Fotoelasticidad

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA MESTRADO EM ENGENHARIA AUTOMOTIVA

PUC Minas

Dissertação de Mestrado

FUNDAMENTAÇÃO DA TÉCNICA FOTOELÁSTICA, COM A CONSTRUÇÃO DE UM EQUIPAMENTO BÁSICO – POLARISCÓPIO MODELO –

José Luiz Silva Ribeiro

ORIENTADOR: Prof. Dr. Perrin Smith Neto

Maio de 2001

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINASGERAIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA MESTRADO EM ENGENHARIA AUTOMOTIVA

PUC Minas

FUNDAMENTAÇÃO DA TÉCNICA FOTOELÁSTICA, COM A CONSTRUÇÃO DE UM EQUIPAMENTO BÁSICO – POLARISCÓPIO MODELO –

Dissertação apresentada ao Departamento de Engenharia Mecânica da PUC Minas, pelo aluno José Luiz Silva Ribeiro, como parte dos requisitos para obtenção do título de MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIAMECÂNICA.

Banca Examinadora: Prof. Perrin Smith Neto, D.Sc. - PUC Minas - Orientador Prof. Henner Alberto Gomide, Ph.D. – UNIUBE - Examinador Externo Prof. Ernani Sales Palma, Dr.-Ing. - PUC Minas – Examinador Interno Prof. Luiz Cláudio de Oliveira,D.Sc. - PUC Minas - Examinador Interno Prof. Wisley Falco Soares, D.Sc. - PUC Minas - Suplente

Dedicatória

Dedico à minha companheira eamada, Cristina Nogueira Vieira.

Agradecimentos

Agradeço à Pontifíc Universidade Católica de Minas Gerais, pela concessão ia do auxílio PUC carga-horária; à Reitoria de Pós -Graduação, por fornecer meios de construção do Polariscópio de Transmissão com o FIP - Fundo de Incentivo à Pesquisa e ao meu orientador Prof. Dr. Perr Smith Neto, Coordenador do in Mestrado em Engenharia Mecânica. Gostariade estender meus agradecimentos a todos os funcionários do Departamento de Engenharia Mecânica / Mecatrônica; aos funcionários da Oficina Mecânica do Instituto Politécnico, em nome de seu Coordenador Prof. Roberto Schirm, aos professores e funcionários do Mestrado em Engenharia Mecânica da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, ao Dr. Luiz Cláudio Oliveira, que muito colaborou para aconclusão do presente trabalho e aos alunos de iniciação científica Cristiano Antônio de Andrade e Leandro Márcio Silveira Nunes.

Resumo

A presente dissertação trata do projeto e construção de um polariscópio modelo, para disseminação da técnica fotoelástica, tanto nas engenharias, como nas áreas biomédicas, com informes sobre sua construção e utilização. Para fins de projeto, foram feitosestudos sobre os conceitos básicos da Fotoelasticidade, com relação aos elementos constituintes de um polariscópio plano-circular de transmissão, com mobilidade de placas para compensações (principalmente Tardy), instrumento fundamental na área, e sobre a utilização destes conceitos na análise de peças / fatias fotoelásticas. Foram ainda realizadas visitas a várias instituições de renome, quetrabalham com polariscópios, levantando-se dados sobre seus equipamentos, a utilização dos mesmos, e as necessidades de um polariscópio na prática da Fotoelasticidade. O projeto final escolhido foi um polariscópio de construção relativamente simples, para execução em oficina mecânica de usinagem convencional, de pequeno a médio porte, com necessidades mínimas de construção e manutenção. Visou-se, maisdo que detalhes mecânicos, a popularização do instrumento e, conseqüentemente, da técnica, no entanto sem perder a flexibilidade do instrumento e a qualidade da imagem. Os materiais utilizados, alumínio, plástico, metalon, bem como os detalhes construtivos, são caracteristicamente atuais, produzindo um instrumento leve, funcional, portátil, de baixíssimo custo e ainda atraente. Embora sua usinageme montagem tenham sido simplificadas, o equipamento pode ser utilizado, segundo a metodologia de uso indicada, sem nada perder na qualidade de suas análises e em suas principais aplicações.

Abstract

This dissertation is about the design and construction of a model polariscope for dissemination of the photoelastic technique, in the engineering as well as in the biomedical fields, with...