CADERNOS UniFOA CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA FUNDAÇÃO OSWALDO ARANHA

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1 CADERNOS UniFOA CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA FUNDAÇÃO OSWALDO ARANHA ISSN

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3 CADERNOS UniFOA CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA FUNDAÇÃO OSWALDO ARANHA ANO IV - Nº 11 - dezembro/2009 FOA

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5 EXPEDIENTE FOA Presidente Dauro Peixoto Aragão Vice-Presidente Jairo Conde Jogaib Diretor Administrativo - Finaceiro José Vinciprova Diretor de Relações Institucionais Iram Natividade Pinto Superintendente Executivo Eduardo Guimarães Prado Superintendência Geral José Ivo de Souza UniFOA Reitor Alexandre Fernandes Habibe Pró-reitora Acadêmica Cláudia Yamada Utagawa Pró-reitora de Pós-Graduação, Pesquisa e Extensão Maria Auxiliadora Motta Barreto Editora Executiva Flávia Lages de Castro Editora Científica Maria Auxiliadora Motta Barreto Comitê Editorial Agamêmnom Rocha Souza Mauro César Tavares de Souza Ranieri Carli de Oliveira Rosana Aparecida Ravaglia Soares Conselho Editorial Antônio Henriques de Araújo Junior Carlos Roberto Xavier Clifford Neves Pinto Edson Teixeira da Silva Junior Flávio Edmundo N. Hegenberg Ilda Cecília Moreira da Silva Renato Porrozi de Almeida Denise Celeste Godoy de Andrade Rodrigues Revisão de textos Maricinéia Pereira Meireles da Silva Marcel Alvaro de Amorim Conselho Editorial ad hoc Claudinei dos Santos Doutor em Engenharia de Materiais - Escola de Engenharia de Lorena - Universidade de São Paulo - EEL/USP Diamar Costa Pinto Doutor em Biologia Parasitária - Fundação Oswaldo Cruz Fabio Aguiar Alves Doutor em Biologia Celular e Molecular - Universidade Federal Fluminense Igor José de Renó Machado Doutor em Ciências Sociais - Universidade Estadual de Campinas - Professor do Departamento de Antropologia - UFSCAR Maria José Panichi Vieira Doutora em Engenharia Metalúrgica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Ruthberg dos Santos Doutor em Administração pela Universidade de São Paulo Douglas Mansur da Silva Doutor em Antropologia Social Univercidade Federal de Viçosa Capa Daniel Ventura Editoração Laert dos Santos

6 Centro Universtitário de Volta Redonda - UniFOA Campus Três Poços Av. Paulo Erlei Alves Abrantes, nº 1325 Três Poços, Volta Redonda /RJ CEP Tel.: (24) FAX: Versão On-line da Revista FICHA CATALOGRÁFICA Bibliotecária Alice Tacão Wagner - CRB UniFOA.. Ano IV nº 11, dezembro. Volta Redonda: FOA, Periodicidade Quadrimestral ISSN Publicação Periódica. 2. Ciências Exatas - Periódicos. 3. Ciências Sociais aplicadas - Periódicos. 4,. Ciências da Saúde - Periódicos. I. Fundação Oswaldo Aranha. II. UniFOA - Centro Universitário de Volta Redonda. III. Título CDD 050

7 SUMÁRIO EDITORIAL CIÊNCIAS EXATAS Estudo dos critérios de falhas em flexão em Compósitos PPS/Fibras de Carbono utilizando elementos finitos Eder José Siqueira, Maria Cândida Magalhães de Faria, Fernando de Azevedo Silva e Edson Cocchieri Botelho Proposta de um Framework para aplicações web Angelo Márcio de Paula, Francisco de Oliveira Dantas Filho e Hevanderson da Silva Simulação numérica do Processo Ecap (Prensagem em Canais Equiangulares) utilizando o aço VMB 300 Márcia Regina Baldissera, Paulo Rangel Rios, Jaime Pereira Gouvêa e Jefferson Fabrício Cardoso Lins Tratamento de efluentes de postos de combustíveis para o reúso usando processos oxidativos avançados Daniela V. Vasconcelos e Anderson Gomes CIÊNCIAS SOCIAIS APLICADAS E HUMANAS Discursos de posse dos Presidentes do Supremo Tribunal Federal: a tênue fronteira entre os domínios discursivos jurídico e político Claudia Maria Gil Silva O fim das Ilusões: a Crise Econômica e seus impactos sobre os modelos de gestão Agamêmnom Rocha Souza e Victor Cláudio Paradela Ferreira CIÊNCIAS DA SAÚDE Quiz de Genética e Biologia Molecular A experiência discente e docente no desenvolvimento de um material didático João Miguel Almeida da Silva, Rafael Vieira Canedo, Thomas Alves de Souza Abrantes, Renata Almeida de Souza, Rafael Teixeira dos Santos e Claudia Yamada Utagawa Relação entre Obesidade e Diabete Mellitus Tipo II em Adultos Fernanda de Almeida Escobar Ser médico: o imaginário coletivo de estudantes de medicina acerca da profissão de médico Maria Auxiliadora Motta Barreto, Carolina Nunes Reis, Isabela Borges de Miranda, Lívia Cristina Rocha Jardim e Marcela Pinto Teixeira Três instrumentos de coleta de dados para caracterização dos pacientes portadores de DTM do Projeto de DTM/ Núcleo da Dor no Centro Integrado de Fisioterapia do Unifoa Glória Maria Moraes Vianna da Rosa, Alexsandra Dias Serafim, Etyene Castro, Glauco Alexandra Gaban, Lívia da Lima Gonçalves Pinto e Helen Cândido Bitencourt... 77

