J-Integral analysis of the mixed-mode fracture behaviour of composite bonded joints

The adhesive technology has been constantly growing and expanding into industrial environments, not only for traditional applications but also for high-end applications, where it has been competing fairly with the conventional connection technologies, such as welding, brazing, bolting and riveting. Its unique key features allow it to raise the type of technology to unreachable levels, for certain applications, by its competitors. Some of the advantages are the lightness of the adhesively-bonded joints, good behaviour under cycling and fatigue loading conditions, flexibility in bonding several types of materials and low stress concentrations. However, in order to design and develop efficient adhesively-bonded joints, the strength prediction must be accurate for the assessment of the fracture properties, mainly the critical energy release rate for tensile (JIC) and shear (JIIC), associated to the mode I and II, respectively. For most of the adhesively-bonded joints applications, the loading conditions under operational service feature a combination of different stresses, for instance tensile and shear stresses, from which the concept of mixed-mode came to exist. For this reason, the assessment of fracture properties under those conditions is essential, especially the energy release rates related to different mode-mixities. The fracture properties are related to Fracture Mechanics and are obtained through energetic analyses, from which three methods are often used: models based on the measurement of the crack length during the damage propagation, models based on an equivalent crack length and methods based on the Jintegral formulation. In the specific case of the J-integral it is furthermore possible to obtain the cohesive laws of the adhesive, which can be later used in the design of adhesively-bonded joints. This current work presents an experimental and numerical analysis of a Single-Leg Bending (SLB) adhesively-bonded joint where the specimens were bonded with three distinct adhesives, in order to assess and compare their behaviour under mixed-mode load conditions, fracture properties and cohesive laws. For that purpose, the J-integral formulation of Ji et al. [1] was considered to obtain the energy release rate for mode I and II, tensile (JI) and shear (JII), respectively, whereas the cohesive laws are attained through direct differential operation of the JI-w0 and JII-δ0 curves, where w0 and δ0 are the local normal separation and local tangential slip between the two adherends at the cross-section of the crack tip, respectively. Afterwards, the fracture analysis was performed, where the experimental results were compared through load-displacement (P-δ) curves. The JI and JII values, obtained through correlation between experimental and numerical results incorporated into the J-integral formulation, were addressed by R curves and fracture envelopes. These latter were used to establish which criterion was more suitable for each adhesive type. For last, the tensile and shear stresses were determined through the cohesive laws, attained by the direct method. Overall, a good agreement on the fracture properties was obtained between the specimens of the same adhesive. Moreover, the cohesive laws also presented a good correspondence between specimens, and further enabled the design of adhesively-bonded joints with arbitrary geometry.A tecnologia adesiva tem vindo a evoluir significativamente, expandindo-se para ambientes industriais, não apenas para aplicações convencionais, mas também para aplicações de elevada exigência, onde compete justamente com outras tecnologias de conexão tradicionais, como a soldadura, brasagem e ligações aparafusadas e rebitadas. As suas características únicas permitem elevar esta tecnologia para níveis inacessíveis, para certas aplicações, relativamente às suas concorrentes. Algumas das vantagens são o baixo peso das juntas adesivas, bom comportamento sob condições de cargas cíclicas e à fadiga, flexibilidade na construção da junta, possibilidade para ligar materiais diferentes e também baixa concentração de tensões. Contudo, a fim de projetar e desenvolver juntas adesivas eficientes, a previsão da resistência deve ser precisa para a avaliação das propriedades de fratura, principalmente a taxa crítica de libertação de energia em tração (JIC) e corte (JIIC), associada ao modo I e II, respetivamente. Na maioria das aplicações de ligações adesivas, as condições de carga cujas juntas estão sujeitas, sob condições de serviço operacional, consistem numa combinação de esforços distintos, como por exemplo tração e corte, a partir dos quais o conceito de modo misto foi criado. Por essa razão, é essencial a avaliação das propriedades de fratura sob essas condições, especialmente as taxas de libertação de energia relacionadas a diferentes modos mistos. As propriedades de fratura estão relacionadas com a Mecânica da Fratura e são obtidas através de análises energéticas, das quais são frequentemente utilizados três métodos: modelos baseados na medição do comprimento de fenda durante a propagação do dano, modelos baseados no comprimento de fenda equivalente e métodos baseados na formulação do integral J. No caso específico do método do integral J, é ainda possível obter as leis coesivas do adesivo, que podem ser utilizadas posteriormente no projeto de juntas adesivas. Nesta dissertação é apresentada uma análise experimental e numérica realizada a uma junta adesiva de configuração Single-Leg Bending (SLB) onde os provetes foram colados com três adesivos distintos, de modo a avaliar e comparar o seu comportamento sob condições de carga em modo misto, as suas propriedades à fratura e as respetivas leis coesivas. Para esse efeito, considerou-se a formulação proposta por Ji et al. [1] do método do integral J, de modo a determinar a taxa de libertação de energia para os modos I e II, tração (JI) e corte (JII), respetivamente, enquanto as leis coesivas foram obtidas por derivação direta das curvas JI-w0 e JII-δ0, onde w0 e δ0 correspondem à separação normal local e deslizamento tangencial local entre os dois aderentes na secção transversal da ponta da fenda, respetivamente. Posteriormente, foi realizada uma análise de fratura onde os resultados experimentais foram comparados, através de curvas carga-deslocamento (P-δ). Os valores de JI e JII, obtidos através da correlação de dados experimentais e numéricos incorporados na formulação do integral J, foram analisados pelas curvas R e envelopes de fratura. Estes últimos foram utilizados para estabelecer qual o critério mais apropriado para cada tipo de adesivo. Por fim, as tensões de tração e corte foram obtidas das leis coesivas, estimadas pelo método direto. No geral, foi conseguido um bom acordo entre as propriedades à fratura entre os provetes colados com o mesmo adesivo. Além disso, as leis coesivas apresentaram uma boa correspondência entre os provetes, possibilitando assim o projeto de justas adesivas de geometria arbitrária

