Orientador: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Erick Siqueira Guidi / Banca: Carlos Alberto Chaves / Resumo: As comportas hidráulicas são essenciais para a proteção e operação de canais e barragens, diante disso este trabalho apresenta a parametrização de um modelo em três dimensões (3D) utilizando a ferramenta ilogic, com a linguagem de programação Visual Basic (VB), e o cálculo estrutural pelo método dos elementos finitos (MEF) de uma comporta segmento de fundo com dimensões de 6,0 m de largura (L) por 5,0 m de altura (H), com raio (R) de 10,0 m e submetida a uma pressão hidráulica (Hs) de 45,3 m.c.a, utilizando para isso o software Autodesk Inventor 2014. Esta comporta, que é utilizada em vertedores de fundo de barragens, possui grande complexidade de projeto e cálculo devido a sua geometria radial e a elevada pressão que está submetida. Baseado nisso, foi desenvolvido um modelo 3D parametrizado para criar o projeto da estrutura desta comporta a partir de quaisquer dimensões fornecidas pelo usuário, o que apresentou resultados muito satisfatórios gerando os modelos 3D utilizados neste trabalho na fase de otimização, os quais foram submetidos a análise das tensões e deslocamentos utilizando um mesmo software em todo este processo. O uso desta ferramenta customizada com as características específicas do equipamento resultou em uma grande economia de tempo e de recursos financeiros e humanos no desenvolvimento do projeto, pois esta ferramenta possibilitou a padronização de um processo e também a sua automatização. Contudo, o desenvolvimento desta ferramenta possibilitou o sucesso n... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Hydraulic gates are essential for the protection and operation of canals and dams, given that this research presents the parameterization of a three dimensions (3D) model using the ilogic tool with the programming language Visual Basic (VB), and the structural calculation by the finite element method (FEM) of a gate bottom segment with dimensions of 6.0 m wide (L) by 5.0 m height (H) with radius (R) of 10.0 m subjected to a hydraulic pressure (Hs) 45.3 m.w.c, making use of Autodesk Inventor 2014 software. This entails that is used in dam spillways background, has high calculation complexity and design due to its radial geometry and high pressure is subjected. Based on this, a 3D model was developed parameterized to create the structure of the design of this gate from any dimensions provided by the user, which showed very good results generating 3D models used in this work in the optimization phase, which were subjected to analysis the stresses and displacements using the same software in all of this. The use of this customized tool to the specific characteristics of the equipment resulted in a great savings of time and financial and human resources in the development of the project, because this tool made it possible to standardize a process and also its automation. However, the development of this tool has enabled the success in the objectives of optimizing the design in order to reduce the mass without any increase in hours of design or manufacturing, and obtained indeed percentage reductions in engineering hours to calculate and presented structure 91 project % and the net weight of 20.8% compared to the traditional design of the gate used as a reference method that has already been built, which are significant and conclusive results that the use of this robust method and design of advanced can increase efficiency and competitiveness equipment manufacturers market companies / Mestre

Orientador: Marco Antonio Bottino / Banca: Pedro tortamano Neto / Banca: Cinara Maria Camparis / Banca: José Roberto Rodrigues / Banca: Fernando Eidi Takahashi / Resumo: A análise dos elementos finitos foi utilizada para estudar o papel de um pino pré-fabricado, rosqueado e bi-partido (Flexi-post) sobre a tensão na dentina de um dente tratado endodonticamente. Um modelo tridimensional da secção mésio-distal de um incisivo central superior, sem restauração, foi analisado pelo MSC/NASTRAN (MacNeal/Schwendler), programa de análises, executado em um microcomputador. O modelo foi "discretizado" em 48.954 elementos finitos assimétricos, definidos por 10.355 nós. Para cada elemento, foi transferido uma única propriedade elástica para representar os materiais modelados. Homogeneidade, isotropia e elasticidade linear foi atribuída para todo o material. Uma carga estática de l00N foi aplicada sobre o bordo incisal do pino; no sentido vertical, obliquo a 45 graus, horizontal e uma simulação sem carga. O Critério Máximo de