8 LIST OF CONTRIBUTIONS EDITORIAL ACCURATE SCIENCES Failure criterious study in flexure of PPS/Carbon biber composites by using finite elements Eder José Siqueira, Maria Cândida Magalhães de Faria, Fernando de Azevedo Silva e Edson Cocchieri Botelho Proposal for a Framework for web applications Angelo Márcio de Paula, Francisco de Oliveira Dantas Filho e Hevanderson da Silva Numerical simulation of the Ecap Process (Equal Channel Angular Pressing ) using the VMB 300 Steel Márcia Regina Baldissera, Paulo Rangel Rios, Jaime Pereira Gouvêa e Jefferson Fabrício Cardoso Lins Treatment of effluent of fuel ranks for i reuse it using advanced processes oxidativos Daniela V. Vasconcelos e Anderson Gomes SOCIAL SCIENCES APPLIED AND HUMAN BEINGS Speeches of possession of the Brazilian Presidents of the Federal Supreme Court: the fine line between the legal and political discourse areas Claudia Maria Gil Silva The end of Illusions: the Economic Crisis and its impacts on the management patterns Agamêmnom Rocha Souza e Victor Cláudio Paradela Ferreira SCIENCES OF THE HEALTH Genetics and Molecular Biology Quiz The student and teacher s experience in a development of a teaching material João Miguel Almeida da Silva, Rafael Vieira Canedo, Thomas Alves de Souza Abrantes, Renata Almeida de Souza, Rafael Teixeira dos Santos e Claudia Yamada Utagawa Relationship between Obesity and Diabetes Mellitus Type II in Adults Fernanda de Almeida Escobar To be a doctor: the collective imaginary of medical students about their profession Maria Auxiliadora Motta Barreto, Carolina Nunes Reis, Isabela Borges de Miranda, Lívia Cristina Rocha Jardim e Marcela Pinto Teixeira Three instruments of data collection for characterization of patinets with tmd of Project tmd/nucleus of Pain in the Integrated Physiotherapic Center of UniFOA Glória Maria Moraes Vianna da Rosa, Alexsandra Dias Serafim, Etyene Castro, Glauco Alexandra Gaban, Lívia da Lima Gonçalves Pinto e Helen Cândido Bitencourt... 77

9 9 9 Editorial Tão cultuada quanto pouco praticada, a transdisciplinariedade, marca indiscutível da Revista, tem sido característica e obsessão para todos que trabalhamos na elaboração deste meio de comunicação acadêmico científico. Buscando uma horizontalidade no que diz respeito à democratização de acesso a publicação, leitura e debate acadêmico, oportunizamos possibilidades múltiplas, inter e transdisciplinares, sempre objetivando a excelência de nossa publicação que nasceu com este intuito: ser meio de tornar públicas as pesquisas de nosso corpo docente, nosso corpo discente e de qualquer pesquisador que entenda nossa preocupação com qualidade e, assim, abrace a causa de nossa modesta revista. Assim o é e, desta forma percebemos, quando observamos o que temos em nosso número 11: ciências exatas, ciências humanas e sociais aplicadas, ciências da saúde, cumprindo nas páginas que se seguem o sentido de ser universidade, o significado de ser transversal sem perder de vista os predicados e especificidades que cada ciência engendra e necessita. Prova viva e impressa que o interior pode produzir qualidade e que o tamanho de uma instituição não desqualifica sua produção científica, convido-os a leitura de mais um número da Revista. Flávia Lages de Castro Editora Executiva -

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11 11 Estudo dos critérios de falhas em flexão em Compósitos PPS/Fibras de Carbono utilizando elementos finitos Failure criterious study in flexure of PPS/Carbon biber composites by using finite elements Eder José Siqueira 1 Maria Cândida Magalhães de Faria 2 Fernando de Azevedo Silva 3 Edson Cocchieri Botelho 3 Artigo Original Original Paper Palavras-chaves: Compósito Termoplástico PPS/C Elementos Finitos Critérios de Falha Resumo O constante desenvolvimento dos materiais aliado à necessidade de se obter componentes estruturais de alto desempenho como materiais alternativos na indústria aeronáutica, bem como, considerando a aplicabilidade atual dos compósitos estruturais, previsões de falha da estrutura e análise das cargas máximas que as mesmas podem suportar se tornam tópicos fundamentais de pesquisas com a finalidade de garantia da confiabilidade quanto ao emprego dos mesmos em diversas áreas. Considerando que o compósito termoplástico PPS/C Poli (sulfeto de fenileno) reforçado com fibras de carbono está surgindo como uma alternativa para a substituição de compósitos poliméricos termorrígidos para aplicações específicas e que ainda há escassez na literatura atual de dados relativos à previsão de falhas, este trabalho tem como objetivo realizar uma analise bidimensional do comportamento mecânico do compósito PPS/C sob carregamento estático linear em flexão de três pontos. Neste estudo, foram analisados os critérios de falha de máxima tensão, critérios polinomiais dos índices de força e das relações inversas dos índices de força de Tsai-Wu, de Hill e de Hoffman. Por fim, foram comparados os resultados obtidos a partir do modelo computacional com resultados experimentais obtidos a partir de ensaios de flexão com o objetivo de analisar, avaliar e validar a simulação numérica utilizada. Abstract The continuous development of materials associated with the need to obtain structural components of high performance that can serve the purpose of alternate material for the aircraft industry; in addition to the current applicability of the structural composite, structural failure predictions, as well as the maximum loads that such structures may have the capacity to bear, have become the subject-matter to a number of fundamental researches, which purpose is to guarantee the reliability of such materials, so that they can be duly applied in a variety of fields. Taking into account that the thermoplastic composite of PPS/C Poly(phenylene-sulfide) reinforced with carbon fibers, is springing up as an alternative to the thermoset polymers composites, besides the fact that the current literature lacks data regarding failure predictions, the present paper limits itself to the 1 Mestre e Docente - Centro Universitário de Volta Redonda - UniFOA / Universidade Estadual Paulista - Unesp FE Campus Guaratinguetá/SP 2 Mestre - Unesp Universidade Estadual Paulista FE Campus Guaratinguetá/SP 3 Doutor e Docente - Unesp Universidade Estadual Paulista FE Campus Guaratinguetá/SP

