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CORPO EDITORIAL:
J. Sous a Cime -Editor chefe Mfuio Santos
J. Silva Gomes
Paulo Piloto
Joao Ferreira Jorge Games
Deposita Legal N" HiS 644/0 I lmprcssao c Acabamcnto
Qui late- artes gr.ificas
Capa:.
Optimiz:1~iio das metodologias de treino recorrcndo a sistcmas de aquisi~o do esfon;o dos atletaS.
(Cortesia do LOME-INEGI)
Revista da Associa~ao l'ortugucsa de Analisc Experimental de Tcnsocs
-distribui~ao gratuita aos s6cios
-prc<;:o por unidade a vulsa-20€
Endcrc~n APAET
L...1boratorio Nacional de Engcnharia Civil
Av. do Brasil, 101
1700-066 LISBOA CODEX
c-mail: apact@lncc.pt
2012
A Associa!;aO Portuguesa de Am11ise Experimental de Tensoes (APAET} foi fundada em 1982 com os
seguintes objectives:
1-Promover a cooperac;:ao cientifica e tecnica no campo do conhecimento experimental da Mecanica Estrutural e, particularmente, da Analise Experimental de Tensoes, visando o desenvolvimento e emprego dos aparelhos de medida e dos processes destinados
a
determinac;:ao das tensoes em materiais e em todos os tipos de estruturas e mecanismos ou seus componentes.2- Assegurar a representac;:ao portuguesa na European Society for Experimental Mechanics (EURASEM) e na Society for Experimental Mechanics (SEM).
A Revista "Medinica Experimental" foi criada pela Direq:ao desta Associac;:ao, cam o objective de fomentar a publicac;:ao de artigos originais de qualidade que promovam a divulgac;:ao de informac;:ao e o interdlmbio cientifico e tecnico entre os investigadores de lingua portuguesa que nos seus trabalhos recorram a tecnicas experimentais.
CORPOS GERENTES DA APAET {2011-2012}
Mesa da Assembleia Geral- IDMEC; Secretario: PAVICENTRO; Vagal: Prof. Mario Vaz.
Direc~ao - Presidente: Eng!! Mario Santos; 12 Vice-Presidente: CEMUC (Prof. J. Sousa Cirne); 22 Vice-Presidente: IPB (Prof. Paulo Piloto); Tesoureiro: LNEC (Eng!l Jorge Games); Vogais: INEGI (Prof. J. Silva Games) e ICIST (Prof. Joao Ferreira); Secretario: LNEC (Held er Vit6ria).
Conselho Fiscal - Presidente: ACADEMI~ MILITAR ; Vogais: lnvestigador Coordenador Manuel J. Esteves Ferreira; Eng!l Arlindo Gon~alves.
COMISSAO CIENTfFICA:
Abel Trigo CabralAlbano Cavaleiro Alfredo Campos Costa Alfredo Ribeiro Almeida Fernandes Almeida Garrett Altino Loureiro Alvaro Cunha Amilcar Ramalho Ant6nio Morae Dias Ant6nio Pousada Ant6nio Sousa Miranda Ant6nio Tadeu
Ant6nio Torres Marques Arlindo Gon~alves
Eduardo Julio Eisa Caetano Elza Fonseca Fernando Branco
Francisco Queir6s de Melo Humberto Varum
J. Silva Gomes Joao Ferreira Jorge Gomes
Jorge Oliveira Seabra J<;>se Ant6nio Simoes Jose Dias Rodrigues Jose Martins Ferreira Jose Reis Campos Jose Sousa Cirne Julio Montalvao e Silva Luis Guerra Rosa Madalena Teles Manuel Freitas Manuela Salta Maria Joao Barros Mario Barbosa Mario Santos Mario Vaz Oliveira Pedro Paulo Piloto Paulo Providencia Paulo Tavares de Castro Paulo Vila Real
Raimundo Delgado Rui Carneiro Barros Shaker Meguid Valdemar Fernandes
