Análise e síntese de placas sanduíche reforçadas sujeitas a restrições de frequência, flambagem global e estática são considerados. O problemade análise é formulado usando o método das faixas finitas associado à teoria de pequenas deflexões para placas ortotrópicas. Elementos de viga compativeis com as faixas finitas, nos quais o efeito do cisalhamento transvesal é levado em consideração, são também considerados. O elemento de faixa desenvolvido permite o completo desacopiamento das matrizes para os hamônicos m x n. O problema de otimização é formulado utilizando a estratégia de programação sequencial convexa, em conjunto com o método das direções viáveis modificado, como otimizador. O espaço de projeto inclui simultaneamente variáveis de dimensionamento e de configuração. A otimização acha a placa reforçada de menor peso com restrições nas diferentes respostas da análise, incluindo o critério de falha de Tsai-Wu sobre as tensões. Resultados numéricos são apresentados e comparações com outros trabalhos são feitas sempre que possível. Pode-se verificar a obtenção de bons resultados tanto nos problemas de análise como nos de otimização.

Neste trabalho são testadas várias juntas parafusadas com laminados de fibra de carbono. São investigadas as influências dos parâmetros geométricos e dos parâmetros de constituição do laminado no comportamento da curva carga versus deformação do furo carregado. Paralelamente é desenvolvido um modelo de elementos finitos linear elástico para calcular a deformação do furo carregado a partir das propriedades mecânicas do material e da geometria da junta. É proposto um critério de previsão de carga de início de falha da junta baseado na deformação do furo calculada por elementos finitos. Os valores previstos pelo método proposto apresentam uma boa correlação com os resultados experimentais.

Através do Método dos Elementos Finotos em sua modalidade de descolamentos, o objetivo deste trabalho é aplicar a Técnica do Refinamento Hierárquico p-Adaptativo na solução de problemas da Teoria da Elasticidade Tridimensional. Inicialmente é apresentada a formulação clássica do Método dos Elementos Finitos, sua formulação como especialização do Método de Ritz-Bubnov-Galerkin, seus critérios de convergência e as principais idéias de Refinamento Hierárquico Adaptativo. Em seguida é verificada a correção do programa de cálculo desenvolvido através da comparação com soluções exatas da Teoria da Elasticidade. Finalmente estuda-se a influência de diferentes valores de indicadores de erro, na solução dos campos de tensões em um bloco parcialmente carregado.

Neste trabalho analisa-se problemas de placas retangulares sob ação de cargas seguidoras. Aplica-se o Princípio dos Trabalhos Virtuais na sua forma estendida, aos problemas não-conservativos aqui propostos. Para as funções coordenadas foram utilizadas polinômios ou funções trigonométricas, ambas satisfazendo no mínimo as condições de contorno geométricas. Os resultados obtidos para as cargas críticas e para as correspondentes frequências de vibração são comparados quando possível, com soluções existentes.

Apresentam-se, neste trabalho, as técnicas de refinamento hierárquico adaptativo, em sua modalidade p, quando aplicadas à teoria da elasticidade bidimensional. O trabalho discute as técnicas usuais para obtenção dos indicadores e estimadores de erros, apresentando para os primeiros uma nova sistemática de construção e para os segundos, uma formulação original.

A síntese estrutural sob resposta dinâmica de estruturas modeladas por elementos finitos exige tipicamente um elevado esforço computacional devido às custosas análises de resposta dinâmica necessárias à convergência da otimização. A transformação de carga dinâmica em carga estática equivalente (CEE), permite redução considerável no custo computacional da otimização, além de simplificar a abordagem do problema. Neste trabalho, painéis aeronáuticos reforçados sob carregamento dinâmico, submetidos a restrições de deslocamentos nodais, tensão de von Mises e flambagem dinâmica, são otimizados utilizando-se a técnica de CEE. É proposta e apresentada em detalhes uma estratégia própria de determinação de instantes críticos para obtenção de CEEs, visando tornar a otimização mais eficiente. As aplicações numéricas mostram que a estratégia da CEE é capaz de lidar eficientemente com a otimização dos painéis que estão sujeitos a cargas de alta freqüência que tendem a amplificar deslocamentos dinâmicos restringidos, produzindo estruturas que satisfazem as restrições de deslocamento e de flambagem impostas. O pacote comercial ABAQUS foi empregado tanto para as análises dinâmicas como para as análises estáticas e de flambagem. Um código foi desenvolvido na linguagem PYTHON, compatível com o programa ABAQUS, que realiza as análises de sensibilidade com relação às variáveis de projeto e onde é implementado um módulo de otimização seqüencial aproximada (OSA), que torna a otimização tão eficiente quanto possível neste ambiente.