12 12 two-dimensional analysis of PPS/C composite type mechanical behavior under a linear static loading at a three point bending. In this study, the maximum stress criteria, the strength ratio, and the reversed relation of strength ratio of Tsai-Wu, as well as the criteria of Hill and Hoffman to predict failure, were analyzed. At last, a comparison was made between the results obtained from the computer model against the experimental results. The purpose of such comparison was to analyze, assess and validate the numerical simulation as a supplement to the experimental trials. Introdução 1. Introdução uma eventual falha local ou global por parte da O uso de compósitos em estruturas, mesma. principalmente Dentro deste os contexto reforçados torna-se com importante no a peso avaliação destas, de bem critérios como de contribuído falhas objeti- para melhorar as fibras de carbono, tem O uso de compósitos permitido em uma estruturas, significativa principalmente os reforçados resistências com fibras à corrosão de carbo- e à fadiga redução vando de uma o estudo infinidade do comportamento de componentes mecânico de aeronaves de última no, tem permitido uma significativa redução de laminados estruturais de uma forma mais geração, plataformas marítimas de petróleo, satélites, submarinos, foguetes, veículos automotores, no peso destas, bem como contribuído para rápida sem que exista a necessidade da utilização de uma grande quantidade de material a trens de alta velocidade e de implantes ortopédicos, dentre outras aplicações [1-3]. melhorar as resistências à corrosão e à fadiga Segundo TITA et al [4] pode-se de uma infinidade de componentes de aeronaves de última geração, ser definir submetido que a falha a uma do série componente de ensaios ocorre mecânicos função tais como para o tração, qual foi compressão, projetado. Sendo, flexão, assim, etc. um critério de no momento em que o mesmo plataformas não pode marítimas mais satisfazer a de petróleo, satélites, falha submarinos, visa, fornecer foguetes, uma interpretação Para dos esta efeitos finalidade, provocados o aplicativo por carregamento computacional ANSYS quando vem houve sendo uma utilizado eventual falha com local sucesso ou global por parte combinados (estado veículos automotores, duplo trens de tensões) de alta velocidade na estrutura, indicando e de implantes ortopédicos, da mesma. dentre Dentro outras deste aplicações [1-3]. o estudo do comportamento mecânico contexto torna-se permitindo importante a realização a avaliação de simulações de critérios numéricas de falhas objetivando de de laminados vários critérios estruturais de falhas de uma podendo forma mais ser rápida sem que Segundo TITA et al [4] pode-se definir citados os critérios: Hill, Hoffman, Tsai-Wu, exista a necessidade da utilização de uma grande quantidade de material a ser submetido a uma que a falha do componente ocorre no momento em que o mesmo não pode mais satisfazer O critério de tensão máxima afirma que tensão máxima, dentre outros [4-7]. série de ensaios mecânicos tais como tração, compressão, flexão, etc. Para esta finalidade, o aplicativo computacional ANSYS vem sendo utilizado com sucesso permitindo a realização de a função para o qual foi projetado. Sendo, assim, um critério de as tensões aplicadas nas direções principais simulações falha visa numéricas fornecer de uma vários critérios do material de falhas devem podendo ser menores ser citados que os as critérios: resistências [4-7]. nas respectivas direções de carga, ou Hill, Hoffman, interpretação dos efeitos Tsai-Wu, provocados tensão máxima, por carregamento combinados (estado O critério duplo de de tensão ten- máxima seja, afirma apresenta que as assim tensões três aplicadas modos possíveis nas direções de principais do dentre outros sões) na estrutura, material indicando devem quando ser menores houve que as falhas, resistências portanto: nas respectivas direções de carga, ou seja, apresenta assim três modos possíveis de falhas, portanto: 1 X Falhas em Tração: Y 2 t t Modo de falha 1; Modo de falha 2; 1 X c Modo de falha 1; Falhas em Compressão: 2 Yc Modo de falha 2; (1) Falhas por Cisalhamento: 12 S Modo de falha 3. Os modos de falhas Os modos indicados de falhas não indicados são não são O precisos, critério apenas polinomial prováveis. de Hill Supõe-se diz que para que o material falha precisos, apenas prováveis. pelo mecanismo Supõe-se associado que o ao valor o estado de X, plano X, Yde Ytensões e S conforme (EPT), que a inequação é relativo que foi violada t c t, material falha pelo primeiramente mecanismo associado na falha [8]. ao a este estudo, pode-se considerar σ 3 =τ 23 =τ 13 =0, valor de X t, X c, Y t, Y c e S conforme a inequação sendo que a equação, em que Hill considera a O critério polinomial de Hill diz que para o estado plano de tensões (EPT), que é relativo a este que foi violada primeiramente na falha [8]. seguinte formulação: estudo, pode-se considerar 0, sendo que a equação, em que Hill considera a seguinte formulação: (G + H) σ 1 + (F + H)σ 2-2Hσ 1 σ 2 + 2Nτ 122 = 1 (2) Já o critério polinomial de Tsai-Wu afir- pode ser apresentada da seguinte forma, quan- ma que de forma geral, para o EPT, a teoria do considerado σ 3 = τ 23 = τ 13 = 0: Anais do 10 o Congresso Brasileiro de Polímeros Foz do Iguaçu, PR Outubro/ F 1 σ 1 + F 2 σ 2 + F 6 τ 12 + F 11 σ 1 + F 22 σ 2 + F 66 τ F 12 σ 1 σ 2 + F 16 σ 1 τ 12 + F 26 σ 2 τ 12 = 1 (3) c