Escoamento e a tensão de Von Mises foram calculados. Utilizando-se as análises do elemento modelado e empregado nesse estudo, o seguinte pode ser concluído a respeito do pino rosqueado bi-partido (Flexi-post): A tensão máxima principal na dentina foi localizada na área cervical e no ápice do pino. As roscas apicais do pino não redirecionam as tensões para a raiz / Abstract: A finite element analysis was carried out to study the role of prefabricated threaded split shaft post (Flexi-post) on dentinal stress in pulpless tooth. Three dimensional plane strain models of mesio-distal section of a human maxillary central incisor without restoration was analysed with the MSC/NASTRAN(MacNea/Schwendler) general purpose finite analysis program was executed on a microcomputer. The model was '' discretized " into 48.954 axisymmetric finite elements defined by 10.355 nodes. Each element was assigned unique elastic properties to represent the materials modeled. Homogeneity, isotropy and linear elasticity were assume for ali material. A static load of 100 N was applied to the incisal edge of the post; vertical, at 45 degrees angle, horizontal and one simulation without load . Maximal principal stresses and von Mises equivalent stress were calculed. Using the element analysis model employed in this study, the following can be concluded concerning threaded split shaft post (Flexi-post): Maximum principal stresses in dentin were located at cervical place and at the post apex. The apical threads of the post not redirecting stresses away from the root / Doutor

Orientador: Vicente Luiz Scalon / Banca: Geraldo Luiz Palma / Banca: José Ricardo Figueiredo / Resumo: O desenvolvimento de modelos numéricos para simulação de escoamentos tem se dado em diversos aspectos: desde os métodos de acoplamento entre pressões e velocidades até as técnicas de estabilização da solução. Neste contexto, este trabalho se propõe a implementar e avaliar o comportamento de um destes algoritmos, o CBS, utilizando-o na simulação de um escoamento isotérmico de fluido incompressível. Para tanto, foram utilizados variantes do esquema de solução com relação à discretização no tempo, com os métodos explícito e semi-implícito, além de algumas outras alterações na discretização no espaço e nos termos de estabilização. A discretização geral do problema foi feita com o método dos elementos finitos utilizando-se uma malha formada por elementos bilineares. O algoritmo e suas variações foram avaliados através de uma série de resultados, para diversos valores do número de Reynolds, de um problema clássico: a cavidade recirculante. Desta forma, foi possível mostrar que todas as variações da solução usando a malha estabelecida apresentaram concordância satisfatória com os resultados da literatura. Além disto, verificou-se que a omissão do termo característico não apresentou diferenças significativas nos resultados para os valores de número de Reynolds testados. Os resultados mostraram também que o método semi-implícito converge com um menor número de incrementos de tempo que o método explícito. / Abstract: The development of numerical models for fluid flow simulation occurred at many aspects: since coupling methods between pressures and velocities until stabilization techniques. In this context, this work intends to implement and evaluate one algorithm behavior, the CBS, used in a simulation of incompressible and isothermal flows. This work also uses the explicit and semi-implicit methods of the time discretization scheme and some others changes in space discretization and stabilization terms for tests with algorithm. The discretization technique used is the finite element method with the mesh formed by bilinear elements. The algorithm's changes were evaluated using results for several Reynold's number in a classic problem: the lid-driven cavity. All the changes in solution algorithm with the used mesh show good agreement with other results from bibliography. It was verified too, that the omission of characteristics term didn't present significant differences in results with Reynold's number tested. It was observed yet that the solution code using the semi-implicit method converges with less time steps than the explicit one. / Mestre

