Use of optical techniques applied on stress distribution study of reduced bundle log models and sawn pieces

Orientadores: Inácio Maria Dal Fabbro, Julio SorianoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgrícolaResumo: A silvicultura ocupa a segunda posição no agronegócio brasileiro, exibindo grande importância econômica e social para o país. As atividades econômicas associadas ao reflorestamento enfrentam diversos obstáculos internos e externos, os quais se contrapõem ao crescimento desse setor no país. Nesse sentido, o transporte de madeira se torna um fator de grande concentração de custo. Toras de madeira, quando atuam em conjunto em forma de feixes apresentam maior rigidez a esforços do que atuando individualmente. As técnicas fotoelásticas podem determinar tensões e deformações em objetos independente da complexidade de sua geometria. A técnica óptica de moiré é considerada como uma técnica fotoelástica viável e de resultados confiáveis. A proposta deste trabalho foi de aplicar a técnica de moiré de sombra na determinação qualitativa e quantitativa da distribuição de tensões em modelos reduzidos de feixe de toras, doravante denominados MRFT. Foi utilizado neste trabalho de pesquisa, essência da espécie Eucalyptus saligna com corpos de prova divididos em três grupos distintos, de acordo com o diâmetro da tora. Uma simulação computacional, através do programa ABAQUS, foi realizada como forma de comparação dos dados qualitativos com o ensaio fotoelástico. Dados experimentais de tensão, obtidos pelos dados fornecidos por sensores acoplados à prensa eletrônica, foram comparados com os resultados de quantificação de tensão obtida pelo método de moiré de sombra. A comparação entre os resultados experimentais do ensaio de carregamento, bem como a simulação computacional associada ao comportamento para vigas atuantes em feixes determinado pela teoria da mecânica dos materiais indicou que a técnica de moiré de sombra foi adequada para a determinação de distribuição de tensão no MRFT. Os resultados mostraram inicialmente a possibilidade do uso do feixe de madeiras para otimização de forwarder. É concluído pelos resultados de qualificação da distribuição de tensão que os elementos que compunham o MRFT atuaram de forma unida. A análise dos resultados quantitativos mostra que, dadas as imperfeições nas superfícies que podem implicar em não efetividade do contato entre as toras, conclui-se que, as toras atuaram individualmente. Também é concluído que a técnica óptica de moiré é adequada para se determinar a distribuição de tensão em peça fletidasAbstract: The silviculture figures as the second most important Brazilian agribusiness activity, exhibiting economical and social importance. Economical activities associated to reforestation face several internal and external obstacles which contrast with the development in this economical sector. Analyzing the costs related to wood exploration chain, the transportation figures the highest concentration. Wood logs, acting united as bundle logs, become more resistant to loading when compared with individual elements. Photoelastic techniques are able to determine stress and strain distribution on loaded specimens, independently of theirs geometrical shapes. Moiré optical techniques are considered as capable and reliable photoelastic techniques. This research work objectives the application of shadow moiré technique to qualitative and quantitative stress distribution determination reduced bundle log models, named as (RBLM). Wood specimens have been made by Eucalyptus saligna specie, and they were classified into three distinct groups, according their log diameter. Computational simulation, using ABAQUS software, has been carried on to compare qualitative results obtained by photoelastic test. Stress experimental dates, obtained through dates provided by electronical pressure machine sensors, have been compared to quantitative results obtained through shadow moiré technique. Comparison between loading test dates, as well as computational simulation associated to the supposed results determined by material mechanics theories to beam working in bundles showed that shadow moiré techniques were adequate to determine stress distribution on RBLM. Results obtained through shadow moiré technique showed a possibility of using bundle logs to forwarder design optimization. It is concluded that the stress distribution qualitative analysis showed individual pieces that composed BLRM worked as united element. Analyzing quantitative results obtained through shadow moiré technique, and considering surface imperfections, which is able to imply a not effective contact among wood logs, is concluded that, quantitatively, the logs acted individually. It is also concluded that shadow moiré optical technique is adequate to determine qualitative and quantitative stress distribution on bent piecesMestradoMaquinas AgricolasMestre em Engenharia Agrícol