13 O critério de Hoffman pode ser visto como o principal objetivo de validar a sua utilização uma extensão do critério de Hill ou uma simplificação do critério de Tsai-Wu. Em relação ao crité- Inicialmente, no ANSYS, para se realizar na análise de falha de materiais compósitos. rio de Hill, é feita a inclusão de termos lineares de uma análise de falha por flexão de três pontos diferenças entre resistências de tração e compressão. Assim, o critério de Hoffman tem sido basse, por meio de um pré-processador, criar pontos utilizando o método dos elementos finitos, devetante utilizado tanto em problemas de plasticidade chaves, que definem as dimensões geométricas, de metais quanto em falha frágil de laminados ou seja, delimitam o corpo em análise. Estes pontos chaves são unidos por linhas para se obter por fibrosos [9-10]. Este trabalho tem como objetivo realizar uma análise bidimensional do comportamento mecânico do compósito PPS/C sob carresões do corpo de prova, ou seja, um elemento de fim um elemento geométrico de área nas dimengamento estático linear em flexão de três pontos, área retangular de 55 mm x 10 mm, pois essa sendo analisados os critérios de falha de máxima análise se relaciona a um laminado bidimensional tensão, polinomiais dos índices de força e das relações inversas dos índices de força de Tsai-Wu, de Hill e de Hoffman. Os resultados obtidos a partir da simulação por ANSIS foram também comparados com os obtidos experimentalmente. 2. Experimental avaliar as tensões de resistência do material PPS/C em flexão na simulação numérica, com o principal objetivo de validar a sua utilização na análise de falha de materiais compósitos. em que o comprimento e a largura são excessivamente maiores que a espessura. Introduz-se a Inicialmente no ANSYS para se realizar uma análise de falha por flexão de três pontos utilizando o método dos elementos finitos deve-se por meio de um pré-processador, criar pontos chaves, que definem as dimensões geométricas, ou seja, delimitam o corpo em análise. Estes pontos partir daí as características mecânicas do laminado em análise, sua discretização em elementos chaves são unidos por linhas para se obter por fim um elemento geométrico de área nas dimensões finitos, a restrição ao movimento e condições de do corpo de prova, ou seja, um elemento de área retangular de 55 mm x 10 mm, pois esta análise se relaciona a um laminado bidimensional em que o comprimento e a largura são excessivamente maiores que a espessura. Introduz-se a partir daí as características mecânicas do laminado em carregamento, para se obter a solução do problema, conforme apresentado na Figura 1. análise, sua discretização em elementos finitos, a restrição ao movimento e condições de carregamento, para se obter a solução do problema, conforme apresentado na Figura Materiais Neste trabalho foi estudado um compósito estrutural polimérico com matriz termoplástica PPS -Poli (Sulfeto de Fenileno) reforçado com tecidos de fibras de carbono (configuração 5HS satin weave ), fornecido pela empresa holandesa Ten Cate Advanced Composites. O conteúdo volumétrico de fibras foi de 61% avaliado pelo método de digestão ácida em trabalhos anteriores [8]. Os laminados estudados apresentaram configuração [0º/90º] 3s, e foram devidamente analisados por ensaios de ultrassom e microscopia óptica, com a principal finalidade de garantir a qualidade das mesmas na realização dos ensaios experimentais. 2.2 Simulação em flexão de três pontos Para o desenvolvimento deste trabalho, ensaios de cisalhamento Iosipescu e flexão em três pontos foram realizados com base nas normas ASTM-D5379 e DIN-EN-2562, respectivamente, em uma máquina de ensaios universal Shimadzu, modelo SFL-50kN. A simulação numérica foi pré-processada, processada e pós-processada pelo aplicativo computacional ANSYS, sendo que os dados experimentais foram tomados como referência para avaliar as tensões de resistência do material PPS/C em flexão na simulação numérica, com Figura 1 Modelo do laminado para simulação em flexão de três pontos. Neste trabalho, os valores encontrados a partir dos modelos utilizados foram comparados com os valores obtidos experimentalmente. Resultados e Discussão Resultados experimentais Figura 1 Modelo do laminado para simulação em flexão de três pontos. Neste trabalho, os valores encontrados a partir dos modelos utilizados foram comparados com os valores obtidos experimentalmente. Os resultados experimentais de resistências à flexão e ao cisalhamento Iosipescu, encontram-se apresentados na Tabela 1. Em ambos os casos, as tensões encontradas para estes laminados termoplásticos quando comparadas a valores de outros compósitos tradicionalmente utilizados pela indústria aeroespacial 3. Resultados tais como laminados e Discussão de resina epóxi/fibras de carbono, mostram-se superiores, podendo em alguns casos ser observada uma melhora de até 30% [9]. Como dito anteriormente, os ensaios experimentais foram realizados com o único propósito de validar os resultados obtidos 3.1 a Resultados partir da simulação experimentais por Ansys. Anais 10 o Congresso Brasileiro de Polímeros Foz do Iguaçu, PR Outubro/2009 Os resultados experimentais de resistências à flexão e ao cisalhamento Iosipescu, encontram-se apresentados na Tabela 1. Em ambos os casos, as tensões encontradas para estes laminados termoplásticos quando comparadas a valores de outros compósitos tradicionalmente utilizados pela indústria aeroespacial tais como os laminados de resina epóxi/fibras de carbono, mostram-se superiores, podendo em alguns casos ser observada uma melhora de até 30% [9]. Como dito anteriormente, os ensaios experimentais foram realizados com o único propósito de validar os resultados obtidos a partir da simulação por Ansys.