Revista da Associacao Portuguesa de Analise Experimental de Tensoes ISSN 1646-7078
iNDICE DESTE NUMERO
Modelos de Dimensio·namento do FIB e do ACI para o Refor~o
a
Flexiio corn CFRPL. F. P. Juvandes, D. M. M. Azevedo, A. A. R. Henriques 1
· Constru~iio de Estruturas de Betao Armado corn Varoes de FRP
L. F. P. Jm•andes, V. L. F. Reis 13
Crack Propagation Behaviour of A Puddle Iron Under Constant and Variable Amplitude Loading
A.M. P. de Jesus, J.M. C. Maeiro, A.L.L. da Silva, A.S. Ribeiro 25
Avalia~iio das Propriedades Meciinicas da Madeira In Situ por Ensaios de Mesoprovetes
R. D. Brites, J. S. Maclzatlo, P. B. Lourenro 35
Aplica~iio do Euroc6digo 5 na Avalia~ao de Liga~oes Tradicionais de Madeira ao Fogo
P. B. Cac/zim, N. Lopes, H. Cruz, J. Branco, P. Vi/a Real, P. Palm a 41 On the Evaluation of Elastic Properties of P. Pinaster at the Growth Ring Scale
J. Pereira, J. Xavier, J. Morais, J. Lousada, F. Pierro11 51 On the Determination of the Modulus of Elasticity of Wood by Compression Tests Parallel to the Grain
J. Xavier, A. Jesus, J. Morais, J. Pinto 59
Previsao do M6dulo de Ruptura
a
Flexiio em Toras de Eucalyptus SP pelo Ensaio de Vibra~iio TransversalM. R. Carreira, J. C. Molina, C. Calil Jr, A. A. Dias 67
An:ilise Experimental do Processo de Microfura~iio Electroquimica
G. R. Ribeiro, I. M. F. Braganra, P. A. R. Rosa, P. A. F. Martins 73
Caracteriza~iio de Materiais Comp6sitos
a
Base de Gesso FGDA. Camoes, C. Cardoso, S. Cmzlza, G. Vascoucelos, P. Metleiros, R. Eires, S. Jalali, P. Lourenro 79 Laminados Multi-Direccionais de CFRP para·Aplica~oes em Engenharia Civil
J. Seua Cruz, J. Barros, M. Coellzo, P. Femandes 89
Colagem e Propriedades Meciinicas da Madeira de Pinheiro Tratada Termicamente
B. Esteves, H. Pereira 101
Modela~ao da Fura~iio de Laminados por Elementos Finitos
L. M. P. Duriio, D. J. S. Gonrall•es, M. F. S. F. de Moura, A. T. Marques 109 Desenvolvimento de Equipamento para Microfura~ao por Electroerosao
I. M. F. Braganra, L. 1l1. M. All'es, P.A. R. Rosa, P.A. F.Mmtins 117 Influencia dos Equipamentos para a Melhoria da Qualidade no Assentamento de Pisos Ceriimicos
M. T. Ba~l, G. A. Pelegriui, H. R. Roman, L. F. M. Heineck, C. Ba~l 125 Sistemas CAD-CAM cm Medicina Dcntaria: Intcgra~ao corn Metodos de Analisc de Tcnsoes
A. Correia, J.C. Sampaio-Femandes, J.C. Reis Campos, M A. Vaz, P. Piloto, N. V. Ramos 131 Analise do Ensaio de Pin o-no-Disco na Quantifica~ao do Coeficiente de Atrito no Corte Ortogonal
V. A. M. Cristino, C. M. A. Silva, P. A. R. Rosa, P. A. F. Martins 135 Descnvolvimento de Urn Sistema de Determina~iio da Curva Tcnsiio-Deforma~ao Atraves do Ensaio "Bulge"
Revista da Associacao Portuguesa de Analise Expel"imental de Tensiies ISSN 1646-7078
SISTEMAS CAD-CAM EM MEDICINA DENT
ARIA:
INTEGRA<;AO
COM METODOS DE ANALISE DE TENSOES
A. Correia1, J.C. Sampaio-Fernandes\ J.C. Reis Campos1, M.A. Var, P. Piloto2, N.V. Ramos3 I - Grupo de Protese Dentaria e Oclusao. Faculdade de Medicina Dentaria da Universidade do Porto.