Aplicação da técnica de moiré na análise de deformação em elementos de máquinas agrícolas

Development and optimization of projects for agricultural machinery involve the analysis of stress and strain. Moiré photomechanical techniques provide a complete displacement field of the specimen under test, and can aid in understanding the mechanical behavior of parts with complex geometry. Hybrid methods combine fringe patterns of displacement with distribution maps of stress and strain through concepts of the theory of elasticity. The objective of this work was to analyse the use of the shadow moiré technique in the qualitative determination of stress and strain distribution in geometrically complex machine elements. The results were compared with those from an electrical extensometer and a computer simulation. The results demonstrated that the shadow moire technique was quite reliable in analysing the mechanical behavior of geometrically complex machine elements.Desenvolvimento e otimização de projetos de máquinas agrícolas envolvem a análise de tensão e deformação. Técnicas fotomecânicas de moiré fornecem campo de deslocamento completo do corpo de prova e podem auxiliar no entendimento do comportamento mecânico de peças com geometria complexa. Métodos híbridos associam franjas padrões de deslocamento com mapas de distribuição de tensão e deformação, através de conceitos de teoria da elasticidade. O objetivo deste trabalho foi analisar o uso da técnica de moiré de sombra para determinação qualitativa de distribuição de tensão e deformação em elementos de máquinas de geometria complexa. Os resultados foram comparados com o método de extensometria elétrica e por simulação computacional. Os resultados mostraram que a técnica de moiré de sombra foi bastante confiável para analisar o comportamento mecânico de elementos de máquinas de geometria complexa.47948

Performance evaluation of two modular systems for wastewater treatment in rural communities

This research work introduces an alternative of low cost and easily installable system for treatment of wastewater applied to small communities. These experiments were developed at Experimental Field of Agricultural Engineering College (AEC/UNICAMP). The total volume produced at AEC is 20 m³ day-1, and half part was treated by modular systems. The first system line (A) is composed by an UASB reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) followed by two Anaerobic Filters and the second system (B) line is composed by a kind of reactor called CAR (Compartmented Anaerobic Reactor) and it is followed by two Anaerobic filters too. Both systems were handled from December of 2002 through February of 2004 totalizing 30 sample collections. It was concluded under comparation that both system performances were similar and obtained satisfactory results. Medium grades of efficiency in remotion of sedimentable solids, total suspended solids and CDO (Chemical demand of oxygen) obtained in modular system (A) were 99.58%; 94.33% and 67.30% respectively. Modular system (B) showed a remotion of 99.49%; 93.34% and 70.45% to the same evaluation parameters. Both modular systems demonstrated adequate and viable to promote a sanitary treatment of wastewater produced in small communities.Este trabalho apresenta uma alternativa de baixo custo e fácil instalação para o tratamento de esgotos de pequenas comunidades. O experimento foi desenvolvido no Campo Experimental da Faculdade de Engenharia Agrícola (FEAGRI/UNICAMP). O volume total de esgoto gerado na FEAGRI é de cerca de 20 m³ dia-1, sendo metade desse tratado pelos sistemas modulares. O sistema da linha (A) é constituído por um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), seguido de dois filtros anaeróbios e o outro sistema, linha (B), é constituído por um reator tipo RAC (Reator Anaeróbio Compartimentado), seguido de dois filtros anaeróbios (FA). Os sistemas foram operados de dezembro de 2002 a fevereiro de 2004, totalizando 30 coletas de amostras. Observou-se que, de maneira geral, o desempenho dos sistemas foram similares e com resultados satisfatórios. As eficiências médias de remoção de Sólidos Sedimentáveis, Sólidos Suspensos Totais e DQO, observadas no sistema modular da Linha (A), foram, respectivamente, 99,58%; 94,33% e 67,30%. O sistema modular da Linha (B) apresentou remoção de 99,49%; 93,34% e 70,45% para os mesmos parâmetros. Os sistemas modulares mostraram-se adequados e viáveis para promover o tratamento sanitário do esgoto produzido em pequenas comunidades.794803Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Classificação de laranjas através da técnica de moiré por phase-shifing / Classification of oranges by way through the moiré technique per phase-shifting