14 Resistência à Módulo em flexão Resistência ao cisalhamento Módulo de cisalhament flexão (MPa) (GPa) Iosipescu (MPa) Iosipescu (GPa) ±29 60,7±1,1 109,2±0,4 4,9±0,7 Tabela 1 Resultados experimentais de flexão e cisalhamento Iosipescu para os laminados de PPS/C. Resistência à flexão (MPa) Módulo em flexão Resultados da simulação numérica (GPa) Resistência ao cisalhamento Módulo de cisalhamento Iosipescu (MPa) Iosipescu (GPa) 1340 ±29 60,7±1,1 109,2±0,4 4,9±0,7 Com base no dimensionamento dos corpos-de-prova e valores médios dos carregamentos, obtidos a partir 3.2 Resultados ensaios da simulação experimentais numérica em flexão e dos deslocamentos três pontos do laminado e cisalhamento compósito em flexão de três pontos, entretanto, estes Iosipescu, realizaram-se as simulações numéricas no aplicativo computacional ANSYS. Com base no dimensionamento dos valores foram transferidos para o aplicativo Considerando corpos-de-prova as informações e valores médios fornecidas dos carregamentos, SHIMADZU obtidos SFL-50kN, a partir dos obteve-se ensaios os entre valores si, de onde das foi cargas extraído e o dos carregamento deslocamentos do pelo computacional aplicativo EXCEL computacional e foram comparados acoplado ao equipamento experimentais em flexão de três pontos e médio de 797,03N, que é transformado numa laminado compósito cisalhamento em Iosipescu, flexão de realizaram-se três pontos, as entretanto, tensão de estes 79,70 valores MPa para foram alimentar transferidos a simulação. entre A simulação si, de onde numérica foi extraído indica que o carregamento o para o aplicativo computacional simulações numéricas EXCEL no aplicativo e foram computacional ANSYS. Considerando as informa- laminado rompe a uma tensão de 788 MPa, comparados médio de 797,03 N, que é transformado numa tensão de 79,70 MPa para alimentar a simulação. A ções fornecidas pelo aplicativo computacional numérica acoplado indica ao equipamento que o SHIMADZU laminado rompe numa a uma área de tensão 10 mm 2 de 78,8N, 788 conforme MPa, equivalente re- a equivalente a aplicação de um carregamento simulação aplicação de SFL-50kN, um carregamento obteve-se os numa valores área das de cargas 10 mm 2 presentado de 78,8 N, na Figura conforme 1. representado na Figura 1. Força x Deslocamento CP-01 CP-02 CP-03 CP-04 Simulação ,05 713,77 724,95 859, Força (N) ,09 0,17 0,26 0,35 0,44 0,52 0,61 0,7 Anais do 10 o Congresso Brasileiro de Polímeros Foz do Iguaçu, PR Outubro/2009 0,79 0,88 0,96 1,05 1,14 Deslocamento (mm) Figura 1 Gráfico comparativo entre as cargas de ruptura em flexão obtidas a partir dos ensaios experimentais e valores da simulação. Tabela 1 Resultados experimentais de flexão e cisalhamento Iosipescu para os laminados de PPS/C. A partir deste gráfico pode ser observado que existe uma diferença significativa entre o comportamento do laminado PPS/C submetido a ensaio de flexão em três pontos, ou seja, os valores apresentados demonstram que o material antes de romper apresenta alterações no comportamento elástico linear. Este comportamento se dá em função do descolamento das fibras em relação à matriz e também em relação ao efeito das tensões cisalhantes do plano do laminado. Ainda a partir destes ensaios foi observado que a ruptura do laminado em flexão de três pontos se dá na ultima lâmina onde as fibras estão dispostas a 90º. 1,23 1,31 1,39 1,47 1,54 1,62 Apesar das diferenças dos comportamentos viscoelásticos, os valores experimentais de resistência à flexão são próximos aos valores obtidos por simulação numérica. Desta forma, os valores encontrados são bastante confiáveis e a simulação em si pode ser utilizada em complementação/substituição em alguns casos específicos, quando se tem pré-definidas as propriedades do compósito, suas condições geométricas e de carregamento, aos ensaios que são mais dispendiosos em termos de mão de obra e tempo de execução. Um projetista pode a partir do conhecimento do processo pelo qual o material esteja sendo solicitado e

