Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10348/5784
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dc.contributor.advisorBorges, Amadeu-
dc.contributor.advisorDourado, Nuno-
dc.contributor.authorCardoso, José Miguel Guedes Leite Igreja-
dc.date.accessioned2016-04-18T12:08:50Z-
dc.date.available2016-04-18T12:08:50Z-
dc.date.issued2016-04-18-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10348/5784-
dc.descriptionDissertação de Mestrado em Engenharia Mecânicapt
dc.description.abstractA construção de estruturas em madeira tem sido vista cada vez com mais frequência, não só numa perspetiva de beleza arquitetónica mas também numa tentativa de responder a preocupações relacionadas com a persecução de um desenvolvimento económico sustentável. A madeira é um material heterogéneo e anisotrópico, apresenta por isso uma grande variabilidade nas suas propriedades mecânicas. A degradação destas propriedades, causadas pela variação do teor de humidade, é um fator que tem consequências na vida útil de uma estrutura de madeira. Deste modo, torna-se importante estudar a difusão da água neste material e de quantificar o modo como esta afeta as propriedades de fratura. Quando submetida à fratura, a madeira comporta-se como um material quase-frágil, caraterizando-se pela formação de uma zona de processo de fratura (ZPF) de dimensões não negligenciáveis, localizada na extremidade da fenda, onde surgem fenómenos de degradação local, responsáveis pela dissipação de energia não desprezável, tornando previsível o colapso mecânico do material. Esta dissertação tem como objetivo identificar as propriedades de difusão da água e as propriedades de fratura em modo I da madeira de Picea abies L. Para tal, submeteu-se este material a ensaios de difusão e ensaios de fratura em modo I, usando provetes de configuração DCB (Double Cantiliver Beam). Ambos os estudos de difusão e de fratura tiveram uma componente experimental e uma componente numérica. Na componente experimental determinou-se o ganho de massa M dos provetes e os respetivos coeficientes de difusão D, realizando-se de seguida um estudo de caraterização à fratura em modo I, nos mesmos provetes (com diferentes teores de humidade), no sentido de se avaliar as curvas de Resistência (curvas-R) do material nessas condições. Recorreu-se ao modelo de Fick para determinar as propriedades de difusão da água na madeira. Este procedimento foi realizado com base em informação experimental, anteriormente recolhida nos ensaios de difusão. Para determinar um dos parâmetros fundamentais de fratura (i.e., a taxa crítica de libertação de energia de fratura em modo I, GIc), a usar na modelação numérica, recorreu-se ao método de calibração de flexibilidade baseado na Teoria de Vigas, CBBM (Compliance Based Beam Method). Este método apresenta a vantagem de dispensar a medição do comprimento de fenda durante o ensaio de fratura. Foi assim possível obter a evolução da taxa crítica de libertação de energia em modo I com o ganho de massa de água nos provetes ensaiados.pt
dc.description.abstractWood timber constructions are becoming more popular in developed countries, not just due to its architectural beauty but also as the result of increasingly environmental sustainable development concerns. Wood as a heterogynous and anisotropic material, presents a large scatter in its mechanical properties. The degradation of its mechanical properties, due to the variation of moisture content, has a significant impact on its durability. As a consequence, the investigation of moisture diffusion in wood with the purpose to quantify the impact of water content in wood mechanical properties is thus very relevant. Wood exhibits a quasi-brittle behaviour, characterized by the developed of a non-negligible fracture process zone (FPZ) in the vicinity of the crack tip. This non-linear region is responsible for the energy release, being the consequence of failure mechanisms like micro-cracking and fibre-bridging, that allows identifying the final failure. This Thesis aims at identifying both the wood Picea abies L. moisture diffusion properties and its fracture properties under mode I loading. Hence, wood has been submitted to diffusion and mode I loading fracture tests. Both studies have been performed experimentally and numerically. In regards to the diffusion analysis, an evaluation of the mass gain content and the diffusion coefficient of wood has been accomplished. The Fick model has been employed to evaluate moisture diffusion properties of tested wood. This procedure was executed using experimental data previously gathered in the experimental campaign. The Double Cantiliver Beam (DCB) test has been chosen to perform the fracture characterization of wood. Fracture tests involved specimens with different moisture contents under quasi-static loading. The Resistance-curve (R-curve) was obtained to evaluate the fracture toughness of wood (GIc). This has been undertaken by applying the Compliance Based Beam Method (CBBM), which dispenses the crack length monitoring in the course of the loading process. The generated data has allowed evaluating the influence of moisture diffusion properties on Picea abies L. fracture toughness under mode I loading.pt
dc.language.isoporpt
dc.rightsopenAccesspt
dc.subjectMadeirapt
dc.subjectPropriedades mecânicaspt
dc.subjectFraturapt
dc.subjectÁguapt
dc.subjectDifusãopt
dc.titleIdentificação das propriedades de difusão e de fratura em modo I da madeira de Picea abies L.pt
dc.typemasterThesispt
dc.subject.udc620.1(043)pt
Appears in Collections:TD - Dissertações de Mestrado

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