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[en] NUMERICAL MODELING OF LEAK OFF TEST IN OIL WELLS / [pt] MODELAGEM NUMÉRICA DO ENSAIO DE LEAK OFF EM POÇOS DE PETRÓLEOJOSE FRANCISCO CONSUEGRA MURGAS 13 June 2012 (has links)
[pt] Em operações de perfuração, é importante ter uma estimativa do gradiente de fratura de determinada formação, como o objetivo de poder estimar o máximo peso da lama necessária para a próxima seção da formação rochosa, antes de colocar o revestimento. Por esse motivo, são realizados ensaios de Leak-Off para determinar a máxima pressão que a nova seção do poço pode sustentar sem fraturar ou perder fluido, sendo realizados durante a fase de perfuração do poço, nas formações imediatamente abaixo de cada sapata de revestimento. A finalidade deste estudo é realizar a simulação numérica deste ensaio usando um programa comercial de elementos finitos para calcular a pressão de Leak-Off, considerando a taxa de bombeamento como um dado de entrada do problema e a pressão na parede do poço como uma resposta. O trabalho abordará dois cenários: uma formação rochosa permeável e uma formação rochosa impermeável constituída de rocha de sal. Deste modo, para um estudo de uma análise real de um ensaio de Leak-Off em rocha permeável e rocha impermeável, torna-se necessário a utilização de modelos que considerem poroelasticidade e fluência, respectivamente. Para a caracterização do comportamento da rocha de sal foi usada uma lei de fluência de duplo mecanismo de deformação, que considera apenas os mecanismos de fluência: planar e indefinido. Os modelos estudados foram bidimensionais e analisados sobre a hipótese de deformação plana. A hipótese, de que a pressão de Leak-Off é atingida quando a tensão tangencial efetiva é igual a zero (calculada graficamente), foi considerada. Finalmente, foram simulados alguns casos para verificar os possíveis efeitos da alteração da permeabilidade e influência do fluido de pressurização no cálculo da pressão de Leak-Off em rocha permeável. / [en] In drilling operations, it is important to have an estimate of the fracture gradient of certain formation, in order to being able to estimate the maximum mud weight required for the next section of the rock formation, before casing is placed. For this reason, Leak-Off tests are conducted to determine the maximum pressure that the new section of the well can support without fracturing or losing fluid, being made during the drilling phase of the well in formations immediately below each casing shoe. The purpose this study is to perform the numerical simulation of this test using a commercial finite element program to calculate the Leak-Off pressure, considering the pumping rate as an input data of the problem and pressure at the borehole wall as the answer. The work will address two cases: a permeable rock formation and an impermeable rock formation composed of salt rock. Thus, for studying a real analysis of a Leak-Off test in permeable and impermeable rock, it becomes necessary to use models that consider poroelasticity and creep, respectively. For the characterization of salt rock it was used a creep law of dual mechanism of deformation, which considers only the dislocation creep mechanisms: planar and undefined. The two-dimensional models were studied and analyzed under the assumption of plane strain. The hypothesis that the Leak-Off pressure is reached when the effective tangential stress is zero (estimated graphically), was considered. Finally, some cases were simulated to check the possible effects of changing the permeability and the influence of pressurized fluid in the calculation of Leak-Off pressure in the permeable rock.