15 da forma como reage a esta solicitação, assim como a partir do conhecimento do processo de simulação num programa computacional, estimar com boa aproximação as tensões apropriadas de trabalho do material compósito. Concluiu-se então que além de ser um dos mais aplicados em análise de falha inicial em materiais compósitos, os critérios polinomiais de índices de forças ou das relações inversas dos índices de forças de Tsai-Wu são perfeitamente adequados para se trabalhar com segurança em termos da previsão inicial de falha de um compósito termoplástico sob regime estático de carregamento. A partir dos dados obtidos neste trabalho também foi observado que para previsão de falhas em compósitos PPS/C, o critério de falha de máxima tensão também se mostrou adequado, podendo assim, ser utilizado para análise de previsão inicial de falhas em compósitos termoplásticos do tipo PPS/C. Para efeito comparativo foram implementados neste trabalho por meio do aplicativo EXCEL, dois critérios polinomiais de previsão inicial de falha, sendo estes: O critério de Hill e o critério de Hoffman. Com relação ao critério de previsão inicial de falhas de Hill (considerado a base dos critérios polinomiais de Tsai-Wu e de Hoffman), observa-se que para a simulação em flexão de três pontos não foi observada falha do material com a tensão de ruptura apresentada pelo programa de cálculo. Este fato indica que se pode trabalhar com um acréscimo de carregamento. Entretanto, como o índice de falha de Hill ficou um pouco abaixo, mas bem próximo do limiar da falha (considerado neste caso como sendo 1), não se pode descartar ou dizer que o emprego deste critério foi inapropriado, pois para tanto deve-se promover a análise sob óticas diferenciadas de simulação, ou seja, o corpos-de-prova deveriam ser discretizados em elementos diferenciados, podendo assim reagir de forma que indicasse falha. Para este trabalho foi adotado uma malha de elemento finito quadrado de 1 mm 2 e com esta foram realizados os cálculos, entretanto, não foi analisado com elemento finito em outra dimensão ou em outra característica geométrica. A Figura 2 e a Tabela 2 apresenta um estudo comparativo entre os índices de falhas obtidos no ANSYS e os implementados no EXCEL. Já o critério polinomial de previsão inicial de falha de Hoffman, indica que para ambos os casos analisados o material falha, pois os índices de falha estão acima do limiar permitido e são maiores que os índices apresentados pelos critérios de máxima tensão, índices de força de Tsai-Wu e relação inversa dos índices de força de Tsai-Wu, contidos no ANSYS. Desta forma, se o projetista estiver trabalhando na análise de previsão inicial de falha de um laminado tipo PPS/C com este critério, estará indicando a aplicação de um carregamento abaixo da ruptura real do laminado, porém o critério de Hoffman não pode ser descartado para análise de compósitos termoplásticos, pois em ordem de grandeza o índice encontrado não se apresenta distante dos índices dos critérios analisados no ANSYS. Para se concluir sobre a exclusão de um critério, deve-se analisar sob condições diferenciadas de discretização e de carregamento. A seguir é apresentado um estudo comparativo entre todos os critérios de falhas analisados neste trabalho, considerando os esforços em flexão de três pontos com uma tensão de 78,8 N/mm 2 (equivalente a uma força de ruptura de 788 N), índices de falha conforme apresentados na Tabela 2 e na Figura 2. Tabela 2 Índices de falha em compósito PPS/C sob carregamento em flexão de três pontos. CRITÉRIOS TENSÃO INVERSO HILL HOFFMAN TSAI-WU DE FALHAS MÁXIMA DE TSAIWU ÍNDICES 1,004 0,989 1,025 1,002 1,001 15

16 16 1,2 CRITÉRIOS DE FALHAS HILL HOFFMAN TSAI-WU TSAI-WU-INVERSO TENSÃO MÁXIMA 1 1,004 0,989 1,025 1,002 1,001 0,8 ÍNDICES 0,6 0,4 0,2 0-0,40-0,34-0,28-0,22-0,15-0,07-0,52-0,49-0,45-0,40-0,35-0,29-0,22-0,15 DESLOCAMENTO (mm) Figura 2 Comparativos entre os critérios de falhas em flexão de três pontos. Análise para uma quantidade mais reduzida de nós. Figura 2 critérios de falhas em flexão de três pontos. Análise para uma quantidade mais reduzida de nós. Pode-se observar a partir dos dados apresentados na Tabela 2 e Figura 2 que os critérios de máxima tensão, índices de de índice força de de Tsai-Wu forças falharam de Tsai-Wu com o e das envolvimento relações inversas de mão dos de obra índices qualificada de força de Tsai- Wu falharam com o carregamento bem próximo do carregamento real, entretanto, para este mesmo tração e compressão nodais obtidas por meio do ANSYS se apresentaram um pouco abaixo e um pouco acima, respectivamente, do limiar da falha, indicando neste caso que para este carregamento e nas condições da simulação desenvolvida neste trabalho o critério de Hill não indica falha e o critério de Hoffman indica que pode trabalhar com um carregamento abaixo do carregamento calculado e indicado no ANSYS, ou seja, para as condições simuladas neste trabalho os índices de previsão de falhas de Hill e de Hoffman se mostraram menos e mais conservadores, Conclusões Pode-se observar a partir dos dados apresentados na Tabela 2 e Figura 2 que os critérios de máxima tensão, de índice de forças de Tsai-Wu e das relações inversas dos carregamento bem próximo do carregamento real, entretanto, para este mesmo carrega- carregamento mento os critérios de Hill e Hoffman e imple- implementados necessidade no da EXCEL aquisição de com material base para nas tensões de mentados no EXCEL com base nas tensões de tração e compressão nodais obtidas por meio do ANSYS se apresentaram um pouco abaixo e um pouco acima, respectivamente, do limiar da falha, indicando neste caso que para este carregamento e nas condições da simulação desenvolvida neste trabalho o critério de Hill não indica falha e o critério de Hoffman indica que pode trabalhar com um carregamento abaixo do carregamento para as condições simuladas neste trabalho os índices de previsão de falhas de Hill e de Hoffman se mostraram menos e mais conservadores, respectivamente, para previsão A partir inicial deste falhas trabalho, em compósitos concluiu-se termoplásti- que o emprego aos esforços da que simulação estão sendo numérica aplicados no ANSYS é cos do tipo PPS/C. válido, pois apresentou resultados numéricos aproximados dos resultados experimentais. Desta que o emprego da simulação numérica no ANSYS é válido, pois apresentou resultados numéricos aproximados dos resultados experimentais. Desta forma, o emprego da simulação numérica além de proporcionar a garantia e segurança dos resultados, possibilita a realização de uma análise ágil e menos dispendiosa, sem a necessidade de para preparo e execução das amostras e da análise experimental, como também sem a este fim, tendo somente as propriedades elásticas do compósito e suas resistências à ruptura fornecidas pela literatura, tornando assim tal processo menos trabalhoso, demorado e dispendioso. Portanto concluianais do 10o Congresso Brasileiro de Polímeros Foz do Iguaçu, PR Outubro/2009 se que a simulação numérica pode ser empregada para efeito de redução de custo e otimização no projeto de determinada estrutura. respectivamente, calculado para e indicado previsão no inicial ANSYS, de ou falhas seja, em compósitos De acordo termoplásticos com o exposto acima do tipo e con- PPS/C. siderando a complexidade de um laminado compósito, pode-se constatar a necessidade de conhecimento do comportamento mecânico que o projetista deve ter tanto em relação laminado em estudo como de sua reação a estes esforços, bem como de seu conhecimento forma, o emprego da simulação numérica além quanto de proporcionar aos critérios de falhas a garantia mais adequados e segurança dos 4. Conclusões a serem empregados na análise do compósi- resultados, possibilita a realização de uma análise ágil e menos dispendiosa, sem a necessidade de to, sem o qual seria inapropriado o emprego envolvimento de A mão partir deste obra trabalho, qualificada concluiu-se para preparo desta simulação e execução com a finalidade das amostras de comple- e da análise mentar/substituir em alguns casos, ou seja, quando já se tem conhecimento do comportamento mecânico do compósito em literaturas afins, para baratear a análise do laminado. experimental, como também sem a necessidade da aquisição de material para este fim, tendo somente as propriedades elásticas do compósito e suas resistências à ruptura fornecidas pela literatura, tornando assim tal processo menos trabalhoso, demorado e dispendioso. Portanto conclui-

