Modelling the Portevin-Le Chatelier effects in aluminium alloys

Plastic deformation processes are among the most demanding processes in manufacturing causing different microstructure feature in materials. A number of various dislocation patterns can be induced by plastic strain under different conditions. A serrated yielding/jerky flow in some dilute alloys like aluminium-magnesium alloys during plastic deformation is a well-known phenomenon under certain regimes of strain rate and temperature reported in a significant number of works. The serrated features in these materials are so-called the Portevin-Le Chatelier effects. The occurrence of these undesirable effects is due to the interaction between solute atoms and mobile dislocation during the plastic deformation which is known as dynamic strain ageing. There are a significant number of theoretical and numerical investigations that have been focused on describing the serrated behaviour of these materials during plastic deformation. Hence, the fundamental objective of this paper is a general review of different constitutive modelling in regards with this feature. The typical material models and new constitutive models describing this feature are presented. In addition, applications of the models are provided indicating their advantages and disadvantages

BUDDA : dispositivo de suporte biomecânico para auxílio na autocateterização de pacientes espásticos

O autocateterismo vesical intermitente é uma técnica limpa que ajuda a fazer a micção, sendo indispensável em pacientes com bexiga neurogénica, ou seja, que não consigam controlar a bexiga. No processo de execução, os pacientes enfrentam barreiras que podem limitar a sua realização, com destaque para o posicionamento, a destreza e a deficiente visualização. As soluções existentes para apoio na autocateterização apresentam limitações, obrigando a que, habitualmente, os pacientes realizem este procedimento sem qualquer independência. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho envolveu a conceção e projeto de um dispositivo de suporte biomecânico para auxílio e autonomização na autocateterização, especialmente vocacionado para mulheres com espasticidade. Em articulação com uma equipa médica do Hospital Rovisco Pais, foram identificadas as principais dificuldades, etapas e objetivos, que conduziram a um dispositivo, designado por BUDDA, com elementos estruturais inteiramente produzidos através de fabrico aditivo. O dispositivo incorpora diferentes configurações, tendo como base uma estrutura puramente mecânica ou um sistema com características de motorização. Em ambas as situações, é possível adicionar um espelho ou uma câmara de visualização. A evolução na conceção do dispositivo mostrou a identificação de características que permitiram o seu teste experimental com a aquisição de dados associados à força dos adutores, para a posição sentada, na execução do movimento de adução. Estes testes foram implementados tanto em voluntários saudáveis como em pacientes espásticos, enriquecendo a informação disponível na literatura aberta. Os resultados obtidos evidenciaram elevada robustez e eficácia do dispositivo, que pode desempenhar uma missão de relevo no apoio ao processo de autocateterização. Além disso, com a implementação da instrumentação e quantificação da força exercida, este dispositivo poderá ser importante em procedimentos de reabilitação dos músculos adutores, através de uma interface gráfica e implementação de “gamming”, que funcionem como fator de motivação na execução da força nos adutores

Reabilitação biomimética na zona estética: a propósito de um caso clínico

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas MonizBIOMIMÉTICA a palavra decomposta quer dizer BIO (Estruturas biológicas) e MIMÉTICA (vem do Grego Mimétikos, e significa capaz de imitar). É um conceito em Medicina Dentária em que se procura reproduzir a estrutura biológica na sua imitação mais aproximada, com materiais que integram de maneira harmoniosa e que equilibram a Biologia, a biomecânica, a função, e a estética. A biomimética em Medicina Dentária tem vindo a desempenhar um papel mais relevante entre os clínicos devido á sua abordagem ultra conservadora permitindo ao paciente preservar ao máximo o seu órgão dentário e o respeito pelas estruturas vizinhas. Este relatório de caso descreve um caso clínico no qual um paciente adulto do sexo feminino com múltiplos diastemas nos dentes antero-superiores e antero-inferiores é tratado com restaurações ultra finas em cerâmica aderida com uma redução mínima nos antero-superiores e no incisivo central inferior direito e sem redução no incisivo lateral inferior direito e canino inferior direito

Interação Humano-Computador através de interfaces conversacionais: O caso de estudo do sistema NAVMETRO