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[en] NUMERICAL ANALYSIS OF THE EFFICIENCY OF THREE-WAY SLABS / [pt] ANÁLISE NUMÉRICA DA EFICIÊNCIA DE LAJES NERVURADAS TRIDIRECIONAISITALO LINHARES SALOMAO 20 May 2015 (has links)
[pt] As lajes nervuradas quando comparadas às lajes maciças apresentam redução do volume de concreto, não comprometem a eficiência da estrutura e permitem a construção de lajes mais econômicas e com maiores vãos. Este trabalho tem como objetivo verificar o comportamento de três tipos de lajes nervuradas: a laje nervurada tradicional, a laje nervurada rotacionada e a laje nervurada tridirecional. Na primeira fase deste trabalho foi realizado um estudo comparativo de vários modelos usando diferentes tipos de elementos, a fim de determinar aquele que melhor representa o comportamento das lajes nervuradas. O modelo selecionado utiliza elementos de casca para representar a capa de concreto e elementos de viga para representar as nervuras, ambos com seis graus de liberdade por nó. Elementos de ligação rígida foram usados para conectar os elementos de casca e os de viga a fim de capturar a posição relativa entre a capa e as nervuras. Uma vez selecionado o modelo, foi desenvolvido um estudo dos sistemas bidirecional, rotacionado e tridirecional, no regime elástico-linear. Os resultados encontrados através do programa de elementos finitos Robot permitiram comparar os três tipos de lajes em termos dos deslocamentos obtidos no Estado Limite de Serviço, da quantidade de aço determinada através do dimensionamento no Estado Limite Último, e do volume de concreto. As lajes nervuradas tradicionais apresentaram um comportamento estrutural melhor, com lajes mais rígidas e mais econômicas sob o ponto de vista da quantidade de materiais utilizados. / [en] When compared to flat slabs, the waffle slabs reduce the volume of concrete, do not compromise the efficiency of the structure and also allow the construction of more economical slabs with longer spans. This study intends to investigate the behavior of three types of waffle slabs: a traditional waffle slab, a rotated ribbed slab and three-way slab. In the first part of this study, it was carried out a comparative analysis of various models using different types of finite element techniques in order to determine which one best represents the behavior of waffle slabs. The selected model uses shell elements to represent the concrete cover and beam elements to represent the ribs, both with six degrees of freedom per node. Rigid link elements were used to connect the shell elements and the beam elements in order to capture the relative position between the concrete cover and the ribs. Once the model was selected, a study of two-way, three-way and rotational systems were developed in the linear elastic regime. The results found using the finite element program Robot allowed the comparison between the three types of slabs in terms of, displacements obtained from the Service Limit State, amount of steel determined by designing in the Ultimate Limit State and volume of concrete. The traditional ribbed slabs had an overall better structural behavior, resulting in slabs that are more rigid and more economical from the point of view of the amount of materials used.
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[en] STRUCTURAL INTEGRITY OF PLAIN DENTS IN PIPELINES / [pt] ANÁLISE DE INTEGRIDADE ESTRUTURAL DE DUTOS COM MOSSAS SIMPLESMAIRA AMANDA VARGAS AVILA 26 December 2007 (has links)
[pt] O presente trabalho analisa o impacto de uma mossa simples
transversal na
integridade estrutural de espécimes tubulares de paredes
finas com dimensões e
características semelhantes aos dutos usados para
transporte de óleo e gás. O
estudo da mossa simples envolveu as etapas de criação,
recuperação elástica e
avaliação da sua resistência estática e cíclica. A
abordagem do problema
fundamentou-se na análise de dados experimentais e na
modelagem numérica por
elementos finitos. Na análise por elementos finitos foram
consideradas: não
linearidade por contato, plasticidade, grandes
deslocamentos e grandes
deformações. Adicionalmente, foram feitas comparações
entre os resultados e os
procedimentos usados na indústria, de modo a avaliar
criticamente eventuais
diferenças e semelhanças entre estes. Como resultado, a
avaliação da ruptura
estática permitiu verificar a pouca influência de mossas,
com a geometria
estudada, na resistência à ruptura. Entretanto, os códigos
de projeto estudados
não aceitam mossas com profundidades e deformações menores
que as estudadas.
A avaliação de resistência cíclica permitiu verificar a
influência deste tipo de dano
na vida à fadiga. No final foi elaborada uma rotina
simples, baseada em
fundamentos teóricos, que permite quantificar a vida à
fadiga de mossas, com
características similares, a partir do seu fator de
concentração de tensão. / [en] This work analyzes the impact of transverse plain dents in
the structural
integrity of thin-thickness pipe specimens with similar
dimensions and properties
than typical pipelines. The dent analyzes included the
following topics: creation,
burst and fatigue evaluation and elastic recuperation. The
problem was based in
the study of experimental data and numerical modeling by
finite elements. The
numerical modeling considered: non linearity by contact,
plasticity, large
displacement and large strain. Finally, comparisons were
made between the
results and the typical industry procedures, in order to
identify eventual
differences and similarities. The burst evaluation
indicated the low influence of
the studied plain dents in the burst resistance.