Orientador: Fernando de Azevedo Silva o / Banca: Erick Siqueira Guidi / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: A investigação do fenômeno da fadiga em elementos de máquinas é um tema de suma importância na Engenharia Mecânica, pois a maioria das falhas estruturais nestes elementos ocorre devido a esse evento, ou seja, por causa de cargas que variam no tempo e não devido a esforços estáticos. Por isso, o uso do Método dos Elementos Finitos através da simulação computacional para avaliar o campo de tensões e a vida em fadiga do rotor, é o principal objetivo do trabalho. Estas análises em peças complexas responsáveis pela geração da maior parte da energia elétrica de todo o país é a grande motivação para o progresso deste estudo. É importante salientar que um dos principais interesses no desenvolvimento do projeto mecânico estrutural de um componente é a determinação de sua durabilidade ou vida útil, que é alcançada através do estudo da fadiga. Este trabalho expõe a modelagem e simulação numérica, utilizando o programa Ansys, do rotor de um hidrogerador (Usina de Foz do Areia) que apresentou algumas trincas. O surgimento de defeitos em rotores de usinas hidrelétricas com menos de 30 anos não é comum, e por isso é necessária uma análise que represente a condição mais próxima da realidade. Os resultados obtidos, como tensões e deformações, ficaram abaixo do limite admissível para análise estática e por isso não houve falhas desta natureza. Por outro lado, a avaliação de fadiga permitiu deduzir que as trincas desenvolvidas ocorreram devido a este fenômeno, pois o número de ciclos obtidos pela variação dos carregamentos entre a partida e parada de máquina foi extremamente baixo, cerca de três no mês. Por isso, fez-se necessário apresentar possíveis meios para acabar com o problema, como por exemplo, um aumento no raio da solda na região crítica de surgimento das trincas. Este estudo proporcionou ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The investigation of the fatigue phenomenon in machine elements is a theme of great importance in Mechanical Engineering, for the most of structural failures that may happen in these elements is due to this event, namely because to loads that vary in time and not due of static forces. There for, the use of Finite Elements Method through computational simulation to evaluate the stresses and fatigue life of rotor, it is the main objective of this study. These analyzes in complex parts responsible for generating most of the electricity throughout the country is a great motivation for the progress of this study. It is important to point out that one of the main interests in structural mechanical design development of a component is the determination of its durability or useful life, which is achieved through the study of fatigue. This work presents a modeling and numerical simulation, using the software Ansys, of hydro generator rotor (Foz do Areia plant) which showed some cracks. The appearance of faults in rotor of hydroelectric plants with less than thirty years is not common, and it is therefore necessary analysis that simulates closer to reality condition. The results of this analysis, as stresses and strains, were below the admissible limit for static analysis and therefore there was no failure of this nature. Still, the evaluation of fatigue allowed deduce that developed cracks occurred due this phenomenon, because the number of cycles obtained by variation of machine start/stop loads was extremely low, about three in the month. Hence, it was necessary to present possible ways to end the problem, for example, an increase in radius in the critical weld region appearance of cracks. This study provided to characterize the exposed computer problem, through numerical simulation, which has made possible the representation ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Felippe Bevilacqua Prado / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:09:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rolfini_ElisaCamilaSantos_M.pdf: 3102623 bytes, checksum: 79d2050326b963a716ef989bc26acf67 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O esqueleto facial é formado por uma estrutura ideal para resistir às forças mastigatórias. O pilar pterigoideo suporta as tensões provenientes da mastigação posterior. O objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição das tensões mecânicas simuladas no pilar pterigoideo, baseado em sua geometria, por meio da análise de elementos finitos. Foi selecionada uma tomografia computadorizada de um crânio humano seco do Laboratório de Elementos Finitos, Departamento de Morfologia, Área Anatomia, FOP / UNICAMP. No laboratório de Elementos Finitos foi utilizado o software InVesalius 3.0 (Brasil) para a realização da segmentação das imagens da tomografia computadorizada e, assim, selecionou-se o conjunto de imagens referentes à estrutura óssea e aos dentes de interesse na análise. As estruturas segmentadas foram reconstruídas