Aplicação de materiais de memória de forma em estruturas de grande porte e na reabilitação de construções históricas
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Data
2016-05-05
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Resumo
A ficção pode-se tornar realidade. Os materiais de memória de forma (Shape Memory
Materials – SMM) poderão ser um caso.
O principal objetivo deste trabalho de investigação consiste em estudar os SMM e
conhecer as respetivas propriedades materiais. Para o efeito, foi necessário realizar uma
extensa revisão bibliográfica e que foi particularmente focada na aplicação de SMM em
Engenharia Civil.
Verificou-se que as ligas metálicas de memória de forma (Shape Memory Alloys –
SMA) parecem ser o tipo de SMM mais utilizado neste contexto e, em particular, nas
estruturas. Consequentemente, deu-se uma especial enfase ao estudo das SMA.
Deste modo e a título exemplificativo, uma análise experimental a uma amostra de
arame de NiTi (SMA) foi desenvolvida para se conhecer melhor este tipo de material.
Esta análise consistiu em se realizar ensaios cíclicos de carga e de descarga, ensaios
cíclicos de carga e de descarga com imobilização do travessão da prensa e, por fim, um
ensaio de tração até à rotura. Este último ensaio também foi realizado numa amostra de
aço de “rede de galinheiro”, de modo a permitir uma comparação entre os dois tipos de
materiais metálicos.
Finalmente, uma aplicação técnica de elementos estruturais de SMA também foi
estudada e proposta. O estudo desta aplicação técnica também permitiu perceber as
dificuldades e as possibilidades de modelar numericamente este tipo de elementos estruturais num programa de cálculo automático comercial.
Fiction may become reality. The shape memory materials (SMM) may be an example. The main objective of this research work is SMM. In particular, knowing which are the main ones and their material properties. A vast bibliography revision was conducted, in particular, on the application of SMM in Civil Engineering. In this context and, essentially, in the structural engineering field, the application of shape memory alloys (SMA) seems to be more current among the distinct SMM types. Therefore and as an exemplification, a NiTi wire sample (SMA) was experimentally tested in terms of loading/unloading cycles under tensile loads and monotonic tensile test. The last test was also performed in a common steel wire sample in order to ascertain and understand the main differences between these two types of metals in terms of mechanical behavior. Furthermore, a technical application of SMA structural elements was also studied and proposed. The study of this application also allowed to figure out both some difficulties and possibilities concerning the numerical modeling of these type of structural elements within a commercial computer program.
Fiction may become reality. The shape memory materials (SMM) may be an example. The main objective of this research work is SMM. In particular, knowing which are the main ones and their material properties. A vast bibliography revision was conducted, in particular, on the application of SMM in Civil Engineering. In this context and, essentially, in the structural engineering field, the application of shape memory alloys (SMA) seems to be more current among the distinct SMM types. Therefore and as an exemplification, a NiTi wire sample (SMA) was experimentally tested in terms of loading/unloading cycles under tensile loads and monotonic tensile test. The last test was also performed in a common steel wire sample in order to ascertain and understand the main differences between these two types of metals in terms of mechanical behavior. Furthermore, a technical application of SMA structural elements was also studied and proposed. The study of this application also allowed to figure out both some difficulties and possibilities concerning the numerical modeling of these type of structural elements within a commercial computer program.
Descrição
Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil
Palavras-chave
Estruturas metálicas , SMM , SMA , Contraventamentos