Atualmente existe uma grande preocupação em criar produtos apelativos, que respondam às necessidades dos utilizadores, e que sejam fáceis de utilizar.A literatura propõe a aplicação de várias metodologias centradas no utilizador durante o projeto de design de interação. Contudo, isto não significa que estas sejam aplicadas como dita a literatura ou usadas por todos os profissionais.Vários autores referem as razões mais comuns para não serem aplicadas estas metodologias, no entanto, no universo de estudo, não existem estudos que façam referência às metodologias que realmente são postas em prática.Esta dissertação surge do interesse sobre a discrepância entre a teoria e a prática, propondo¬ se estudar as metodologias de projeto e avaliação do design de interação aplicadas no contexto real por empresas de pequena dimensão localizadas no Grande Porto.Foi utilizada a técnica de amostragem snowball e foram realizadas entrevistas presenciais semiestruturadas, das quais se conclui que existe uma preocupação com a usabilidade, embora a maioria dos entrevistados não realizem testes de usabilidade. Wireframes, mockups e protótipos são as ferramentas mais utilizadas, e o feedback de clientes e utilizadores é tido como muito importante para a iteração e desenvolvimento dos produtos.Currently there's a great concern to create compelling products that meet the needs of users and are easy to use.The literature proposes the use of several methodologies centered on the user during the interaction design project. However, this doesn't mean that they are implemented as proposed by the literature or are used by all professionals.Several authors report the most common reasons for not applying these methodologies, however, within the studied area, there are no studies that refer which methodologies are actually put into practice.This dissertation arises form an interest in the discrepancy between theory and practice, proposing to study project and evaluation methodologies in the interaction design project that are applied in a real context by small companies and teams located in the Porto metropolitan area.We used the snowball sampling technique and conducted in-person semi-structured interviews, from which we concluded that there is a concern with usability, even though most respondents do not perform usability tests. Wireframes, mockups and prototypes are the most used tools, and feedback from customers and users is considered very important for the iteration and development of products

Evaluation of IRES-mediated expression and different signal peptides for the development of CHO clones producing an anti-PCSK9 monoclonal antibody

High levels of low-density lipoprotein (LDL) in the blood are associated to an increased risk of cardiovascular diseases, which are a leading cause of death worldwide. Despite this scenario, only minor progress was made since the introduction of statins as lipid-lowering synthetic drugs in the 1980s. Among patients suffering from high cholesterol levels, about 20% present strong adverse effects to statins or don’t manage to decrease their LDL levels to normality. Since 2015, a new class of monoclonal antibodies (mAbs) was approved by FDA and EMA. These mAbs target the enzyme PCSK9 that is involved in the regulation of LDL cholesterol homeostasis, allow a higher amount of LDL receptors to be available on the surface of hepatic cells and thus enable a significant reduction of the circulating cholesterol levels. In this study, we selected signal peptides and IRES elements from the literature to use for the construction of different tricistronic expression vectors. For the light chain, two different signal peptides were evaluated (SP1 and SP2), whereas for the heavy chain just one signal peptide was used (SP3). An EMCV IRES element was placed between the light chain (LC) gene and SP3. Downstream of the heavy chain (HC) gene, an attenuated IRES (att-IRES) element was inserted, followed by the antibiotics resistance gene for selection. In order to enable the evaluation of a stringent double selection (two different antibiotics) upon co-transfection with two plasmids, two sets of vectors were constructed, having either geneticin (neo) or hygromycin B as selection marker. Thus, a total of 4 vectors were constructed, having the following tricistronic cassette structure: CMV-IE promoter, SP1 or SP2, LC gene, EMCV IRES, SP3, HC gene, att-IRES, neo or hygro. CHO.K1 (ATCC, USA) previously adapted to suspension culture in TC-LECC medium (Xell AG, Germany) were transfected (or co-transfected) using Lipofectamine 3000 (Gibco, USA), using either circular or linearized plasmids. Cell culture supernatants harvested 48h post transfection showed a similar expression level for all constructs. After approximately 2 months under selection pressure with the respective antibiotics, the stable cell pool that had been transfected with circular SP1-LC-SP3-HC-NEO was chosen for further studies. Cells were cultivated in shake flasks, attaining 13.9E6 cells/mL on day 7 and showing an specific growth rate of 1.2 d-1 during the exponential growth phase. The mAb was purified from cell culture supernatant using protein A affinity chromatography, showing high purity and homogeneity. Affinity of the purified mAb to PCSK9 was tested, confirming the success of the approach adopted in this work