acorreia@fmd.up.pt ·
2 - Departamento de Engenharia Meciinica da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porta. Laborat6rio de Optica e Meciinica Experimental. gmavaz@fe.up.pt
3 - lnstituto Politecnico de Bragan~a, Dept Tee. Meciinica. ppiloto@ipb.pt
RESUMO
A evolzu;:iio tecnol6gica das ultimas decadas, dos sistemas de levantamento de forma, das preparar;:oes dentarias, do software de desenho virtual (CAD), dos materiais dentarios e
maquinas de fresagem (CAM), levou ao desenvolvimento de varios sistemas CAD-CAM com
aplicabilidade em Medicina Dentaria (ex. Everest®Kavo, disponivel na FMDUP). Nesse
sentido o Grupo da Pr6tese Dentaria e Oclusiio da FMDUP desenvolveu uma colaborar;:iio
interdisciplinar com o Laborat6rio de Optica e Meciinica Experimental (LOME) da FEUP no
sentido de adoptar as tecnologias normalmente aplicadas em Engenharia para optimizar;:iio de estruturas utilizadas em Pr6teses Dentarias.
1. INTRODU<;A.o
A aplica9ao da tecnologia CAD-CAM em Medicina Dentlliia iniciou-se rio transi9ao da decada de '70-'80 corn os trabalhos desen-volvidos por Young e Altschuler nos EUA (mapeamento intra-oral por holografia laser), Fran9ois Duret em Fran9a (Duret system) e Mormann e Brandestini, da Univ. de Zurique, Suiya, que revolucionaram a Medicina Dentlliia corn o desenvolvimento do primeiro sistema CAD-CAM aplicado ·e comercializado de forma viavel na reabilita9ao dentlliia - o sistema CEREC®. (Liu., 2008)
A evolu9ao tecnol6gica das ultimas decadas relativamente aos sistemas de levantamento de forma das preparay5es dentlliias, do software de desenho virtual
(CAD), dos materiais dentlliios e maquinas de fresagem (CAM), levou
a
construyao de vanossistemas CAD-CAM corn aplicabilidade em
• Mecanica Experimental, 2012, Vol20, Pgs 131-134
Medicina Dentlliia.
Tabela 1 -Exemplos de Sistemas CAD-CAM para
Medicina Dentaria.
NOME COMERCIAL SITE
Everest®Kavo www.kavo-everest.com
CEREC 3D® CEREC www.sirona.com lnLab® Etkon® www.straumann.com Procera® www.nobelbiocare.com Lava® www.3m.com
Urn exemplo e o sistema CAD-CAM Everest®Kavo, disponivel na Faculdade de Medicina Dentaria da Universidade do Porto (Fig 1 ), que con tern 3 componentes principais: uma unidade de digitalizayao da prepara9ao dentaria extra-oral, uma unidade de desenho virtual da restaura9ao (CAD) e uma unidade de fresagem dessa mesma
A. Correia. J.C. Sanmaio-Femandcs . .!.C. Rcis Compos. M. A. Vaz. P. Pilorn. N. V Ramos
restaurac;ao (CAM), que vai fazer a conversao de. uma estrutura virtual para uma estrutura real.
Fig 1 - Everest®Kavo, sistema CAD-CAM disponivel na FMDUP. (esq.: scanner; centra:
programa CAD ; dir.: fresadora)
Contudo, grande parte dos insucessos em Pr6tese Dentfui.a devern-se ao desconheci-mento das propriedades dos rnateriais e das tecnologias associadas ao desrespeito dos pri"ncipios fisicos elementares e
a
ignodin-cia das tensoes rnedinicas dentro da cavi-dade oral, pelo que e justo considerar que a Engenharia ocupa urn lugar fundamental na Medicina Dentaria Modema.Nesse sentido o Grupo da Pr6tese Dentaria e Oclusao da FMDUP desenvolveu uma colaborac;ao interdisciplinar corn o Laborat6rio de Optica e Mecfulica Experimental (LOME) da FEUP no sentido de adoptar as tecnologias normalmente aplicadas em Engenharia para optimizac;ao de estruturas, no estudo das pr6teses dentarias e da tecnologia CAD-CAM associada
Apesar de actualmente existirem ja sistemas CAD-CAM que permitem exportar os :ficheiros CAD gerados nurn formate .STL (Ex. CEREC in Lab®), o sistema disponi-bilizado na Faculdade de Medicina Dentaria da Universidade do Porto CAD-CAM, para a realizac;ao destes . trabalhos, foi o Everest®Kavo (v.4.07.06), que e baseado nurn circuito fechado i.e. em que todo o fluxo de processamento da informac;ao se restringe
as
suas pr6prias unidades, nao permitindo trabalhar corn componentes de outras rnarcas. Contudo, foi possivel conceber urna metodolo-gia de exportac;ao dos ficheiros de desenho virtual deste sistema para integrac;ao corn rnetodos de analise de tensoes:• Numericos
(ex. programas informaticos de analise
132
de elementos finitos, fonnato .stl).