Mário de Andrade Lira

In memoriam do Acadêmico Mário de Andradade Lir

Estudio comparativo de la acotación de una línea de ejes de un buque mediante tolerancias dimensionales y geométricas conforme a normativa ISO

[Resumen] Dado que, como ya es sabido, ningún proceso de fabricación mecánica puede alcanzar la exactitud absoluta, hemos de fabricar los elementos constructivos con un rango de incertidumbre adecuado dentro de aquellos aceptados para llevar a buen término el proyecto de ejecución del buque. Estos rangos aceptados lo son por fuentes de reconocido prestigio; Sociedades de Clasificación, por una parte, normas internacionales y nacionales por otra. Estos rangos son las tolerancias de fabricación aplicadas a los elementos constructivos objeto del presente TFG. Por todo ello, el dibujo mecánico especializado aquí como dibujo naval en sus dos niveles; la representación del proyectista y la interpretación del ejecutante del proyecto es y será motor de éxito en la consecución del proyecto constructivo naval.Traballo fin de grao (UDC.ETSNEM). Tecnoloxías Mariñas. Enerxía e Propulsión. Curso 2020/202

PATTERNS OF SEED DISPERSAL SYNDROMES AT DIFFERENT ALTITUDES IN THE SEMIARID REGION

The objective of this study was to assess the patterns of seed dispersal syndromes of woody plants from nine forest fragments distributed at different altitude levels on the Araripe plateau, in Pernambuco, Brazil. For data collection, we divided the altitudes within the region into three categories: lower level (altitudes ≤600 m); intermediate level (600< altitudes <750 m); and higher level (altitudes ≥750 m). We registered nine fragments, three per altitude level. In each of them, we distributed 20 rectangular sampling units with 250 m², totaling a sampling area of 4.5 ha. We quantified, collected, and identified woody plants with a diameter at breast height higher than or equal to 0.1 m (DBH 1.30 m ≥0.10 m). We characterized the dispersal syndrome according to the characteristics of the fruits and seeds and based on a literature review. In the whole region, we sampled 6,987 individuals, distributed in 35 families, 82 genera, and 153 species. Approximately 41% of all individuals are dispersed by animals, 37% by the plant’s own mechanisms, and 21% by the wind. In terms of dispersal, 47% of species were classified as zoochorous, 23% as autochorous, and 14% as anemochorous. Seed dispersal patterns vary according to altitude levels, with higher regions tending to present greater representativeness of biotic dispersers and lower ones, abiotic

