., Ifju P. "High Sensivity Moire - Experimental Analysis of Mecha­nics and Materials", Springer - Verlag, New York, 1994.

[8] Kobayashi, A. and others "Handbook on Experimental Mechanics", edited by Albert S. Kobayashi, Society for Experi­mental Mechanics, New York, 1993 .

[9] Zlm, Wu "Detennination des contraintes n!siduelles par interferometrie de Moire et methode de peryage du trou incremental", These presentee pour I'obtention du grade de DocteW', Universite de Technologie Troyes, 1998.

[10] Bulha leJ. "Interferometrie Differentielle sur reseau: Nouvelle Methode Optique de Mesure de Defonnations avec Grande Resolution Spatiale", Doctorat, Universite .lean Monnet - Saint-Etienne, Saint­Etienne, France, 200 1.

[11] Viotti , M., and Kaufmann, G. "Accuracy and Sensitivity of a Hole Drilling and Digital Speckle Pattem Interferometry Combined Technique to Measure Residual Stresses", Optics and Lasers in Engi­neering, vol. 41 , pg. 297-305, 2004.

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[1 2] Viotti, M. and others "Residual Stress Measurement Using a Radial In-plane Speckle Interferometer and laser annealing: preliminary results", Optics and Lasers in Engineering, vol. 42, pg. 71-84, 2004.

[13] Schjer, G. S., "Aplication of Finite Element Calculations to Residual Stress Measurements", Joumal of Engineering Materials and Technology, vol. 103 , n04, pg. 157-163 , 198 1.