17 5. Agradecimentos Os autores agradecem a empresa holandesa Tencate pelo fornecimento dos laminados de PPS e à FAPESP pelo auxílio financeiro. 6. Referências Bibliográficas 1. BOTELHO, E. C. Compósitos Aeronáuticos Processados a partir de Fibras de Carbono Impregnadas com Poliamida 6/6 via Processo de Polimerização Interfacial. Tese de Doutorado em Ciência no Curso de Engenharia Aeronáutica e Mecânica do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), São José dos Campos/SP, CHEONG Ng, Y. Deriving Lamina Properties from Laminate Properties using Classical Lamination Theory and Failure Criteria. Journal of Composite Materials Vol. 39 no. 1295, COSTA, G. G. Avaliação da Influência dos Ciclos Térmicos nas Propriedades dos Compósitos Termoplásticos de PPS e PEI com Fibras de Carbono e Vidro Conformados por Prensagem a Quente. Dissertação de Mestrado em Engenharia Aeronáutica e Mecânica, Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos/SP, FILHO, I. S. A.; SAVI, M. A. Análise da Delaminação em Placas Compósitas através do Método dos Elementos Finitos. Revista Ciência e Engenharia vol. 10(2) p , HUYBRECHTS, S.; MAJI, A.; LAO, J.; WEGNER, P.; MEINK, T. Validation of the Quadratic Composite Failure Criteria with Out- Of-Plane Shear Terms. Journal of Composite Materials. Vol. 36, no. 1879, LABEAS, G.; BELESIS, S.; STAMATELOS, D. Interaction of Damage Failure and Post- Buckling Behavior of Composite Plates with Cut-Outs by Progressive Damage Modelling. Available online Elsevier ScienceDirect Composite Part B Vol. 39 p , LASPALAS, M.; CRESPO, C.; JIMÉNEZ, M. A.; GARCÍA, B.; PELEGAY, J. L. Application of Micromechanical Models for Elasticity and Failure to Short Fibre Reinforced Composites. Numerical Implementation and Experimental Validation. Composites and Structures Vol. 86 p , TITA, V.; CARVALHO, J.; SANTOS, N. C. Estudo do Comportamento Mecânico de Materiais Compósitos utilizando o Método dos Elementos Finitos. II congresso Nacional de Engenharia Mecânica. João Pessoa/PB, DE FARIA, M. C. M. Avaliação do Efeito Higrotérmico nas Propriedades Mecânicas de Compósitos PPS/Fibras Contínuas. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica. UNESP Universidade Paulista, Guaratinguetá/SP, Anais do 10o Congresso Brasileiro de Polímeros Foz do Iguaçu, PR Outubro/ DeTERESA, S. J.; LARSEN, G. J. Reduction in the Number of Independent Parameters for the TSAI-WU Tensor Polynomial Theory of Strength for Composite Materials. Journal of Composite Materials vol. 37 no. 1769, Endereço para Correspondência: Eder Jose Siqueira Curso de Engenharia Civil - UniFOA ederana@ig.com.br Centro Universitário de Volta Redonda Campus Três Poços Av. Paulo Erlei Alves Abrantes, nº 1325, Três Poços - Volta Redonda / RJ CEP: Informações bibliográficas: Conforme a NBR 6023:2002 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), este texto científico publicado em periódico eletrônico deve ser citado da seguinte forma: Siqueira, Eder José; Faria Maria Cândida Magalhães de; Silva Fernando de Azevedo; Botelho Edson Cocchieri. Estudo dos critérios de falhas em flexão em Compósitos PPS/Fibras de Carbono utilizando elementos finitos.. Volta Redonda, ano IV, n. 11, dezembro Disponível em: <