A seleção de frutos por forma, emprega equipamentos mecânicos que, por muitas as vezes, danifica o produto, sendo necessário buscar alternativas de classificação que evitem injúrias nos seus tecidos, dos quais ocasionam a diminuição no seu tempo de prateleira. Diante disso, torna-se necessário buscar alternativas que classifiquem o fruto pela forma sem danificá-lo, e que possibilite a seleção para o mercado consumidor. Neste sentido, objetivou-se com este estudo, desenvolver uma técnica de classificação de laranjas por forma, através do uso de métodos ópticos e sem contato. Utilizou-se a técnica óptica de Moiré por Phase-Shifting, em laranjas da cultivar tipo Pêra. Os equipamentos utilizados foram: câmera fotográfica digital, projetor multimídia, tinta spray branco fosco, plano de fundo liso e branco, além dos softwares ImageJ, Rising-Sun Moiré e Finge Projection. No primeiro momento, foram extraídas cinco imagens de cada corpo de prova, quatro com aplicação de grades sinusoidais defasadas em 90 graus, e uma com o plano de fundo. As imagens foram convertidas em RGB para escala de cinza (8 bits) para obtenção de mascaras vetoriais e aplicação de filtros na eliminação de ruídos, em seguida foi realizada a junção de cada imagem com o plano de fundo, com as grades defasadas em 90 graus, gerando quatro novas imagens. O terceiro passo, compreendeu a junção das imagens, gerando uma única imagem do modelo digital topográfico, em seguida o modelo foi processado no software ImageJ, para a obtenção da escala de pixels, para corelacionar uma relação direta, pixel/cm. Os resultados mostraram-se ser bastante satisfatórios na implementação dessa técnica para classificação de laranjas por forma, do qual permitil obter a curvatura do fruto e sua classificação. No entanto, necessita-se de mais repetições, para que se determine um fator de correção adequado, no processamento das imagens, de forma a se obter dados dimensionais mais exatos.

Use of optical techniques applied on stress distribution study of reduced bundle log models and sawn pieces

