Sistemas Administrativos
Escola de Engenharia de São Carlos
SET Avaliação da influência do princípio de Saint- Ven...
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
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.
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.
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.
Keywords Compression test parallel to the grain. Modulus of elasticity. Saint-Venant principle. Stiffness. Wood.