Otherwise, the project standards do
not accept dents with the depth and strain levels like
those studied. The cyclic
analyze verified the influence of this type of damage in
the fatigue life. At the
end of this study, a simple procedure was developed based
in theoric
fundamentals to quantify the fatigue life of plain dents,
with similar characteristics
studied above, using their intensity stress factor.
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[en] APPLICATION OF FINITE ELEMENT METHOD IN THE ANALYSIS OF FIELD VARIATIONS IN COAXIAL STRUCTURES DUE TO PERTURBATION IN THE BOUNDARY CONDITIONS / [pt] APLICAÇÃO DE MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS NA ANÁLISE DE VARIAÇÕES DE CAMPO EM ESTRUTURAS COAXIAIS DEVIDO A PERTURBAÇÕES NAS CONDIÇÕES DE CONTORNOJANAINA CUNHA E SILVA ARTEAGA 20 May 2008 (has links)
[pt] Neste trabalho, o Método dos Elementos Finitos (MEF) é
aplicado na análise do campo eletromagnético em dutos
metálicos, utilizados no transporte de óleo e gás.
Instrumentos de inspeção podem utilizar esse método para
verificar a existência de anomalias do tipo amassamentos e
corrosões nos dutos, contribuindo para evitar vazamentos
que podem causar acidentes ecológicos. Atualmente, a
técnica de fuga de campo magnético (MFL) é a mais utilizada
para precisar a profundidade dos defeitos encontrados nos
dutos devido ao processo localizado de corrosão, onde a
espessura se reduz progressivamente até o inicio de um
eventual vazamento. Os picos dos sinais de fluxo magnético
defletido indicam a perda de massa metálica localizada. A
profundidade dos defeitos é correlacionada com a
amplitude dos picos. Neste trabalho, o algoritmo baseado em
Método de Elementos Finitos é utilizado para avaliar o
desempenho do MEF na localização da posição de defeitos na
parede do duto, através dos picos que aparecem nos
gráficos de campo magnético. Essa análise será feita
utilizando-se dois tipos de alimentação na entrada do duto:
(I) apenas propagação do modo fundamental TEM e (II)
diferença de potencial entre os cilindros externo e interno
do duto. Diversos tamanhos de deformação em posições
diferentes do duto serão analisados para se determinar para
quais tipos de problema o algoritmo é eficiente. / [en] In this work, the Finite Element Method (FEM) is applied in
the analysis of electromagnetic field generated by
instruments employed for inspection of pipelines for
natural gas-transmission. Inspection instruments can use
this method to evaluate anomalies as corrosion and kneading
in the superficies of the pipelines. This can avoid leaking
that can cause ecological accidents. The Magnetic Flux
Leakage (MFL) is the oldest and most commonly used in-line
inspection method for finding metal-loss regions in gas-
transmission pipelines. MFL inspections are typically used
to detect, locate, and characterize metal-loss and other
anomalies in natural gas-transmission pipelines. The
amplitude or magnitude of an MFL signal is strongly related
to defect depth. Alternatively, in this work, an instrument
that generates a TEM wave is explored for inspection of
pipelines. To evaluate the field distribution inside the
pipe, an algorithm based on Finite Element Method is used
to detect and locate an anomaly in the pipeline. It
is used two kinds of source in the duct´s port: (I) just
propagation in the FEM basic mode and (II) different
potential between the internal and external
cylindrical duct. Several sizes of anomalies will be
analyzed to identify for which kind of problems the
algorithm is useful.
