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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AW2LAD| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Determinação das constantes elásticas da madeira considerando sua ortotropia |
| Authors: | Rejane Costa Alves |
| First Advisor: | Edgar Vladimiro Mantilla Carrasco |
| First Referee: | Gabriel de Oliveira Ribeiro |
| Second Referee: | Estevam Barbosa de Las Casas |
| Third Referee: | Lourival Marin Mendes |
| metadata.dc.contributor.referee4: | José Tarcísio da Silva Oliveira |
| Abstract: | Corroborando com a atual e importante ampliação dos parcos estudos sobre madeira tropical, o objetivo desta pesquisa é o de determinar as constantes elásticas do material de sete espécies de madeira tropical, matriz de flexibilidade, tanto em temperatura ambiente como em altas temperaturas, realizando ensaios destrutivos e não destrutivos. Como a madeira é um material ortotrópico, foi necessário determinar três módulos de elasticidade, três módulos de deformação transversal e seis coeficientes de Poisson. As constantes elásticas foram determinadas através de dois métodos: o de propagação de ondas ultrassônicas e o de ondas de excitação e, para a validação dos resultados, foram realizados ensaios destrutivos seguindo as prescrições da NBR 7190/97. Os corpos de prova foram confeccionados, com a orientação das fibras em seis direções: as três principais, radial, tangencial e longitudinal; e as três intermediárias, longitudinal-radial (45°), longitudinal-tangencial (45°) e radial-tangencial (45°). Também foi desenvolvido um medidor de deslocamento portátil, descaracterizando o aspecto destrutivo do método, além de ter propiciado economia de tempo e de recursos. As espécies utilizadas foram: Hymenolobium petraeum, Dinizia excelsa, Bertholletia excelsa, Apuleia leiocarpa, Astronium lecointei, Caryocar villosum e Peltogyne discolor, com densidades variadas no intervalo de 650 a 1150 kg/m³. A utilização de dois métodos não destrutivos permitiu definir qual deles é o mais eficiente para estimar as constantes elásticas da madeira em temperatura ambiente. Para explicar algumas peculiaridades, foi necessário realizar ensaios para a determinação da inclinação da grã e do ângulo microfibrilar da madeira. A determinação das constantes elásticas em altas temperaturas através de ensaios não destrutivos foi feita apenas com ondas de excitação. Para explicar o comportamento destas constantes em altas temperaturas foi realizado o ensaio termogravimétrico da madeira. Os resultados permitiram concluir: a) que o ensaio de compressão com a utilização do medidor de deslocamento portátil foi capaz de determinar os valores dos módulos de elasticidade longitudinais (E), dos módulos de elasticidade transversais (G) e os coeficientes de Poisson; b) que com a utilização de propagação de ondas ultrassônicas, foi possível determinar todas as constantes elásticas, mas que, no entanto, foi percebida a carência de estudos de Coeficientes de Poisson para madeiras tropicais; c) que o método de propagação de ondas de excitação possibilitou a determinação do E (valores dos módulos de elasticidade longitudinais) e do G (valores dos módulos de elasticidade transversais). Quanto à determinação destas constantes submetidas a elevadas temperaturas, o método de propagação de onda de excitação determinou com precisão apenas o E (valores dos módulos de elasticidade longitudinais). Que o banco de dados criado a partir dessa pesquisa possa ser ampliado por novos estudos e disponibilizado aos interessados traduz o desejo da autora |
| Abstract: | Corroborating with the current and important the studies on the tropical wood, this research aimed to present a constitutive law of the material of seven species of tropical wood, by Matrix of Constants Elastic, both at ambient and at high temperatures, performing non-destructive tests. As the wood is an orthotropic material, three modules of elasticity, three module of transverse deformation and six Poisson ratio. The constants were determined by two methods: ultrasonic wave propagation and stress wave, to the results destructive tests, were carried following the NBR 7190/97. Tests specimens were made, with the fiber direction in six directions: three mains, radial, tangential and longitudinal; and three intermediates, longitudinal-radial, longitudinal-tangential e radial-tangential. A portable displacement meter was also developed, decharacterizing the destructive aspect from the method, besides the time and funds saving. The species were used are Hymenolobium petraeum, Dinizia excelsa, Bertholletia excelsa, Apuleia leiocarpa, Astronium lecointei, Caryocar villosum e Peltogyne discolor with densities ranging from 650 to 1150kg/m³. The use of two nondestructive methods allowed to define which one is the most efficient to determine the elasticity constants at ambient temperature. Nevertheless, to explain some peculiarities, it was necessary to perform tests to determine the wood grain and microfibrillar angle. The elastics constant determination at high temperature through the nondestructive test were performed only with stress waves. To explain the constants behavior at a high temperature it was performed the wood thermogravimetric analyses. The results allowed to conclude: a) the compression test using the portable displacement meter was capable of determining the values of the longitudinal elasticity modules (E), the transversal elasticity modules (G) and also the Poisson ratio; b) with the ultrasonic waves propagation method it was possible to determine all the elastic constant, however, it was observed a lack of studies about the Poisson rates for neotropical woods; c) the stress waves method helped to determine the E (values of the longitudinal elasticity) and of G (values of transversal elasticity). To determine those constants on high temperature, the stress wave method only did with precision the E (values of the longitudinal elasticity). The database created from this study can be expanded with new studies and made available to interested parties, reflecting the authors desire |
| Subject: | Engenharia de estruturas Testes não-destrutivos Madeira Madeira Propriedades mecânicas |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AW2LAD |
| Issue Date: | 14-Aug-2017 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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