Decisão judicial processo-crime de abuso sexual de crianças

O recurso à psicologia forense, nomeadamente as avaliações psicológicas, por parte dos tribunais é uma realidade em expansão. As solicitações têm aumentado, muito provavelmente, graças à maior visibilidade e consciência social, como é o caso do abuso sexual. Por isto, este estudo pretende sobretudo, compreender a valoração atribuída ao trabalho dos psicólogos forenses enquanto peritos e formuladores das perícias psicológicas forenses em casos de abuso sexual de menores, por parte, dos magistrados aquando do processo de tomada de decisão judicial. A amostra compreende sete magistrados (2 do género feminino e 5 do género masculino) com experiências profissionais diferentes na área do crime e da família. A metodologia adoptada foi a qualitativa, que pelos seus pressupostos preenchia os requesitos necessários, neste caso, de acesso aos significados e percepções dos sujeitos entrevistados, relativamente, à temática. Para a análise de conteúdo, recorremos a Grounded Theory, essencial na cofidicação e interpretação dos dados recolhidos. Desta interpretação, percebeu-se que no geral, os magistrados valorizam as perícias psicológicas forenses e atribuem considerações favoráveis, mediante algumas características referidas, ao seu contributo na tomada de decisão. No entanto, a limitação revela-se na complementaridade que estas têm de ter com as perícias médico-legais. Ou seja, verifica-se que ainda é difícil atribuir a perícia psicológica forense a responsabilidade probatória que esta merece, principalmente em casos de abuso sexual de menores, intrafamiliar, pelas suas dinâmicas de difícil detecçãoThe use of forensic psychology, in particular psychological evaluation by the courts, is an expanding reality. The requests have increased, most probably, thanks to the greater social visibility and social awareness, such as sexual abuse. So this study aims primarily, understand the importance assigned to the work of forensic psychologists as experts and formulators of forensic psychological expertise in cases of sexual abuse of minors, by the judges during the process of decision making. The sample consists of seven judges (2 female and 5 male) with different professional experiences in the area of family and crime. The methodology was qualitative, which by their assumptions met the requisites needed in this case, access to the meanings and perceptions of interviewees in relation to the theme. For the content analysis we used the Grounded Theory, essential in codification and interpretation of data collected. In this interpretation, it was noticed that in general, judges value the forensic psychological expertise and give favorable consideration, on their contribution in decision making. However, the limitation appears in the complementarity, which they must have, with the medical legal expertise. It appears that it’s still difficult to attribute to the forensic psychological expertise the responsibility that she deserve mainly in cases of sexual abuse in minors within the family, by the dynamics are difficult to detect