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[en] NUMERICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE MECHANICS OF ANEURYSMS IN ISOTROPIC RUBBER TUBES / [pt] INVESTIGAÇÕES NUMÉRICAS E EXPERIMENTAIS DA MECÂNICA DOS ANEURISMAS EM TUBOS ISOTRÓPICOS DE BORRACHALUCAS BOABAID IBRAHIM 26 January 2007 (has links)
[pt] Esta tese tem por objetivo investigar numérica e
experimentalmente a
mecânica da formação dos aneurismas na aorta. A parte
experimental foi realizada
no Laboratório de Membranas e Biomembranas utilizando-se
tubos cilíndricos de
látex sob pressão hidrostática e tubos de silicone com
geometria aproximada da
aorta. Foi investigada a pressão necessária à formação dos
aneurismas e o
comportamento do material ensaiado. A parte numérica foi
realizada por meio do
método dos elementos finitos através do programa ABAQUS.
Na análise
numérica foi validada a análise experimental e realizados
alguns estudos
paramétricos. / [en] The objective of this work was to investigate numerical
and experimentally
the mechanics of aortic aneurisms. The experimental part
was done in the
Laboratory of Membranes and Biomenbranes using latex
cylindrical tubes under
hydrostatic pressure and rubber tubes with the approximate
aortic geometry. The
required pressure to formation of aneurisms was
investigated as well the behavior
of the material during the experiments. The numerical part
was done with finite
element method with the ABAQUS program. In the numerical
analyses the
experimental analyses was validated and some parametric
studies was done.
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[en] A ROBUST GENERALIZED FINITE ELEMENT METHOD APPLIED TO FRACTURE MECHANICS / [pt] UM MÉTODO ROBUSTO DE ELEMENTOS FINITOS GENERALIZADOS APLICADO À MECÂNICA DA FRATURAWLASMIR CAVALCANTI DE SANTANA 26 March 2004 (has links)
[pt] Apesar da extensa aplicabilidade do Método de Elementos
Finitos na representação e solução de problemas dos mais
diversos campos da Engenharia, há ainda classes de
problemas em que o seu uso encontra severas dificuldades.
Uma delas está relacionada com a simulação da evolução
temporal da geometria ou de condições de contorno móveis na
Mecânica Computacional. Exemplos típicos destes problemas
envolvem grandes deformações, propagação de trincas na
mecânica da fratura, escoamentos bi-fásicos , transferência
de calor em meios com mudança de fase , entre outros.
Nestes casos, a tarefa do acompanhamento das modificações
de geometria, dos deslocamentos nas interfaces e das
descontinuidades a serem representadas pela malha de
elementos finitos implica em modificações da discretização
a cada passo da análise, o que requer o emprego de
sofisticados procedimentos de adaptação ou de reconstrução
da malha. Para atender a estas situações, duas classes de
novas estratégias foram recentemente propostas na
literatura: i) Métodos sem Malha, em que a discretização é
estabelecida a partir de um conjunto de nós distribuídos
sobre o domínio, dispensando o uso da entidade elemento e,
ii) Método de Elementos Finitos Generalizados (MEFG), em
que a capacidade de representação da base de funções
de forma tradicionais do MEF é estendida utilizando-se
funções específicas ao problema em analise. Neste trabalho
investigam-se as características destas duas classes de
métodos e, suas vantagens e limitações na aplicação à
análise de problemas da mecânica da fratura computacional.
Da comparação do desempenho destas técnicas na solução de
problemas envolvendo descontinuidades localizadas
demonstra-se que o MEFG é numericamente superior aos
demais, em aplicações com a análise da propagação de
trincas no contexto da Mecânica da Fratura Linear
Elástica (MFLE). Por este método, o campo de deslocamentos
representados no MEF tradicional por funções lagrangianas é
adicionado (enriquecido) localmente por funções que
representam as características de descontinuidade (trinca)
presentes no contínuo de forma implícita e independente da
malha. A nova base de funções incorpora também termos que
representam a solução da mecânica da fratura linear
elástica para os deslocamentos na vizinhança da ponta-de-
trinca, mantendo as características de partição da unidade
próprias do MEF. A formulação foi implementada em um
programa para a análise de problemas planos juntamente com
uma nova estratégia de integração numérica das equações de
equilíbrio que permite eliminar o emprego de eventuais
modificações da malha . Este procedimento de integração
emprega uma composição das quadraturas de Gauss-Lobato e
Gauss-Radau, capacitando o método à uma analise robusta sem
o uso de quaisquer procedimentos de reconstrução de malha.