• Experimentais
(ex. fotoelasticidade e interferometria
holografica)
Desta fom1a, toma-se possivel o estudo
virtual de situac;oes compativeis corn a
realidade clinica de Medicina Dentaria.
2. OBJECTIVOS
Neste trabalho e apresentada uma aplicac;ao desta metodologia em diversos trabalhos experimentais de analise de
tensoes em pr6teses parciais fixas dentarias. (Correia, 2009)
3. METODOLOGIA
Utilizando o sistema Everest®Kavo (v.4.07.06) foi efectuada a digitalizac;ao dos troqueis de dois pilares aparafusados a dois implantes dentfui.os, e executado o desenho de uma infra-estrutura de uma pr6tese parcial fixa de 4 elementos (sendo urn deles urn elemento em extensao - cantilever),
compativel corn a realidade da pratica clini-ca Medico-Dentfui.a (Fig 2 e Fig 3).
Fig 2 - Troqueis em gesso dos pilares aparafusados aos implantes dentirios.
Fig 3 - Digitalizas;ao 3D dos pilares corn o software
Sistemas rAD-rAM em Medicina Denturia: lntearaciin cnm Metodos de Anrilise de Tensiies
Fig 4 - CAD da infra-estrutura protetica.
3.1. Processamento pelo metodo dos
Elementos Finitos (Correia, 2009)
lJnna vez que o progranna nao
apresentava nenhunna fum;ao de exportac;;ao de ficheiros para amllise por outros ·
softwares, foi efectuada unna analise
informatica da pasta relativa ao progranna
CAD do sistenna Everest®, tendo-se
verificado a existencia de ficheiros do tipo
.igs (Initial Graphics Exchange Specifica- ·
tion), um formato de vectores graficos
2D/3D, utilizado por muitos progrannas CAD como um fom1ato padrao ASCII para
gravac;;ao e exportac;;ao de dados vectoriais.
Os ficheiros relativos
a
estrutura emanalise foram entao abertos no programa
CAD Solidworks® (Fig 5) para verificac;;ao
do desenho, e posterionnente no programa
Abaqus® para constrw;ao de uma malha de elementos fmitos (Fig 6), passive! de ser
submetida a uma amllise de tensoes e
deformac;;oes nwnerica.
A aplicac;;ao de cargas na superficie
oclusal do dente em cantilever permitiu-nos obter uma distribuic;;ao de tensoes na malha de elementos finitos projectada sobre o de-senho virtual desta infra-estrutura de
pr6-tese parcial fixa, que nos permitiu concluir,
Fig 5 - CAD aberto no programa Solidworks.
Fig 6-Malha de elementos finitos relativa a uma
infra-estrutura protetica do tipo ca11tilever.
p.e., pela presenc;;a de valores elevados na
zona inferior (gengival) do conector do
elemento em cantilever.
3.2. Processamento pelo metodo da
Fotoelasticidade (Correia, 2009)
De igual forma procurou-se efectuar wna
analise experimental de tensoes. Para tal, foi
executada wna secc;;ao longitudinal do desenho
CAD,
a
qual foi seleccionado apenas ocontomo extemo, de forma a pemritir a
construc;;ao de um modelo fotoelastico (Fig 7).
Pretendeu-se assim efectuar unna analise
qualitativa de tensoes por fotoelasticidade.
Foi utilizada uma placa fotoelastica de
6,5mm na qual foi recortado o desenho
exempli.ficado anteriormente. (Fig 8). A
estrutura projectada na placa fotoelastica foi entao submetida a cargas em diferentes pontos de aplicac;;ao, e analisada num polarisc6pio de
transmissao existente no LO:ME - FElJP (Fig
9).