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19 19 Proposta de um Framework para aplicações web Proposal for a Framework for web applications Francisco de Oliveira Dantas Filho 1 Hevanderson da Silva 1 Angelo Márcio de Paula 2 Artigo Original Original Paper Palavras-chaves: Web Software Padrões de Projeto Arquitetura Resumo Aplicações envolvendo internet são denominadas aplicações web e requerem requisitos especiais de arquitetura de software para um correto desenvolvimento e funcionamento. Este trabalho tem como proposta apresentar as técnicas de software livre, formando uma arquitetura para construir aplicações web que funcionem na internet ou intranet. Todo framework foi desenvolvido na plataforma Java com o uso de Servlet, JSP e JavaBean. Ao final, o processo realizado apresentou alta produtividade, pois retirou do desenvolvedor a responsabilidade de programar o código de comunicação envolvendo o protocolo HTTP e as trocas de mensagens entre as camadas da aplicação. Desta forma, o programador se concentrará em programar somente a regra de negócio do sistema proposto. Abstract Key words: Applications involving Internet are called web applications and require specific requirements for software architecture for a correct development and functioning. This work has a proposal present the techniques of free software forming architecture to build web applications operating on the internet or intranet. Finally, the processor conducted showed high productivity, because withdrew from the developer the responsibility to set the code of communication involving the HTTP protocol and the exchange of messages between application tiers. Thus, the developer will focus on programming only the business rule of the proposed system. Web Software Design Pattern Architecture 1. Introdução Aplicações de software são complexas porque modelam a complexidade do mundo real. Atualmente, aplicações típicas são muito grandes e complexas para que um único indivíduo consiga compreendê-la. Sobre essas circunstâncias, a construção e a manutenção de grandes aplicações tornam-se um sério problema. A demanda por mais serviços, novos produtos, pela melhoria da qualidade e menores preços vêm, já há um bom tempo, impulsionando o estudo de técnicas de desenvolvimento de software que possam ser efetivamente utilizadas para a obtenção desses objetivos. Além do aspecto puramente técnico, encontramos ainda enorme dificuldade em gerenciar o processo de desenvolvimento. Este trabalho reúne as técnicas denominadas Padrões de Projetos para construção de aplicações que usam a internet/intranet como meio de comunicação, formando um framework, que atinja desde o cliente, executando uma página no navegador, até o dado, 1 Discente do Curso de Sistema de Informação - Centro Universitário de Volta Redonda - UNIFOA 2 Coordenação de Sistema de Informação e Engenharia Elétrica - Centro Universitário de Volta Redonda - UNIFOA Volta Redonda-RJ

20 20 sendo gravado no banco de dados, ou seja, uma proposta de uma arquitetura para desenvolvimento web em uma totalidade razoável. Todos os testes foram realizados com produtos open source, destacando-se a linguagem de programação Java através das tecnologias Servlet e JSP que são especialidades para desenvolvimento web. Ao final, é apresentado um framework com uma arquitetura madura, pronta para ser usada na construção de aplicações web por qualquer equipe de desenvolvimento, a qual tenha conhecimentos básicos na linguagem Java. 2. Revisão Bibliográfica 2.1 Trabalhos Realizados Entre os trabalhos pesquisados no meio acadêmico e na comunidade de desenvolvedores de código aberto (open source), destacamse sob o ponto de vista acadêmico e contribuíram para o desenvolvimento desta pesquisa: Framework Apache Struts, desenvolvido por Struts (2009); Framework JavaServer Faces, desenvolvido por SDN (2009). MVC. Esse projeto é mantido por um grupo voluntariado que colabora entre si desenvolvendo o framework e mantendo-o dentro das características de código aberto. O framework JavaServer Faces também é usado para desenvolvimento de aplicações web dinâmicas visando à separação das camadas. É mantido pelo Java Community Process (JSR-314) e estabelece o padrão do lado servidor para a construção de interfaces com o usuário. Com as contribuições do grupo de especialistas, o JSF foi concebido de forma a ser aproveitado por ferramentas as quais irão tornar ainda mais fácil o desenvolvimento de aplicações web. A Facilidade de uso é a principal meta do JSF, pois ele define claramente uma separação entre a aplicação lógica e a camada de apresentação tornando fácil a ligação entre a camada de apresentação e a lógica do negócio. Esse projeto permite, a cada membro da equipe de desenvolvimento, concentrar-se no desenvolvimento da lógica de negócio, ficando a cargo do JSF as complexidades de ligação entre as camadas. Por exemplo, o desenvolvedor não precisa ser especialista em HTML, pois o JSF possui TAG s que encapsulam a regra de apresentação através de passagem de parâmetros, sem a necessidade de escrever qualquer script (SDN,2009). O Apache Struts é um projeto popular desenvolvido por The Apache Software Foundation (STRUTS, 2009). Trata-se de um projeto open source para desenvolvimento de aplicações web usando a linguagem de programação Java. O Struts é empregado onde há necessidade de criação de web sites que possuem respostas dinâmicas. Aplicações web baseadas em JSP (Java Server Pages), ASP (Active Server Pages) e PHP (Hypertext Preprocessor) misturam dados, controle e visualização em apenas um componente e, na prática, verifica-se uma dificuldade na manutenção destes sites, principalmente, quando se trata de sistemas de médio para grande porte. Então, umas das preocuções em uma aplicação é ter uma clara separação das camadas, o que é alcançado com a utilização da arquiteura MVC (Model-View-Controller). O Struts foi concebido para ajudar os desenvolvedores criar aplicações web que utilizam a arquitetura 2.2 Revisão Tecnológica Java Beans JavaBeans são componentes de software escritos em Java. A API de JavaBeans foi criada pela Sun Microsystem com a cooperação da indústria e determina as regras que o programador de software deve seguir a fim de criar componentes de software reutilizáveis e independentes. Assim como muitos outros componentes de software, os Beans encapsulam tanto estado quanto comportamento. Ao usar a coleção de tags relacionadas a Beans de JSP nas suas páginas da web, os programadores de conteúdo podem alavancar o poder de Java para adcionar elementos dinâmicos às suas páginas sem escrever uma única linha de código Java. Então, um JavaBean é uma classe que segue certo padrão de projeto. O padrão tem