Estudo do efeito da temperatura sobre as propriedades mecânicas da madeira através de espectroscopia mecânica e acústica

Data
2017-08-17
Título da revista
ISSN da revista
Título do Volume
Editora
Projetos de investigação
Unidades organizacionais
Fascículo
Resumo
O presente trabalho teve como objetivo a identificação das propriedades viscoelásticas da madeira de Pinus pinaster, na direção de simetria anatómica longitudinal, utilizando métodos não destrutivos de espectroscopia acústica, de ensaios de flexão em regime de relaxação e de ensaios de flexão em regime harmónico. Nos ensaios de flexão em regime de relaxação o comportamento viscoelástico foi caracterizado para várias temperaturas (entre 20oC e 100oC), em termos do módulo de relaxação e da sua representação analítica através da lei de Findley (ou lei de potência). Os ensaios de flexão em regime harmónico foram realizados com controlo deslocamento, para várias frequências (entre 0.15Hz e 6Hz) e para temperaturas compreendidas entre 20oC e 100oC. O comportamento viscoelástico foi analisado em termos do módulo dinâmico e da diferença de fase entre a solicitação (deslocamento) e a resposta (força). Nos ensaios de espectroscopia acústica foram determinadas as amplitudes do sinal de entrada e as amplitudes do sinal de saída de sensores piezoelétricos acoplados ao provete de forma a obter a atenuação do sinal. Para além da atenuação foram medidas o tempo de voo do sinal de modo a determinar o módulo de elasticidade acústico. O comportamento viscoelástico foi caracterizado em termos do módulo dinâmico acústico e fase acústica.
The main objective of the current work was to study the linear viscoelastic properties of Pinus pinaster wood in the longitudinal direction of anatomical symmetry, using non-destructive methods of acoustic spectroscopy, bending tests under relaxation regime and bending tests under harmonic regime. For the relaxation bending tests, the viscoelastic behaviour was characterized at several temperatures (from 20oC to 100oC) using the Findley (or power) law) to represent analytically the relaxation modulus. The harmonic bending tests were conducted under displacement control mode, considering several loading frequencies (ranging from 0.15Hz up to 6Hz) and temperatures between 20oC and 100oC. The viscoelastic behaviour of wood was analysed in terms of the dynamic modulus and the phase difference between loading (applied displacement) and response (force). In the acoustic spectroscopy tests, the amplitudes of the excitation signal and response signal, gathered by piezoelectric sensors coupled to the specimen, were measured in order to evaluate the signal attenuation. Moreover, the signal time of flight was registered, for evaluating the acoustic modulus of elasticity. The viscoelastic behaviour was characterized by means of acoustic dynamic modulus and acoustic phase.
Descrição
Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica
Palavras-chave
Madeira , Temperatura , Propriedades mecânicas
Citação