tridimensionalmente e exportadas em formato estereolitográfico (STL). Este arquivo foi importado para o software Rhinoceros 5.0 (McNeil, Assoc USA), no qual foi realizada a modelagem Bio-CAD para obtenção da geometria. O modelo geométrico (CAD) obtido foi importado ao software ANSYS v14 (USA) para realização da análise de elementos finitos. Neste software, como configuração da análise foram aplicadas as seguintes condições: simetria na superfície de corte do plano sagital mediano, simulando a presença do lado oposto do modelo e restrições nos planos de corte superior e posterior. No segundo e no terceiro molares superiores foi adicionado um suporte fixo em sua face oclusal. As forças dos músculos elevadores da mandíbula foram aplicadas em cada área correspondente às suas respectivas origens no crânio humano. A ação das forças musculares juntamente com o suporte na face oclusal dos segundo e terceiro molares superiores resultaram na simulação de uma condição de oclusão molar. Foram avaliadas Tensões de Von-Mises. A partir do processo alveolar na altura do segundo e terceiro molares superiores, as tensões se concentraram na tuberosidade da maxila, se estendendo até o processo piramidal do osso palatino, e se distribuíram para o processo pterigoide, o qual apresentou menores valores de tensão. No terço superior deste processo, as tensões foram menores do que em outras regiões. Concluiu-se que as estruturas anatômicas que compõem o pilar pterigoideo atuaram como regiões de transferência de tensões à base do crânio / Abstract: The facial skeleton is formed by an ideal structure to resist masticatory forces. The pterygoid pillar supports the tensions arising from the posterior chewing. The aim was to evaluate the stresses distribution simulated in the pterygoid pillar, based on its geometry, by FEA. Was used selected a CT scan files a dry human skull of Finite Element Laboratory, Department of Morphology, Anatomy area, FOP / UNICAMP. In the Laboratory Finite Element (Piracicaba, Brazil) was used was used InVesalius 3.0 (Brazil) software to perform the segmentation of images computed tomography and, thus, was selected the set of pictures related to bone structure and teeth of interest in the analysis. The segmented structures were reconstructed three-dimensionally and exported in estereolitographic format (STL). This file was imported into Rhinoceros 5.0 (McNeil, Assoc USA) software, in which the modeling Bio-CAD was performed to obtain the geometry. The geometric model (CAD) obtained was imported to ANSYS v14 (USA) software to perform the finite element analysis. On this software as configuration analysis the following conditions were applied: symmetry on the cut surface of the median sagittal plane, simulating the presence of the opposite side of the model and restrictions in the plans of superior and posterior cut. In the second and third molars superiors was added a fixed support at its occlusal surface. The forces of the elevator muscles of the mandible were applied in each corresponding area their respective origins in the human skull. The action of muscle strength along with support on the occlusal surface of the second and third molars superiors resulted in the simulation in a condition of molar occlusion. Tensions Von-Mises were evaluated. From the alveolar process at the time of the second and third molars, tensions concentrated on the maxillary tuberosity, extending into the pyramidal process of the palatine bone, and distributed to the pterygoid process, which presented lower stress values. In the upper third of the process, the stresses were lower than in other regions. It was concluded that the anatomical structures that compose the pterygoid pillar regions acted as transfer of stresses to the skull base / Mestrado / Anatomia / Mestra em Biologia Buco-Dental

Orientador: Paulo Henrique Ferreira Caria / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-26T23:57:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Croci_CarlaScanavini_D.pdf: 2191804 bytes, checksum: 241804b941eb07ee59e376a484582b5f (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O tratamento da má oclusão de Classe II deve incluir distalização dos molares superiores e restrição ao deslocamento anterior da maxila, quando causada por protrusão maxilar. Quando comprometida por características dentoalveolares, apenas a distalização de molares superiores é necessária. Pouco se sabe sobre o modo como as forças aplicadas aos molares superiores são dissipadas ao osso e alvéolo do primeiro molar superior. Utilizando os melhores benefícios do Método dos Elementos Finitos, este estudo