Uma ferramenta de síntese estrutural de placas e cascas de material composto equipadas com lâminas de material piezelétrico para modificação estática de forma, foi desenvolvida. O objetivo é levar os laminados a uma forma desejada, por meio de deformações elásticas induzidas por atuadores piezelétricos, sendo otimizadas a quantidade do material piezelétrico e as voltagens aplicadas. A formulação da otimização estrutural e a sua solução no contexto do método dos conceitos aproximados são apresentadas, utilizando para a análise estrutural um elemento finito plano de casca com capacidade piezelétrica, desenvolvido a partir da junção do elemento de placa DKQ (discrete Kirchhoff quadrilateral) e de um elemento de membrana quadrilátero. São apresentados resultados de análise estrutural e de otimização do material piezelétrico e voltagens aplicadas, obtidos para estruturas existentes na literatura. A potencialidade da ferramenta de síntese é comprovada em complexas aplicações a placas e cascas anisotrópicas, que são forçadas a assumir configurações deformadas típicas de estruturas isotrópicas.

Neste trabalho é desenvolvida uma formulação variacional dual para análise não-convexa. Os resultados foram motivados pela formulação variacional de problemas não-lineares que ocorrem em mecânica de estruturas. A formulação variacional dual é desenvolvida para uma teoria não-linear de placas e cascas, entretanto, os aspectos teóricos desenvolvidos podem ser aplicados em muitas outras situações.

No presente trabalho, o método de detecção de falhas estruturais proposto por Lim e Kashangaki é modificado de forma a ser utilizado como um método de ajuste de modelos, usando os vetores modais e freqüências naturais obtidos de uma análise modal experimental para determinar a lozalização e a magnitude de erros de modelagem. Estes erros são localizados computando-se as distâncias euclidianas entre as formas modais medidas e suas projeções nos subespaços definidos pelo modelo analítico da estrutura e as frequências naturais experimentais. Mudanças na rigidez dos elementos podem, então, serem localizadas e quantificadas. Dentre as modificações efetuadas estão a matriz de massa, que no presente trabalho é suposta correta, e a redução do modelo analítico. É sugerido também a normalização das linhas da matriz de detecção de erros para facilitar suas localizações e o desacoplamento das submatrizes de rigidez dos elementos (criando para cada elemento mais de uma submatriz de rigidez, considerando-se separadamente os termos de rigidez torcional, axial, de flexão transversal e lateral), permitindo a correspondência entre os fatores de correção calculados e os parâmetros físicos do modelo a serem modificados em situações onde os elementos finitos possuem rigidez em mais de uma direção. O comportamento do método é avaliado através da realização de duas simulações numéricas e um experimento.

Esse trabalho apresenta o anteprojeto de uma unidade automatica para auxiliar duas importantes fases no atual processo de fabricacao de propulsores para foguetes desenvolvidos no Brasil: uma fase de inspecao e a outra de ativacao do propelente solido em seu estagio final de fabricacao. Na fase de inspecao, busca-se detectar fissura e/ou trincas na superficie do propelente que possamcomprometer o funcionamento do propulsor. A meta da ativacao e retirar da superficie do propelente os excesso de resina e anti-aderente que sao depositados durante o processo de frabricacao,para que este nao prejudiquem a ignicao do propulsor. Na composicao desta unidade automatica, destacaram-se o modulo do robo e o modulo de visao; o do robo por sua configuracao dedicada a aplicacao e o devisao, pelo metodo empregado na comparacao de imagens. A este ultimomodulo e dada maior enfase neste trabalho, pois o funcionamento adequado da unidade automatica depende principalmente do sucesso de operacao desse modulo.