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Tipo: Dissertação
Título: Investigação experimental do modelo de fusíveis
Investigation of fuse model
Autor(es): Otomar, Denílson Ramos
Abstract: O processo de fratura em materiais desordenados é um assunto de pesquisas constantes e tem atraído muito interesse científico e tecnológico. Tal processo é extremamente sensível a desordem a qual possui uma forte influência sobre a rugosidade da superfície de fratura. Nas últimas décadas vários modelos computacionais foram propostos com o objetivo de se estudar o processo de fratura em materiais desordenados, dentre eles, podemos citar o Modelo de Fusíveis. Neste trabalho, apresentamos uma investigação experimental do Modelo de Fusíveis. Nosso objetivo principal é estudar a influência da desordem sobre o processo de fratura. O aparato experimental consiste de uma rede quadrada de tamanho L x L na qual os lados dos quadrados são os fusíveis. Dois fios diferentes foram usados como fusíveis: fios de cobre e palha de aço. A rede formada somente por fios de cobre varia entre um sistema com desordem mínima até um sistema completamente desordenado. No caso dos fios de palha de aço a rede é sempre completamente desordenada. O experimento consiste em aplicar uma diferença de potencial V na rede e medir a corrente I. As curvas I x V obtidas foram investigadas com o objetivo de se determinar suas leis de escala quando a desordem ou o tamanho da rede são variados. Nossos resultados indicam que leis de escala somente são observadas no caso desordenado. Verificamos que para uma corrente fixa, acima de uma certa corrente crítica, a resistência elétrica da rede aumenta como uma lei de potência do tempo. Verificamos, também, que o tempo de ruptura da rede decai como uma lei logarítmica da corrente aplicada, para valores de corrente pouco acima da corrente crítica, ao passo que para valores de corrente muito acima da corrente crítica o tempo de ruptura decai como uma lei de potência.
The fracture process in disordered materials is a subject of intensive research and has attracted much scientific and industrial interest. Such a process is extremely sensitive to disorder, which has a strong influence on the roughness of the fracture surface. In the last decade several computational models have been constructed to study the fracture process in desordered materials such as the Fuse Model. In this work, we present an experimental investigation of the Fuse Model. Our main goal is to study the influence of the disorder on the fracture process. Our experimental apparatus consists of an L x L square lattice of fuses placed in each bond of the lattice. Two types of materials were used as fuses: copper and steel wool wires. The lattice composed only by copper wire varies from a minimum ordered system to a maximum ordered one, whereas the lattice formed only by steel wool wire corresponds to a completely and exclusively disordered one. The experimental proceeding consists in applying a potential difference V in the lattice and to measure the respective current I. The curves I x V obtained were investigated with the aim of determining their scaling properties when the disorder or lattice size are changed. Our results show that the scaling laws are only verified for the disordered regime. We have found that for a fixed current, higher than a certain critical current, the resistance of the lattice increases as a power law of time. We have found, also, that the rupture time of the lattice decays as a logaritimical law of applied current for currents slightely higher than the critical current, whereas for currents much higher than the critical current the rupture time decays as a power law.
Palavras-chave: Física estatística
Mecânica da fratura
Fusível - Modelo
CNPq: Ciências Exatas e da Terra
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: OTOMAR, Denílson Ramos. Investigação experimental do modelo de fusíveis. 2005. 48 f. Dissertação (Mestrado em Física Aplicada) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2005.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/9558
Data do documento: 5-Abr-2005
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