tem como objetivo elucidar os aspectos biomecânicos envolvendo a distalização dos molares superiores, após a aplicação de forças externas de direção distal aos primeiros molares superiores com diferentes magnitudes e vetores de força. Foi desenvolvido um modelo analítico a partir de imagens tomográficas com espessura de corte de 3mm. As imagens foram visualizadas no programa Mimics Materialize 10.01 e segmentadas para a obtenção da maxila e dos dentes superiores. Cada dente foi modelado isoladamente e introduzido no modelo da maxila, de tal modo que o modelo final incluiu a maxila com todos os dentes superiores, com seus pontos de contato. A partir daí foi construído um modelo CAD tridimensional, pelo processo reverso (Rhinoceros 3D 4.0 software). O modelo final pode ser exportado para o programa de Elementos Finitos (Ansys 14.0) para a geração da malha final. Uma força concentrada de 450 g foi aplicada aos molares superiores considerando 3 angulos de tração: alta (+30°), horizontal (0°) e baixa (-30º). A força aplicada gerou estresse de Von Mises dissipado para a parte posterior da maxila na tração alta, e para a parte anterior da maxila para as trações horizontal e baixa. Foram visualizadas áreas de estresse de tração nos molars superiores, em seus alvéolos e na parte anterior da maxila para as trações baixa e horizontal e estresse de compressão na crista zigomaticoalveolar para a tração alta. No alvéolo, como pode ser visualizado nos resultados para a tração baixa foi encontrado estresse de compressão na face palatina do alvéolo do primeiro molar superior e no palato, enquanto a tração alta gerou estresse de compressão na face distovestibular do alvéolo do primeiro molar superior / Abstract: The treatment of Class II malocclusion must include upper molar distalization and restriction of the anterior displacement of the maxilla, when its caused by maxillary protrusion. When compromised with dentoalveolar characteristics, only upper molars distalization is needed. Little is known how forces applied to upper molars are dissipated to its alveolus and to the bone. Using at best the benefits of Finite Element Analisys, this study aimed to elucidate the biomechanical aspects involving upper molars distalization, after applying extra-oral forces on the upper molars in distal direction with different magnitudes and vectors. It was developed an analytical model from CT images with both slice thickness and a scan increment of 3 mm. The CT scans were read into visualization software (Software Mimics Materialize 10.01), where the images were segmented by thresholding to obtain maxilla and upper teeth. Each tooth was modeled separately and introduced in maxilla's model, such way that final model included all maxillary teeth engaged in its base with contact points between them, and built a three-dimensional CAD model, by reverse process (Rhinoceros 3D 4.0 software). These models could then be read into a FE Program (Ansys 14.0) for mesh generation. A concentrated force of 450g was applied on the upper molars considering three angles of pull: high (+30°), horizontal (0°) and low (-30º). The force applied caused Von Mises stresses dissipated to posterior part of maxilla in high traction, and anterior part of maxilla to low and horizontal traction. Tensile stress areas were seen on teeth, upper molars alveolus and anterior part of maxilla to low and horizontal traction and posterior part of maxilla to high traction with compressive stress on zygomatic alveolar crest. In the alveolus, as can be seen on the results, low and horizontal traction generate a compression stress on the upper molars alveolus distolingual surface and in the palate; high traction generate a compression stress on the upper molars alveolus distobuccal surface / Doutorado / Anatomia / Doutora em Biologia Buco-Dental

Orientador: Lourenço Correr Sobrinho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-28T02:03:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LyraeSilva_JoaoPaulo_D.pdf: 5649364 bytes, checksum: 4a23d0622075770d464eab54068e0f3f (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os objetivos neste estudo foram (1) investigar a influência de diferentes métodos de ensaio de resistência à flexão de cerâmicas odontológicas de acordo com a norma ISO 6872; (2) avaliar o efeito do proporcionamento do teste de resistência à flexão biaxial para cerâmicas odontológicas por Análise de Elementos Finitos. Estudo 1 - dez discos em cera (Ø 12 mm x espessura de 1.2 mm) e barras em resina acrílica (25 mm de comprimento x 5 mm de espessura e 2 mm de altura) foram usinadas usando o