CHANGES IN SOIL CHEMICAL ATTRIBUTES AND NUTRITION OF Anadenanthera colubrina AND Eucalyptus CLONE UNDER NATURAL FERTILIZERS AND BIOCHAR

This study aimed to evaluate changes in soil chemical attributes and nutrition of Anadenanthera colubrina and a Eucalyptus clone under fertilization using reservoir sediment (RS), fish farming sediment (FFS) and biochar (BC) in the semi-arid region of Brazil. The Eucalyptus clone and A. colubrina leaves and soil were sampled after applying treatments. Leaves were collected for nutritional analysis and soil for mineral and fertility analyses. The K+ and P concentration in the soil were influenced by the natural fertilizers, and the biochar increased the C content. The A. colubrina planting reduced the soil K+ and P levels, and the Eucalyptus clone cultivation reduced the Mg2+ content. The FFS was responsible for increasing P availability in both A. colubrina and the Eucalyptus clone, being a good option for use in soils which are naturally poor in P. A. colubrina presented the highest N, P, K and Ca levels, suggesting high demand of this species for these nutrients. The Eucalyptus clone was more demanding for Mg, suggesting that its cultivation should be done in soils rich in Mg2+. The use of RS and FFS is important to increase the growth of forest species in semi-arid regions, and this management is recommended in the deforestation policies of these regions

Effect of ultraviolet radiation on the color of freijó wood (Cordia goeldiana Huber) after application of finishing products

A radiação ultravioleta é considerada a mais prejudicial ao uso da madeira afetando suas propriedades, sobretudo a sua cor superficial. A aplicação de produtos de acabamentos, como os vernizes, os stains, as tintas, podem minimizar a atuação dessa radiação. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da radiação ultravioleta, relativo ao envelhecimento artificial acelerado, na coloração da madeira de freijó (Cordia goeldiana Huber) tratadas com polisten e seladora (nitrocelulose), com monitoramento por meio de um espectrocolorimetrico. As amostras da madeira foram submetidas a ciclos de radiação ultravioleta em um reator fotoquímico, em tempos de 84 e 168 horas. Os parâmetros colorimétricos (L*, a*, b* C e h*) foram medidos antes a após os tratamentos. O tratamento com polisten foi o que ofereceu maior proteção às radiações ultravioletas, dando uma maior estabilidade aos parâmetros. O tratamento com seladora foi o que apresentou uma maior alteração da cor após a simulação de envelhecimento no reator fotoquímico. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACTUltraviolet radiation is considered the most damaging radiation to wood, affecting its properties and especially its color. The application of finishing products such as varnishes, stains and inks can minimize the action of this radiation. This study aimed to evaluate the effect of ultraviolet radiation, through artificially accelerated aging, on the color of freijó wood (Cordia goeldiana Huber) treated with “polisten” and sealer (nitrocellulose), by means of spectrocolorimetric tracking. The samples of wood were subjected to cycles of ultraviolet radiation in a photochemical reactor for 84 and 168 hours. The colorimetric parameters (L*, a*, b*, C, h*) were measured before and after the treatments. The treatment with “polisten” offered greater protection against ultraviolet radiation, yielding greater stability to the parameters. The treatment with sealerled to a greater change in color after the simulation of aging in the photochemical reactor