Testes numéricos com modelos do MEFG são apresentados e
discutidos , verificando-se uma boa correlação da solução
numérica obtida com resultados experimentais ou outras
soluções clássicas da MFLE. / [en] The Finite Element Method is certainly the most generally
used technique for the solution of Engineering problems.
However, there are some classes of problems in which the
method is still not straightly applicable. One of those is
related to the simulation of problems with moveable
geometry and/or boundary conditions, in the field of
Computation Mechanics. Typical examples are found in
fields such : large deformations, crack propagation, two-
phase flow, heat transfer with phase change, and so on. In
these cases, because displacements at the interfaces and
the geometry are to be followed throughout the solution, a
regular finite element procedure becomes too cumbersome to
represent, requiring the use of sophisticated procedures
for adaptation and mesh reconstruction. To overcome these
difficulties, two classes of new numerical procedures have
been recently proposed: i) Meshless Methods (MM), where the
state-variables are interpolated by a set of node values,
within the problem domain, without using element
boundaries and, ii) Generalized Finite Elements Method
(GFEM), where the interpolation function basis is expanded
in order to accommodate specific interpolation functions,
adjusted to the problem in consideration. In this work the
characteristics of these two procedures were evaluated
considering their applications to numerical problem
solutions, in the field of fracture mechanics. It is
demonstrated that the GFEM results in a better numerical
procedure considering applications to the crack propagation
problem, in the context of linear fracture mechanics. In
this method, the displacement fields provided by standard
FEM are locally enriched by specific functions which
represent, implicitly and independently of the mesh, the
requirements for displacement discontinuities. The new
function basis also incorporates a solution for the
displacements in the neighborhood of the crack tip,
obtained from linear fracture mechanics solution. The
formulation has been implemented for the analysis of plane
problems using a new numerical integration strategy, for
numerical evaluation of the equilibrium equations. This
integration procedure uses a composition of Gauss-Lobato e
Gauss-Radau quadratures, assuring the method numerical
robustness, with no requirements for mesh reconstruction.
Numerical test solutions with GFEM models are compared to
experimental and other classic solutions to demonstrate the
method applicability to the analysis of linear fracture
mechanics problems.
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[en] AN AXISYMMETRIC FINITE ELEMENT FORMULATION FOR THE ANALYSIS OF LAMINATED COMPOSITE TUBES / [pt] UMA FORMULAÇÃO DE ELEMENTOS FINITOS AXISSIMÉTRICOS PARA ANÁLISE DE TUBOS LAMINADOS EM MATERIAIS COMPÓSITOSGUILHERME PINTO GUIMARAES 06 November 2006 (has links)
[pt] O emprego de materiais compósitos em estruturas tem ganhado
importância na prática da engenharia devido às suas
características de alta
resistência mecânica, baixa densidade e boa estabilidade a
efeitos térmicos.
Uma das classes de compósitos, a de laminados fibrosos,
pode ser utilizada em
tubulações sujeitas às diversas formas de carregamentos,
como pressão interna
e/ou externa, tração longitudinal, torção, temperatura,
etc. O presente Trabalho
tem por objetivo propor, implementar e testar a formulação
de um modelo de
elemento finito axissimétrico, para a representação do
comportamento de um
tubo laminado por camadas de materiais compósitos
fibrosos. A modelagem
consiste em representar a seção geratriz de um tubo
cilíndrico por um elemento
quadrilateral de quatro nós, com três graus de liberdade
por nó, com os
deslocamentos nodais tomados em relação aos eixos de um
sistema cilíndrico
de coordenadas. Considera-se a perfeita adesão das
camadas, garantindo a
continuidade do campo de deslocamentos. Modelos
constitutivos de materiais
com o comportamento ortotrópico e/ou o transversalmente
isotrópico foram
implementados, obtendo-se respostas para os campos de
deslocamentos, de
deformações e de tensões atuantes. Na validação do modelo
numérico,
considerou-se a comparação de seus resultados com os de
soluções analíticas,
disponíveis na literatura, e aqueles fornecidos por um
programa comercial de
elementos finitos, empregando o modelo com elementos
sólidos. Foram
propostos, para os testes em ambos os casos, exemplos de
laminados com uma
a quatro camadas, com fibras orientadas em diferentes
ângulos. Destas
comparações, verifica-se uma boa convergência das soluções
numéricas obtidas
com o presente modelo, representativo das principais
características cinemáticas
da classe de problemas representada. / [en] The use of composite materials in structures has grown in
the engineering
practice due to its characteristics, of high strength, low
density and a good
stability to thermal effects. A class of composites, the
fibrous laminates, is
generally used in tubes subjected to many types of
loadings as internal and/or
external pressure, traction, torsion, temperatures, etc.