sistema CAD/CAM. Em seguida, os padrões em cera e resina usinados foram incluídos em revestimento para técnica de cera perdida e pastilhas de cerâmica à base de disilicato de lítio foram injetadas. Para a análise de elementos finitos, três modelos tridimensionais foram gerados usando elementos hexaédricos e a análise foi realizada de acordo com os testes. Estudo 2 - três modelos tridimensionais de elementos finitos para teste de resistência à flexão biaxial foram gerados usando elementos hexaédricos simulando as condições da ISO 6872 e em proporções dimensionais de 75% e 50%. Todas as pontas aplicadoras foram consideradas superfícies de contato e uma carga de 120 N foi aplicada. Os materiais foram considerados como homogêneos, lineares, elásticos e isotrópicos. Os discos cerâmicos assumiram as propriedades mecânicas do dissilicato de lítio (96 GPa e 0,23 coeficiente de Poisson). Fricção entre os sistemas de carga e os cilindros foi desconsiderada. Restrições foram aplicadas nas extremidades do disco cerâmico, para evitar o deslocamento do espécime. Análise estática estrutural de contato foi considerada linear (MSC Marc 2010, MSC Software Corporation) e os resultados foram analisados usando von Mises (VM) e Máximo Principal (MPS). No estudo 1, diferenças significantes foram observadas para os valores de resistência à flexão obtidos com diferentes métodos, com maiores valores para resistência à flexão biaxial que para a flexão de três pontos. Maiores concentrações de tensão foram encontradas nas amostras nas áreas correspondentes ao contato da ponta aplicadora e suportes para ambos os métodos. Os resultados no estudo 2 mostram que maior concentração de tensão foi observado no ponto de carregamento e nas áreas de apoio, para todos os modelos do teste. O mesmo padrão de distribuição de tensão foi produzido para as diferentes proporções de piston on three ball. Já no estudo 1, pode-se concluir que: (I) para os valores de resistência à flexão, diferenças estatísticas foram verificadas para o mesmo material, quando foram utilizados diferentes métodos de ensaio (resistência à flexão uniaxial e biaxial). Para o estudo 2, de acordo com as análises de Von Mises e Resistência Máxima Principal, reduzindo a proporção da ISO 6872 houve aumento de concentração de tensão, no entanto, a distribuição de tensões nos discos de teste foi influenciada pelos diferentes design do teste / Abstract: The aims of these studies were: (1) to assess the influence of different test methods for assessing the flexural strength of dental ceramics according to the ISO 6872 standard; (2) to evaluate effect of proportioning biaxial flexural strength test on ceramic dental by Finite Element Analysis. Study 1 - ten waxed discs (12 mm in diameter and 1.2 mm thickness) and acrylic resin beams (25 mm length x 5 mm thickness and 2 mm height) were milled using CAD/CAM system. Then, the patterns were invested and lithium disilicate-based ceramic ingots were pressed. For FEA, three-dimensional (3D) models were generated and meshed using eight-node hexahedral elements and analysis was performed according to the tests. Study 2 - three models of 3D finite element of the biaxial flexure tests were generated and meshed using eight-node hexahedral elements simulating conditions of ISO 6872 parameters and its proportion of 75% and 50%. All loading systems were considered contacting surfaces and a 10 N load was applied. The materials were assumed as homogeneous, linear-elastic and isotropic. Ceramic disc assumed the mechanical property of lithium disilicate (96 GPa and 0.23 Poisson¿s ratio). Friction between the loading systems and the cylinder was considered negligible. Constraints were applied at the edges of the ceramic disc, to avoid the dislodgement of the specimen. Static structural analysis considering non-linear contact was performed (MSC Marc 2010, MSC Software Corporation) and the results were analyzed using von Mises (VM), and Maximum Principal (MPS). In study 1, significant differences were observed for the flexural strength values obtained with the different testing methods, with higher values for the biaxial flexural test than for the three point bending. Higher stress concentration was found in the specimens at the contact areas corresponding to the loading point and supports for the both test methods. The results of study 2 showed that more stress concentration was revealed at load point and support areas for all test designs. The same pattern of stress concentration was produced for the different proportions of piston on three ball test. For study 1 it was possible to conclude that: (I) for flexural strength values, statistical differences were verified for the same material when different testing methods (uniaxial and biaxial flexural strength) were performed. For study 2, according to the von Misses and Maximum principal stress analysis reducing the proportion of ISO 6872 the stress concentration increases, however, the stress concentration at the testing discs was influenced by the different test design / Doutorado / Materiais Dentarios / Doutor em Materiais Dentários