Nutrient extraction and export by fully irrigated sugarcane varieties

A pesquisa tecnológica para suporte do setor sucroalcooleiro nacional mostra que são esporádicos os trabalhos desenvolvidos com cana-de-açúcar irrigada envolvendo a exigência nutricional. Nesse contexto, objetivou-se quantificar, durante o ciclo de cana-planta de 11 variedades de cana-de-açúcar (SP79-1011, RB813804, RB863129, RB872552, RB943365, RB72454, RB763710, SP78-4764, SP81-3250, RB867515 e RB92579) cultivadas sob irrigação plena, a capacidade de extração e exportação de N, P, K, Ca e Mg, bem como a exigência nutricional para produção de uma tonelada de colmo por hectare (TCH). A pesquisa foi realizada em campo, no município de Carpina, PE, durante a safra agrícola 2006/2007. O delineamento experimental empregado foi de blocos casualizados, com 11 tratamentos e quatro repetições. A extração e exportação de nutrientes, assim como a exigência nutricional, foram avaliadas aos 360 dias após o plantio (DAP) na parte aérea das plantas. A extração de nutrientes na parte aérea da cana-planta apresentou, em média, valores de 179, 25, 325, 226 e 87 kg ha-1 de N, P, K, Ca e Mg, respectivamente, o que proporcionou a seguinte ordem decrescente de extração: K > Ca > N > Mg > P. A exportação média de N, P, K, Ca e Mg pelo colmo das variedades irrigadas foi de 92; 15; 188; 187; e 66 kg ha-1; correspondendo, respectivamente, a 51, 60, 58, 83 e 76 % de todo o nutriente extraído na parte aérea da cana-planta, com destaque para as variedades RB92579 e SP81-3250 para o N, RB813804, RB863129, RB872552, RB763710, RB92579, SP78-4764, SP81-3250 e SP79-1011 para o P, SP79-1011, SP81-3250, RB813804, RB872552 e RB763710 para o K, RB92579 e RB863129 para o Ca e RB92579 para o Mg. Para produção de uma TCH, foram exigidos pelas variedades durante o ciclo de cana-planta valores médios de 0,91; 0,13; 1,71; 1,18; e 0,44 kg de N, P, K, Ca e Mg, respectivamente.A review of technology research supporting the Brazilian sugaralcohol sector shows that only sporadic studies with irrigated sugarcane have been developed to investigate nutritional requirements. In this context, the objective of this study was to quantify the capacity of extraction and export of N, P, K, Ca, and Mg as well as the nutritional requirement for the production of one ton of stalk per hectare (TCH) in the plant cane cycle of 11 sugarcane varieties (SP79-1011, RB813804, RB863129, RB872552, RB943365, RB72454, RB763710, SP78-4764, SP81-3250, RB867515, and RB92579) grown under full irrigation. The research was conducted under field conditions in the municipality of Carpina, PE, in the 2006/2007 growing season. The experiment was arranged in a randomized block design with 11 treatments and four replications. Nutrient extraction and export as well as nutritional requirements of the shoot components of the plants were evaluated 360 days after planting. The mean nutrient accumulation in shoots was 179, 25, 325, 226, and 87 kg ha-1 of N, P, K, Ca, and Mg, respectively.The average export of N, P, K, Ca, and Mg via stalks of the irrigated varieties was 92, 15, 188, 187, and 66 kg ha-1; corresponding, respectively, to 51, 60, 58, 83, and 76 % of the whole nutrient amount taken up by the cane plant. The extracted nutrient amounts were highest by the following varieties: RB92579 and SP81-3250 for N; RB813804, RB863129, RB872552, RB763710, RB92579 SP78-4764, SP81-3250 and SP79-1011 for P; SP79-1011, SP81-3250, RB813804, RB872552 and RB763710 for K; RB92579 and RB863129 for Ca; and RB92579 for Mg, for which the export values in stalks were highest. For the production of one TCH, the varieties needed 0.91, 0.13, 1.71, 1.18, and 0.44 kg of N, P, K, Ca, and Mg, respectively