Fig 7- Selec<;ao e amplia<;ao do contorno externa do modelo 3D a partir de uma sec<;ao longitudinal do
modelo 3D.
A. Cm-reia . ./.\. Samonio-Femalldes. J.C. Rei.~ C.nmnos. Al. A. Va:z. P. Piloto. N.V. Ramos
Fig 8-Recorte do contomo extemo da infra-estrutura protetica numa placa fotoelastica de
6,5mm.
Fig 9-Polariscopio de Transmissao (Vishay®) disponivel no LOME-INEGI.
Desta am11ise experimental pelo metodo da fotoelasticidade foi possivel concluir por uma concentTac;ao de franjas elevadas na
zona do conector do elemento em
canti-lever, 0 que e coincidente com os dados
obtidos pelo metodo dos elementos finitos.
Fig 10-Carga aplicada na zona mais distal do
dente em cantilever. Concentras;oes de franjas na zona do conector.
4. CONCLUSOES
A interdisciplinariedade e fundamental para a evolU<;ao da ciencia. A investigac;ao
aqm descrita representa uma metodologia
134
de integrac;ao de metodos de duas areas da
ciencia distintas - Medicina Dentaria e
Engenharia.
E
possivel concluir que a aplicac;ao detecnicas comummente utilizadas em
Engenharia em analises de estruturas
aplicadas em Medicina · Dentaria pode
contribuir para a optimizac;ao das proteses
dentarias ao identificar as zonas de
distribuic;ao de valores elevados de tens5es
e, em consequencia, para uma melhor
reabilitac;ao clinica dos pacientes que necessitam, deste tipo de reabilitac;ao.
Para uma integrac;ao verdadeira destas.
tecnologias, os programas infom1aticos dos
sistemas CAD-CAM de Medicina Dentaria
deveriam, p.e., possmr um modulo
avanc;ado de simulac;ao das cargas
mastigatorias que permitisse uma analise de
tens5es - pelo metodo dos elementos fi.nitos
- das estruturas proteticas desenhadas 3D.
NOTA DOS AUTORES
A investigac;ao . aqui descrita esta
incluida na Tese de Doutoramento do autor
principal (Correia A, 2009)
REFERENCIAS
1. Liu P-R, Essig M. A panorama of dental
CAD/CAM restorative systems.
Compendium 2008; 29(8): 2-10.
2. Correia A. 2009. Estudo das tens5es
exercidas sobre proteses fixas . em
zirconia e em titanic. Comportamento
mecanico de estruturas executadas em
CAD-CAM, 221 p. Tese de
Doutoramento, Faculdade de Medicina
MODELOS DE DIMENSIONAMENTO DO FIB E DO ACI PARA 0 REFOR<;O
A
FLExAO
COMCFRP
L. E P. Juvandes, D.
M.
M. Azevedo, A. A. R. HenriquesCONSTRU<;AO DE ESTRUTURAS DE BETAO ARMADO COM VAROES DE FRP
L. E P. Juvandes, V. L. E Reis
CRACK PROPAGATION BEHAVIOUR OF A PUDDLE IRON UNDER CONSTANT AND
VARIABLE AMPLITUDE-LOADING
A.M. P. de Jesus, J.M.C. Maeiro, A.L.L. da Silva, A.S. Ribeiro
AVALIA<";AO DAS PROPRIEDADES MECANICAS DA MADEIRA
IN SITU POR ENSAIOS DE
MESOPROVETES
R. D. Brites, J. S; Machado, P. B. Lourenfo
APLICA<;AO DO EUROCODIGO 5 NAAVALIA<";AO DE LIGA<;OES TRADICIONAIS DE
MADEIRAAO FOGO
P. B. Cacllim, N. Lopes, H. Cruz, J. Bra11co, P. Vi/a Real, P. Palm a
ON THE EVALUATION OF ELASTIC PROPERTIES OF P. PINASTER AT THE GROWTH RING
SCALE
J. Pereira, J. Xavier, J. Morais, J. Lousada, E Pierr011
ON THE DETERMINATION OF THE MODULUS OF ELASTICITY OF WOOD BY
COMPRESSION TESTS PARALLEL TO THE GRAIN
J. Xavier, A. Jesus, J. Morais, J. Pinto