Orientador: Eduardo Piza Pellizzer / Coorientador: Fellippo Ramos Verri / Banca: Joel Ferreira Santiago Junior / Banca: Humberto Gennari Filho / Resumo: Proposição: O propósito deste estudo foi analisar a distribuição de tensão/deformação no tecido ósseo e na distribuição de tensão nos componentes protéticos, implantes e parafusos de fixação, geradas pelas forças oclusais sobre próteses de três elementos implantossuportadas unitárias e esplintadas variando-se a localização dos implantes (alinhados e em distribuição tripoidal), o uso de pôntico central e de pôntico em cantilever mesial e distal, por meio do método dos elementos finitos tridimensionais. Material e Método: Seis modelos tridimensionais (3D) foram constituídos de um bloco ósseo maxilar referente à região do primeiro pré-molar ao primeiro molar direito, apresentando dois ou três implantes do tipo hexágono externo (HE) de 4,0 x 10 mm, suportando prótese de três elementos metalo-cerâmica parafusada, com as seguintes variações: M1 - três implantes alinhados com coroas unitárias; M2 - três implantes alinhados com coroas esplintadas; M3 - três implantes em posicionamento tripoidal; M4 - dois implantes com pôntico central; M5 - dois implantes com pôntico em cantilever mesial; M6 - dois implantes com pôntico em cantilever distal. A força aplicada foi de 400N em direção axial, com 50N em cada ponta de cúspide, e 200N oblíqua, com 50N, aplicados em 45º, em cada ponta da cúspide vestibular. Mapas de von Mises foram utilizados para avaliar componentes protéticos, implantes e parafusos de fixação. Os mapas de Tensão Máxima Principal e microdeformação foram utilizados como critério para análise do tecido ósseo. Resultados: A esplintagem (modelos M2 e M3) foi capaz de reduzir os valores de tensão de von Mises nos parafusos de fixação, principalmente para o modelo M3. A redução do número de implantes (M4, M5, M6) ocasionou... / Abstract: Objective: The aim of this study was to assess the stress/strain distribution on bone tissue and stress distribution in the abutments, implants and fixation screws, generated by occlusal force under three-unit fixed prostheses supported by two or three implants in the posterior maxilla, varying the location of the implants (straight-line and offset), using of bridge, and mesial and distal cantilever extension by 3D finite element methods. Material and Methods: Six 3-dimensional models were developed. Each model simulated a bone block (type IV) of posterior maxillary segment, with two or three external hexagon (HE) of 4.0 x 10 mm, supporting three-unit fixed prostheses, which: M1 - straight-line implants supporting single crowns; M2 - straight-line supporting three-unit splinted prosthesis; M3 - offset implant supporting three-unit splinted prosthesis; M4 - three-unit splinted prosthesis central bridge; M5 - three-unit splinted prosthesis mesial cantilever extension; M6 - three-unit splinted prosthesis distal cantilever extension. The applied forces were 400N axial and 200N oblique. The stress in the abutments, implants and fixation screws was plotted by von Mises' criteria. The stress and strain on cortical bone was plotted by maximum principal stress and microstrain criteria, respectively. Results: The splinting (M2 and M3) decreased the stress values in the fixation screws, mainly for M3. The decrease of implant number (M4, M5, M6) caused an unfavorable biomechanical behavior for analyzed structures. In situations of rehabilitations with two implants, the use of bridge (M4) showed stress and strain distribution more favorable for analyzed structures. Conclusion: The splitting was effective on stress decreasing... / Mestre