This work has the
objectives to propose, implement and test an axisymmetric
finite element model
formulation that represents the mechanical behavior of a
fibrous laminated
composite tube. Modeling consists in representing the
cylindrical tube generating
section by a quadrilateral element with four nodes and
three degrees-of-freedom
per node, with three nodal displacements defined in a
cylindrical coordinate
system. Layers are considered perfectly bonded together,
assuring continuity
between elements on the displacement fields. Orthotropic
and/or transverse
isotropic constitutive material models were implemented,
allowing solutions for
displacement, strain and stress fields. In the element
numerical model validation,
result comparisons with those from analytical solutions
available on literature and
those from the use of layered solid elements in a
commercial finite element
program were considered. Some examples, considering one to
four layers, with
different fiber angles, were proposed for model testing.
It is noted a good
numerical convergence for the presenting model solutions
which represent the
main kinematic characteristics for this class of problems.
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[en] NUMERICAL FINITE ELEMENT ANALYSIS OF RESIDUAL STRESSES GENERATED BY TREATED PHASE CHANGES IN THERMICALLY STELLS / [pt] ANÁLISE NUMÉRICA POR ELEMENTOS FINITOS DE TENSÕES RESIDUAIS GERADAS POR MUDANÇA DE FASE EM AÇOS TRATADOS TERMICAMENTEMARCELLO GOULART TEIXEIRA 20 May 2002 (has links)
[pt] O objetivo deste trabalho é fazer uma modelagem numérica
por elementos finitos de tensões residuais em peças de liga
ferro-níquel e aço carbono submetidas a tratamentos
térmicos,considerando mudanças de fase.Com este objetivo,
foram desenvolvidos códigos computacionais orientados a
objetos para análise térmica não-linear acoplado à análise
da micro-estrutura. Códigos implementados em POO também
foram criados para análise elasto-plástica, onde a
distribuição de temperatura e as frações parciais dos
constituintes são dados de entrada. As propriedades termo-
mecânicas do material são consideradas dependentes tanto da
temperatura quanto da fração parcial de cada constituinte.
No tratamento térmico está sendo considerado a formação de
martensita segundo o esquema de Koistinen e Marburger
(1959). É abordado também a formação difusional de perlita
e bainita, segundo o esquema proposto por Avrami (1939).
Por fim, é apresentado um novo modelo para calcular os
parâmetros cinéticos das transformações difusionais
austenita-perlita e austenita-bainita. / [en] The objective of this thesis is to perform a finite element
analysis of residual stress in Fe-Ni alloys and carbon
steel heat-treated pieces, considering phase changes.
To achieve this goal, a object oriented computer code for
the non-linear thermal analysis coupled with a code for a
micro-structural analysis were developed. OPP codes were
also created for an elasto-plastic analysis, with
temperature distribution and constituents partial fraction
as input data. The material properties are considered
dependent on both the temperature and the partial fraction
for all analyses.In the thermal treatment, the martensite
transformation according to Koistinen and Marburger (1959)
scheme and the diffusional formation of pearlite and
bainite according to Avrami (1939) are considered.
Finally, a new model to calculate the kinetics parameters
of the diffusional austenite-pearlite and austenite-bainite
transformations is presented.