GESSO MINERAL DO ARARIPE E SUAS IMPLICAÇÕES NA PRODUTIVIDADE AGRÍCOLA DA CANA–DE– AÇÚCAR NO ESTADO DE PERNAMBUCO, BRASIL

By a few years ago, there was a huge improvement on the sugarcane productionsystem, including a higher genetically variety, allowing the adapted plantsdevelopment to a more variable weather conditions, with a stronger resistancefor prags and sicknesses issues, potentially productive. In this meantime,researches at the Soil Fertility and Plants Nutrition area were underestimatedand relegated at a second view. Consequently, even by the possession of thispotentially productive variety, notable increasing at productivities ofproductiveness had no success at all, by the missing development researchesat this yard of Soil Fertility and Plants Nutrition, both capable of generatinginformation that could lead the property management of soils for the fullprogress of better varieties. With this special aspect, researches actions thatcold act on the advance of the sugarcane roots in acid soils with high Al3+concentrations of Pernambuco’s Zona da Mata, as the oxisoils, yellow–redultisols, and the luvisols, that represent 94% of sugarcane cultivate soils yard,will certainly be capable to provide an expressive increase of productivity.Like that, then calcium could be a great vehicle at this project of this rootzone, by its eutrophic capacity, and, principally, by the responsibility of thiselement as neutralizing of harmful activities of aluminum deep profundity.Increasing then this activity of the root for the exploration of a higher soilcapacity, would consequently amplify the efficiency of phosphate fertilizations,reducing cost with potash and nitrogen amendments. The objective of thisrevision is to difunde researches information with the agricultural gypsumof Araripe’s region, to contribute for the reconvention of some inappropriateareas, variety adaptations and also the increase of the productivity of thesugarcane in Pernambuco, validating and difunding the use of this specialtechnology inside sugarcane agriculture of Pernambuco’s Zona da Mata. Theprogress of projects that were proposing to bring agronomic information,required for the gypsum in sugarcane agriculture management, providing, with this, the appearance of a valorous partnership between the productivitygypsum of Araripe yards, and the state’s agriculture. This social–agronomicsymbious will consequently bring countless benefits for the both parts, whatwill take sustainability for the agrobusiness, occurring of this partnership.Nos últimos anos houve no sistema de produção de cana–de–açúcar umenorme avanço no melhoramento genético de variedades, permitindo odesenvolvimento de plantas adaptadas as mais variadas condições climáticas,com altas resistências a pragas e doenças e potencialmente produtivas. Noentanto, pesquisas na área de Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas foramsubestimadas e relegadas a um segundo momento. Isto fez com que, mesmode posse de variedades potencialmente produtivas, aumentos consideráveisde produtividade não tiveram êxito, pela falta de desenvolvimento de pesquisasem Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas, capazes de gerar informaçõesque pudessem nortear o manejo adequado dos solos para o plenodesenvolvimento de variedades melhoradas. Neste aspecto, ações de pesquisaque possam atuar na melhoria do ambiente radicular da cana–de–açúcar emsolos distróficos e álicos da Zona da Mata do Estado, como os Latossolos eArgissolos Vermelho Amarelos e os Luvissolos, que representam 94 % dossolos cultivados com cana–de–açúcar, certamente irão proporcionar umsignificativo aumento de produtividade. Assim é que o cálcio pode ser ogrande veículo na melhoria deste ambiente radicular, por sua capacidadeeutrófica e, principalmente, pela responsabilidade deste elemento comoneutralizante das atividades nocivas do alumínio em profundidade.Aumentando–se a atividade das raízes pela exploração de um maior volumede solo, aumenta–se a eficiência das adubações fosfatadas, potássicas enitrogenadas, reduzindo–se custos com insumos. Assim, o objetivo destaRevisão é difundir informações de pesquisa com o gesso agrícola da região do Araripe, visando contribuir para a reconversão de áreas impróprias,adaptação de variedades e o aumento da produtividade da cana–de–açúcarem Pernambuco, validando e difundindo o uso desta tecnologia na agriculturaCanavieira da Zona da Mata. O desenvolvimento de projetos que seproponham a trazer informações agronômicas necessárias para a difusão douso do gesso na agricultura canavieira, proporcionando assim, o surgimentode uma valiosa parceria entre as cadeias produtivas do gesso do Araripe e aagricultura canavieira do Estado. Esta “simbiose” sócio–agro–econômica traráinúmeros benefícios para ambas as partes, o que dará sustentabilidade aoagronegócio advindo dessa parceria