Orientador: Inácio Maria Dal FabbroTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgrícolaResumo: A distribuição de tensões em corpos dá suporte à engenharia de projetos visando à melhoria da qualidade e segurança de produtos e atualmente são determinados por métodos analíticos e experimentais. A vantagem dos métodos experimentais em relação aos métodos analíticos está em analisar a distribuição de tensões e deformações independentemente das condições do material e de sua geometria. Entre os métodos experimentais, as técnicas ópticas que tem se demonstrado propícias são holografia, speckle interferométrico e as técnicas de moiré. As técnicas ópticas interferométricas permitem determinar campos de deslocamento, porém, quando combinados com métodos híbridos se tornam passíveis de determinação do componente de tensões e deformações específicas e são comumente conhecidas como técnicas fotomecânicas. As técnicas de moiré são conhecidas por sua habilidade em determinar topografia de objetos, porém, pesquisas recentes têm mostrado muito útil em determinar campo de deslocamento. A técnica de moiré é baseada na fenomenologia moiré, na qual, duas grades superpostas produzem franjas padrões e, por meio de tratamento de imagem adequado permite deduzir qualitativamente o mapa de distribuição de tensões e deformações. Os principais tipos de técnicas de moiré são de sombra e por phase-shifting e seu arranjo experimental consiste no uso de equipamentos de baixo custo, o que o torna altamente viável, frente às outras técnicas ópticas. A proposta deste trabalho de pesquisa se identifica em analisar o uso da técnica de moiré por phase-shifting para determinação de tensões e deformações de forma qualitativa e quantitativa a partir do campo de deslocamento determinado experimentalmente. Para validação, os resultados gerados pela técnica de moiré foram comparados com os resultados obtidos por ensaio experimental de extensometria elétrica e simulação computacional. Os resultados mostraram que qualitativamente, a técnica de moiré foi hábil em determinar campo de deslocamento, enquanto que, quantitativamente a técnica foi hábil em determinar campo de deslocamento, deformações e tensõesAbstract: Stress distribution in specimens supports the design engineering objectiving quality and insurance products improvement and actually are determined through analytical and experimental analyses. Analyzes of stress and strain distribution independently of material conditions and its geometry becomes advantage of experimental methods, in relation to analytical methods. Among experimental methods, optical techniques have demonstrated to be favorable are holography, interferometrical speckle and moiré techniques. Interferometrical optical techniques allow to determine displacement fields, but, when associated to hybrid methods, they become able to stress and strain components determination and they are usually named as photomechanical technique. Moiré technique is known for its hability to determine shape surface, but, researches have demonstrated to be usefull to determine displacement field. Moiré technique is based about moiré phenomenology, which, two superposed grids produces pattern fringes and, applying an adequated image treatment is possible to deduce qualitatively the stress and strain distribution mapping. The main kind of moiré technique are shadow and phase-shifting and its setup is based in use of low cost equipments, which becomes highly feasible, when compared to other optical techniques. This research work objectives to analyze the use of phase-shifting moiré technique to stress and strain determination qualitative and quantitatively using datas of displacement field determined experimentally. Results obtained through moiré technique were validated comparing results obtained through etectrical extensometry experimental tests and computational simulation. Results showed that qualitatively, moiré technique was able to determine displacement field, while quantitatively moiré was able to determine displacement, strain and stressDoutoradoMaquinas AgricolasDoutor em Engenharia Agrícol

Diurnal and Night Change in Greenhouse's Microclimatic Condition

In modern greenhouses, measurements of climate conditions are required to give the grower a better understanding on how each factor affect growth and how to achieve maximal crop productiveness. The measurements and resultant optimal conditional adjustments enable the grower to improve productivity and achieve maximum costs and energy savings. Data of climate parameters were collected and analyzed to determine night and diurnal change of solar radiation, air temperature and humidity inside greenhouse, temperature and humidity difference between inside and outside air of a greenhouse, the temperature difference between the soil and the inside air and the transparency behaviour of the covering material. Results shows that diurnal solar radiation is higher outside than inside of greenhouses as expected. The maximum solar radiations were about 742 W/m2and 545 W/m2 for both outside and inside of the structure respectively towards noon. However, the ratio of solar radiation inside to solar radiation outside the greenhouse ratio was quite constant throughout the daytime at values of 0.8 – 0.7. There was lower temperature inside the greenhouse during the night or at the sunset while in the daytime the inside temperature was higher with a steady increase in the difference between the two up to noon time. Also, there was clear difference between inside relative humidity and outside relative humidity in the night and day up to 11:00 AM. Opening the screens for ventilation was used to control or regulate the microclimate condition of the greenhouse. Soil temperature was higher/lower than air temperature during night/day indicating on the possibility to use the soil as a heat buffer. Keywords: Greenhouses, relative humidity, temperature, solar radiationNigerian Journal of Technological Research, 8(2), 201

Multispectral Multibeam Echo Sounder Backscatter as a Tool for Improved Seafloor Characterization

