| Documento | Mestrado |
| Área | Estruturas de Madeira |
| Data da defesa | 18/06/2025 |
| Autor | WEI, Wang Yu |
| Orientador | LAHR, Francisco Antonio Rocco |
| Português | |
| Título | Avaliação da influência do princípio de Saint- Venont na estimativa do módulo de elasticidade longitudinal da madeira por meio do ensaio de compressão paralela às fibras da ABNT NBR 7190- 3:2022 |
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Resumo
Para o dimensionamento adequado de peças estruturais de madeira, é essencial a correta
determinação das propriedades mecânicas, como a resistência à compressão paralela às fibras
(fc0) e o módulo de elasticidade (Ec0). Essas propriedades são fundamentais porque definem a
capacidade da madeira de suportar forças e deformações sem falhar ou sofrer deformações
excessivas. Os valores dessas propriedades são obtidos por meio de ensaios de compressão
paralela às fibras preconizados pela ABNT NBR 7190 (2022), utilizando-se corpos de prova
(CPs) de 5×5×15 cm. Entretanto, notou-se que a medição das deformações é inadequada devida
à instalação dos relógios comparadores a apenas 2,50 cm das extremidades, o que não é
suficiente para evitar os picos de tensão conforme os pressupostos do Princípio de Saint-Venant.
Assim, procurou-se analisar a adequabilidade do ensaio de compressão paralela às fibras da
referida norma, investigando a possível influência do Princípio de Saint-Venant na
superestimativa do valor de Ec0, dada a geometria dos corpos de prova prescrita. O intuito foi
avaliar os valores de Ec0 variando o comprimento dos CPs de 5 em 5 cm até atingir 15 cm,
iniciando-se com 30 cm. Dessa forma, foi possível obter quatro valores de Ec0 para cada CP,
ensaiados respeitando-se os limites da fase elástica do material. Eliminando-se a variabilidade
da madeira, foram realizadas as análises de variância (ANOVA) não paramétrica de Kruskal-
Wallis e comparações múltiplas de Dunn a um nível de significância de 5%. Adicionalmente,
corpos de prova virtuais foram modelados e calibrados no software ABAQUS 6.14 para simular
o ensaio de compressão paralela às fibras. Os resultados obtidos, tanto experimentalmente
quanto por meio das simulações numéricas, evidenciaram a influência dos efeitos do Princípio
de Saint-Venant na estimativa do módulo de elasticidade.
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| Palavras-chave | Ensaio de compressão paralela às fibras. Madeira. Módulo de elasticidade. Princípio de Saint-Venant. Rigidez. |
| English | |
| Title | Evaluating the impact of the Saint-Venant principle on the estimation of the longitudinal elastic modulus of wood using the compression test parallel to the grain as per ABNT NBR 7190-3: 2022. |
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Abstract
Precise determination of mechanical properties, such as compressive strength parallel to the
grain (fc0) and the modulus of elasticity (Ec0), is essential to design structural timber elements
effectively. These properties determine wood's capacity to endure forces and deformations
without failing or experiencing excessive strain. The values of these properties are obtained
through compression tests parallel to the grain as prescribed by ABNT NBR 7190 (2022), using
test specimens of 5×5×15 cm. However, it was noted that the measurement of deformations is
inadequate due to the installation of dial gauges only 2.50 cm from the ends, which is
insufficient to prevent stress peaks according to the presuppositions of Saint-Venant's Principle.
Therefore, an analysis was conducted to assess the suitability of the compression test parallel
to the grain prescribed by the standard, investigating the possible influence of Saint-Venant's
Principle on the overestimation of Ec0 values, given the geometry of the prescribed test
specimens. The goal was to assess the Ec0 values by changing the length of the specimens in 5
cm increments, starting from 30 cm and decreasing to 15 cm. This way, obtaining four Ec0
values for each specimen was possible and tested while respecting the limits of the material's
elastic phase. By eliminating material variability, non-parametric Kruskal-Wallis analysis of
variance (ANOVA) and Dunn's multiple comparisons were performed at a 5% significance
level. Additionally, virtual test specimens were modeled and calibrated in the ABAQUS 6.14
software to simulate the compression test parallel to the grain. The experimental and numerical
simulation results showed the impact of Saint-Venant's Principle on estimating the modulus of
elasticity.
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| Keywords | Compression test parallel to the grain. Modulus of elasticity. Saint-Venant principle. Stiffness. Wood. |