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[en] SDP: A SYSTEM FOR DEVELOPING PROGRAMS BASED ON THE FINITE ELEMENT METHODS / [pt] SDP: UM SISTEMA PARA DESENVOLVIMENTO DE PROGRAMAS BASEADOS NO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOSJAYME PEREIRA DE GOUVÊA 19 March 2018 (has links)
[pt] O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema computacional, denominado SDP, para auxiliar a elaboração de programas baseados no Método dos Elementos Finitos (MEF). É dividido em três partes: primeiramente é apresentado o SDP, que compreende um sistema de gerenciamento de dados (memória principal, arquivos em disco e fita), uma padronização para a documentação e facilidades para testes e depuração de programas; em uma segunda parte, utilizando-se este sistema, é desenvolvida uma organização para os programas e para as bibliotecas de rotinas; finalmente, são apresentadas aplicações mostrando as principais características do sistema e sua potencialidade. Os problemas de elasticidade infinitesinal linear, condução de calor e elasto-plasticidade incremental são descritos através de uma formulação variacional, a partir da qual são desenvolvidas soluções aproximadas utilizando-se o MEF. Por último, tomando-se por base as soluções encontradas por meio desta abordagem, são elaborados os programas aplicativos. / [en] The main purpose of this work is to develop a computational system, denominated SDP, to aid the elaboration of Finite Element Method (FEM) programs. This work is divided in three parts: initially is presented the SDP that comprises a data management system (main memory, disc file and tapes), a standardization for the documentation and facilities for program testing and debugging. In the second part, a program and a routines library organization are developed using this computational system. Finally, applications showing the main characteristics and capacity of the SDP are presented. The problems of Linear Infinitesimal Elasticity, Heat Transfer and Incremental Elastic Plasticity are described by a variational formulation. Based on the variational theory approximated solutions are developed by means of the FEM. The last step is the applicative program elaboration using the solutions achieved by this approach.
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[en] BUCKLING OF VISCOELASTIC STRUCTURES / [pt] FLAMBAGEM DE ESTRUTURAS VISCOELÁSTICASWALTER MENEZES GUIMARAES JUNIOR 19 October 2006 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta um modelo computacional aplicável
à análise de
sistemas estruturais viscoelásticos submetidos a grandes
deslocamentos, com
particular atenção ao fenômeno da instabilidade. A
discretização dos modelos é
obtida através de elementos finitos isoparamétricos
bidimensionais que podem ser
empregados na análise de colunas, pórticos, arcos e cascas
axissimétricas. A
estabilidade elástica do sistema é verificada ao longo de
trajetórias de equilíbrio
definidas no espaço carga-deslocamentos, onde a ocorrência
de pontos de
bifurcação ou de pontos-limite é indicada através da troca
de sinal do pivô da
matriz de rigidez tangente. A inclusão de um modelo
viscoelástico linear para o
material possibilita a avaliação do efeito do tempo de
carregamento sobre a carga
de flambagem da estrutura. O mecanismo de instabilidade
correspondente à
flambagem viscoelástica envolve duas variáveis básicas: a
magnitude da carga
(carga crítica) e a duração da carga (tempo crítico). Os
exemplos apresentados
ilustram esses conceitos e fornecem resultados
interessantes a respeito dos efeitos
da viscoelasticidade sobre a flambagem em diferentes
sistemas estruturais. / [en] This thesis presents a computational model for the
analysis of viscoelastic
structures undergoing large displacements, with particular
attention to unstable
phenomena. The discrete model utilizes two-dimensional
isoparametric finite
elements in the analysis of columns, frames, arches and
axially symmetric shells.
The elastic stability of the system is verified along the
equilibrium paths in the
multidimensional load-displacements space, with
bifurcation or limit points
indicated by sign changes of the pivot of the tangent
stiffness at every incremental
step. A linear viscoelastic model for the material is
included, allowing for the
consideration of the effect of loading time on the
buckling load for the structure.
Thus, the mechanism leading to loss of stability,
corresponding to viscoelastic
buckling, involves two basic variables: load magnitude and
duration of the load,
designated as critical load and critical time. The
examples presented herein
enlighten such concepts and provide interesting results
about viscoelastic effects
on buckling of different structural systems.
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