The establishment of multibeam echosounders (MBES), as a mainstream tool in ocean mapping, has facilitated integrative approaches towards nautical charting, benthic habitat mapping, and seafloor geotechnical surveys. The combined acoustic response of the seabed and the subsurface can vary with MBES operating frequency. At worst, this can make for difficulties in merging the results from different mapping systems or mapping campaigns. However, at best, having observations of the same seafloor at different acoustic wavelengths allows for increased discriminatory power in seabed classification and characterization efforts. Here, we present the results from trials of a multispectral multibeam system (R2Sonic 2026 MBES, manufactured by R2Sonic, LLC, Austin, TX, USA) in the Bedford Basin, Nova Scotia. In this system, the frequency can be modified on a ping-by-ping basis, which can provide multi-spectral acoustic measurements with a single pass of the survey platform. The surveys were conducted at three operating frequencies (100, 200, and 400 kHz), and the resulting backscatter mosaics revealed differences in parts of the survey area between the frequencies. Ground validation surveys using a combination of underwater video transects and benthic grab and core sampling confirmed that these differences were due to coarse, dredge spoil material underlying a surface cover of mud. These innovations offer tremendous potential for application in the area of seafloor geological and benthic habitat mapping

Aplicação da técnica de moiré na análise de deformação em elementos de máquinas agrícolas

Development and optimization of projects for agricultural machinery involve the analysis of stress and strain. Moiré photomechanical techniques provide a complete displacement field of the specimen under test, and can aid in understanding the mechanical behavior of parts with complex geometry. Hybrid methods combine fringe patterns of displacement with distribution maps of stress and strain through concepts of the theory of elasticity. The objective of this work was to analyse the use of the shadow moiré technique in the qualitative determination of stress and strain distribution in geometrically complex machine elements. The results were compared with those from an electrical extensometer and a computer simulation. The results demonstrated that the shadow moire technique was quite reliable in analysing the mechanical behavior of geometrically complex machine elements.453479487Desenvolvimento e otimização de projetos de máquinas agrícolas envolvem a análise de tensão e deformação. Técnicas fotomecânicas de moiré fornecem campo de deslocamento completo do corpo de prova e podem auxiliar no entendimento do comportamento mecânico de peças com geometria complexa. Métodos híbridos associam franjas padrões de deslocamento com mapas de distribuição de tensão e deformação, através de conceitos de teoria da elasticidade. O objetivo deste trabalho foi analisar o uso da técnica de moiré de sombra para determinação qualitativa de distribuição de tensão e deformação em elementos de máquinas de geometria complexa. Os resultados foram comparados com o método de extensometria elétrica e por simulação computacional. Os resultados mostraram que a técnica de moiré de sombra foi bastante confiável para analisar o comportamento mecânico de elementos de máquinas de geometria complexa.||Development and optimization of projects for agricultural machinery involve the analysis of stress and strain. Moiré photomechanical techniques provide a complete displacement field of the specimen under test, and can aid in understanding the mechanical behavior of parts with complex geometry. Hybrid methods combine fringe patterns of displacement with distribution maps of stress and strain through concepts of the theory of elasticity. The objective of this work was to analyse the use of the shadow moiré technique in the qualitative determination of stress and strain distribution in geometrically complex machine elements. The results were compared with those from an electrical extensometer and a computer simulation. The results demonstrated that the shadow moire technique was quite reliable in analysing the mechanical behavior of geometrically complex machine elements

Instrumented color determination and sensory analysis of tomato fruits (Lycopersicum esculentum mill)

This research work reports the evaluation of tomato fruits (Lycopersicum esculentum Mill) by means of sensory analysis as well as through instrumented color determination aiming of establishing some correlations between the results yielded by the two methods. Nowadays tomato fruits selection and sorting are based on the uniformity of physiological maturity which is considered adequate for harvesting. The sensory analysis was carried by selecting a group of trained volunteers applying a non-structured scale. The instrumental readings were carried using a "Macbeth" HUNTERLab equipment at five selected points on the transversal fruit axis. The sensory color determination indicated no significant differences (p <= 0.05) between the following groups of days: 1, 3 and 5; 5 and 8; 10 and 12; and 12, 15, 17 and 19, however it indicated the occurrence of differences between the groups. Tomato fruits showed moderately characteristic colors between the 10th and 12th days and very characteristic colors from the 12th day.81496