Orientador: Jefferson Sidney Camacho / Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal analisar o comportamento linear estático e dinâmico de placas, com carregamento perpendicular ao seu plano médio, realizando a discretização estrutural com o elemento finito prismático regular linear. Na dedução das matrizes de rigidez e de massas do elemento finito em questão, utiliza-se a formulação com parâmetros generalizados e com coordenadas homogêneas, cujas funções aproximadoras com vinte e quatro monômios, respectivamente, foram extraídos do polinômio algébrico cúbico em “x”, “y” e “z”. Para a consideração do amortecimento utiliza-se o Método de Rayleigh e para a integração numérica ao longo do tempo utiliza-se o Método de Newmark, via algoritmo previsor / corretor. Ao final deste trabalho foram elaborados exemplos elucidativos visando uma análise quantitativa e qualitativa dos resultados obtidos, que foram comparados com os valores determinados do elemento finito de placa retangular. Como conclusões finais, para placas muito delgadas deve-se utilizar o elemento finito de placa retangular; em placas delgadas é possível a utilização dos elementos finitos de placa retangular e o prismático regular linear; e para placas espessas deve-se utilizar o elemento finito prismático regular linear. / Abstract: The main objective of this work is to analyze the static and dynamic linear behavior of plates with perpendicular loading to its mean plane, performing the structural discretization with the regular linear prismatic finite element. In the deduction of the stiffness and mass matrices of the finite element, it is used the formulation with generalized parameters and with homogeneous coordinates, whose approximate functions with twenty-four monomials, respectively, were extracted from the cubic algebraic polynomial in x, "y" and "z". For the damping consideration, it is used the Rayleigh Method and for the numerical integration by along the time it is used the Newmark Method, via forecaster / corrector algorithm. At the end of this work, elucidative examples were elaborated aiming a quantitative and qualitative analysis of the obtained results which were compared with the finite element determined values of rectangular plate. As final conclusions, for very thin plates must use the rectangular plate finite element; in thin plates it is possible to use the rectangular plate finite elements and the linear regular prismatic; and for thick plates the linear regular prismatic finite element must be used. / Mestre

Orientador: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Marcelo Sampaio Martins / Banca: José Célio Dias / Resumo : O uso do método dos elementos finitos é bem difundido por meio de softwares comerciais, porém o procedimento matemático muitas vezes passa despercebido pelos usuários. Os softwares utilizam o método principalmente em análises de estruturas sólidas, transferência de calor, fluidos e eletromagnetismo. Tais softwares são caros e muitas vezes não acessíveis a estudantes ou profissionais da área. Para usuários que precisam realizar uma análise de elementos estruturais como treliças e pórticos a aquisição deste tipo de software é inviável economicamente. Este trabalho desenvolveu uma rotina em Visual Basic for Aplication do Excel utilizando o referido método, capaz de realizar análises estruturais em treliças planas e espaciais, vigas planas e pórticos planos, tornando acessível a aqueles que querem analisar tais estruturas ou que querem conhecer melhor o método. O Microsot Excel está presente na maioria dos computadores com o sistema operacional Microsoft Windows o que o viabiliza sua portabilidade entre computadores sem grandes dificuldades. A validação dos resultados foi feita por comparação dos resultados obtidos no software ANSYS / Abstract: The use of the finite element method is well diffused through commercial software, but the mathematical procedure often goes unnoticed by users. The software uses the method in the analysis of solid structures, heat transfer fluids and electromagnetism. Such software is expensive frequently not accessible to students or professionals. For people who want to do an analysis of structural elements such as truss and frames to purchase this kind of software is uneconomical. This work developed a routine in Visual Basic for Aplication of Micrsoft Excel using the finite element method, able to do analysis in space trusses, plane beams and plane frames, turning accessible one who want analyze such structures or those who want to know well the method. The Microsoft Excel has features matrix operations and various mathematical operations and any other operation or manipulation of data required it has programming in Visual Basic for Aplication. Excel is being on most computers with Microsoft Windows operating system enables what its portability between computers without bigger difficulties. For this a review of the finite element method and Excel features have been realized. Validation of results was done by comparing results obtained in ANSYS software / Mestre