Propriedades do supercondutor cerâmico diboreto de magnésio-MgB2

Mestrado em Física AplicadaO presente trabalho é um estudo de algumas propriedades eléctricas e magnéticas fundamentais do composto supercondutor binário intermetálico diboreto de magnésio-MgB2 produzido pelos métodos de prensagem isostática a quente-HIP de pó comercial de MgB2 e sinterização reactiva de pós de Mg e B-SR. O estudo das propriedades eléctricas consistiu na medição da resistência em função da temperatura- R(T) e da tensão em função da corrente para várias temperaturas fixas-V(I) utilizando o método padrão dos quatro contactos que permitiram obter parâmetros como a temperatura crítica Tc, com valores típicos de ≈35-37K, e a largura de transição ΔTc. A partir das medidas V(I) determinou-se a sua densidade de corrente crítica-JC. O estudo das propriedades magnéticas consistiu na medida da magnetização (M) em função do campo (H) e da temperatura e da susceptibilidade magnética χ=M/H em função da temperatura-χ(T) após arrefecimento em campo nulo. Foram realizados ciclos de histerese na fase supercondutora (T≤35K).A JC magnética foi determinada a partir do modelo do estado crítico. Os valores de JC típicos de transporte situam-se entre ≈7-15 A/cm2 para T=13K e são muito inferiores aos valores de Jc(T) magnético, que variam entre ≈ 0.5 e 4x106 A/cm2 para T=10K. Os valores máximos obtidos de Jc(H) são de ≈105-106 A/cm2. O comportamento quantitativo e qualitativo de Jc(T) e Jc(H) magnético bem como o dos parâmetros obtidos das medidas R(T) é semelhante ao reportado na literatura. Pelo contrário, os valores de Jc de transporte são cerca de 5-6 ordens de grandeza inferiores possivelmente devido à existência de “weak-links” nas fronteiras de grão. Os resultados das medidas χ(T) indicam uma Tc≈37K, em acordo com as medidas de transporte, e que a maior parte do volume das amostras (≈90%) se encontra no estado supercondutor. Observou-se também que as propriedades magnéticas variam com as dimensões das amostras (descontando os efeitos da desmagnetização). Este comportamento é uma consequência da existência de supercorrentes de blindagem em diferentes escalas de comprimento devido à existência de vazios e regiões não supercondutoras no interior das amostras. Os valores do campo de irreversibilidade-Hirr a 20K variam entre ≈35 kOe e 55 kOe. Estes resultados são também semelhantes aos tipicamente reportados. Não foi possível tirar conclusões relativamente ao campo crítico superior Hc2 devido às limitações no campo máximo alcançável nas medidas magnéticas. Os dados experimentais sugerem que embora o cerne das amostras se encontre na sua maior parte no estado supercondutor a ligação entre os grãos é ainda deficiente. ABSTRACT: The present work focus on the electric and magnetic properties of the intermetalic binary superconducting compound magnesium diboride-MgBB2. produced by the methods of hot isostatic pressing-HIP of commercial MgB2 powder and reactive sintering of Mg and B powders-SR.The study of the electric properties consisted on the measurement of the resistance as a function of temperature- R(T) and the voltage as a function of the current fo B r some fixed temperatures- V(I) using the standard 4-point probe technique. From these measurements parameters like the critical temperature-Tc, with typical values between 35-37K, and the transition width-ΔTc were obtained. From the V(I) measurements the critical current density-Jc was determined. The study of the magnetic properties consisted on the measurement of the magnetization (M) as a function of the magnetic field (H) and temperature and of the magnetic susceptibility χ=M/H as a function of temperature, after zero field cooling procedure. Hysteresis cycles were performed in the superconducting phase (T≤35K). The magnetic Jc was determined using a critical state model. The transport Jc values obtained are ≈7-15 A/cm2 for T=13K and the magnetic Jc values ≈ 0.5 a 4x106 A/cm2 for T=10K. The maximum Jc(H) values are ≈105- 106 A/cm2. The quantitative and qualitative behaviour of both Jc(T) and Jc(H) as well as the parameters obtained from the R(T) measurements are similar to the usually reported for HIPed samples. In contrast the transport Jc values are 5-6 orders of magnitude lower possibly because of the existence of weak-links on the grain boundaries. The results of the χ(T) measurements indicated a Tc≈37K, in agreement with the transport measurements, and that most of the samples volume (≈90%) is in the superconducting state. It was observed that the magnetic properties depend on the sample dimensions (besides demagnetising effects). This behaviour is a consequence of magnetic screening in different length scales due to the existence of voids and non superconducting regions inside the samples. The Hirr values at 20K are between ≈35 kOe and 55 kOe.These results are also similar to the usually reported.No conclusions were reached regarding the upper critical field-Hc2 due to limitations in the maximum applied field obtainable. The experimental data indicate that most of the bulk of the samples becomes superconducting but the linking between the grains is still deficient

Caracterização termomecânica de materiais multifásicos utilizando procedimentos de homogeneização

Doutoramento em Engenharia MecânicaA simulação numérica, em particular a modelação por elementos finitos, desempenha um papel de importância crucial na análise do comportamento termomecânico de componentes estruturais constituídos por materiais compósitos com microestruturas complexas. A sua utilização leva geralmente à necessidade de se recorrer não só a malhas não-estruturadas de elementos finitos mas também a um elevado número de elementos finitos para a definição dos detalhes microestruturais. Em geral, este facto impossibilita, mesmo no contexto da termoelasticidade linear, a modelação numérica do comportamento termomecânico deste tipo de componentes estruturais, visto ser necessário utilizar uma grande quantidade de memória computacional e despender tempos de computação excessivamente longos. Neste contexto, o recurso a metodologias de homogeneização pode resultar em benefícios computacionais significativos. Estas técnicas permitem a substituição de um meio heterogéneo por um meio homogéneo equivalente, possibilitando, deste modo, a obtenção de leis de comportamento macroestruturais a partir de informação relativa ao nível microestrutural. A aplicação do método dos elementos finitos dá origem a sistemas de equações lineares, cuja resolução influencia peremptoriamente o desempenho computacional da simulação numérica. Em geral, a resolução de sistemas de equações lineares de dimensão considerável requer a utilização de técnicas de computação paralela. Por outro lado, a crescente necessidade de elevada capacidade de processamento em diversas áreas científicas tem levado a que se tenham vindo a constituir sistemas computacionais poderosos e economicamente viáveis, denominados clusters Beowulf. Neste contexto, o desenvolvimento e a implementação de metodologias conducentes à paralelização de um programa de simulação numérica por elementos finitos deverão permitir colmatar de um modo não-dispendioso, através da utilização de um cluster Beowulf, as elevadas exigências computacionais associadas à modelação quer do comportamento termomecânico de materiais compósitos quer do comportamento elastoplástico de materiais homogéneos. Assim, no presente trabalho pretende-se desenvolver uma plataforma numérica totalmente paralelizada que permita não só a modelação do comportamento termoelástico de componentes estruturais constituídos por materiais compósitos utilizando procedimentos de homogeneização por expansão assimptótica mas também a modelação quer do comportamento térmico em regime transitório não-linear de materiais compósitos quer do comportamento elastoplástico de materiais homogéneos.Numerical simulation, and in particular finite element (FE) simulation, plays a crucial role in the analysis of the thermomechanical behaviour of structural elements built from composite materials with complex microstructures. In order to define microstructural details, the use of FE numerical simulation often leads to the need for unstructured meshes and large numbers of finite elements. This fact frequently makes it impossible to perform numerical analyses on the thermomechanical behaviour of such structural components, due to the fact that large amounts of memory are needed and long CPU times required. It is in this particular context that homogenisation methodologies may lead to significant computational benefits. With these techniques it is possible to replace a heterogeneous medium with the equivalent homogeneous medium, leading to the determination of macrostructural behaviour models from the information available at the microstructural level. The solution of the systems of linear equations associated to the application of the finite element method influences the computational performance of the numerical simulation. In general terms, the solution of these systems of equations leads to the implementation of parallel computation. However, the growing need for higher processing performance has led to the development of powerful and economically viable computational systems, named Beowulf clusters. In this context, the development and implementation of parallel computation methodologies should lead to low-cost and high-performance numerical simulations both of the thermomechanical behaviour of composite materials and the elastoplastic behaviour of homogeneous materials. The work here presented is related to the development of a fully parallelised numerical platform that enables the modelling of the thermoelastic behaviour of structural components built from composite materials using asymptotic expansion homogenisation procedures. This computational finite element analysis platform may also be used to model the non-linear transient thermal behaviour of composite materials and the elastoplastic behaviour of homogeneous materials

Evaluation of overload effects on fatigue crack growth and closure

Fatigue crack propagation tests with single tensile peak overloads have been performed in 6082-T6 aluminium alloy at several baseline [Delta]K levels and stress ratios of 0.05 and 0.25. The tests were carried out at constant [Delta]K conditions. Crack closure was monitored in all tests by the compliance technique using a pin microgauge. The observed transient post-overload behaviour is discussed in terms of overload ratio, baseline [Delta]K level and stress ratio. The crack closure parameter U was obtained and compared with the crack growth transients. Experimental support is given for the hypothesis that plasticity-induced closure is the main cause of overload retardation for plane stress conditions. Predictions based on crack closure measurements show good correlation with the observed crack growth rates for all the post-overload transients when discontinuous closure is properly taken into account.http://www.sciencedirect.com/science/article/B6V2R-46WPH0W-3/1/82b49d3e31362370a08505d5d300b60