Orientador: Fellippo Ramos Verri / Coorientador: João Maurício Ferraz da Silva / Banca: Fellippo Ramos Verri / Banca: José Benedito Oliveira Amorim / Banca: Virgílio Vilas Boas Fernandes Junior / Resumo: A perda do primeiro molar é uma situação comum na rotina do consultório e com isso surgem alternativas de tratamento para reabilitação, sendo uma delas, o fechamento de espaço através da mesialização do segundo molar. O uso de mini- implante proporciona ancoragem máxima, costuma ser bem tolerado pelo paciente e se destaca pela facilidade de instalação e remoção, apresentando dessa maneira desempenho clínico bastante favorável. O objetivo desse estudo foi analisar a distribuição de tensões em modelo que simula a mesialização de molar inferior utilizando diferentes tipos de mini-implantes. Embasado no método dos elementos finitos foi obtido modelo ósseo de mandíbula por recomposição de uma tomografia computadorizada realizada pelo software Invesalius (CTI, São Paulo, Brasil). O desenho do segundo molar foi obtido por técnica de recomposição tomográfica. Elementos de ancoragem auto-perfurantes da marca Neodent e também auto-rosqueantes da marca Titanium Fix foram desenhados e modelados por ferramenta de revolução do perfil desenhado no software Rhinoceros 3D, inseridos ao bloco ósseo e então submetidos a cargas de 200 cN. Os resultados foram calculados e analisados pelo programa Ansys 17.0 para verificação por meio da análise de mapas de deslocamento e tensões máximas principais, principalmente do osso cortical e indicaram que, dentro do modelo experimental, o ligamento periodontal apresentou valores baixos de tensão máxima principal, porém dentro dos valores fisiológicos para p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The loss of the first molar is a common situation in the routine of the dentist and with this treatment alternatives for rehabilitation arises, one of them being the closure of space through the mesialization of the second molar. The use of mini-implants provides maximum anchorage, is well tolerated by the patient and stands out for ease installation and removal, thus presenting a very favorable clinical performance. The objective of this study was to analyze the stress distribution in a model that simulates the inferior molar mesialization using different types of mini- implants. Based on the finite element method, a mandible bone model was obtained by recomposing a computerized tomography performed by invesalius software (CTI, São Paulo, Brazil). The second molar design was obtained by a technique similar to the tomographic recomposition. Neodent self-piercing anchoring elements and also Titanium Fix self-piercing anchors were designed and modeled by a revolution tool in the Rhinoceros 3D software, inserted into the bone block and then subjected to loads of up to 200 cN. The results were calculated and analyzed by the Ansys 17.0 program for verification by means of the analysis of displacement maps and main maximum stresses, mainly of the cortical bone and indicated that, within the experimental model, the periodontal ligament presented low values of main maximum tension, however within the physiological values to provide the movement, with visualization of areas of compres... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: João Antônio Pereira / Banca: Amarildo Tabone Paschoalini / Banca: Heraldo Nélio Cambraia / Resumo: O presente trabalho propõe uma metodologia de ajuste de modelos de elementos finitos aplicado a problemas de contato. O ajuste do modelo é realizado através da atualização dos parâmetros físicos e/ou geométricos do modelo bem como dos parâmetros dos elementos de contato. O método utilizado é baseado nas FRF(s) e é formulado a partir de um resíduo de entrada, dado pelo balanço de força do sistema. Um software é implementado para fazer a comparação e correlação dos modelos analítico e experimental, e se necessário, ajustar os parâmetros do modelo analítico. O modelo analítico é gerado pelo software comercial ANSYSâ, e os dados experimentais são obtidos em testes experimentais de análise modal. A metodologia foi avaliada com exemplos numéricos e testes experimentais buscando identificar as potencialidades e limitações do método. Dois testes experimentais foram realizados. O primeiro teste consiste em obter os parâmetros modais de uma estrutura simples do tipo viga. No segundo teste, os parâmetros modais são obtidos de uma estrutura composta por duas peças em contato. O objetivo do primeiro teste é avaliar a potencialidade da metodologia proposta utilizando uma base de dados experimental confiável, já que a estrutura é simples e suas propriedades são bem conhecidas. O segundo teste tem por objetivo avaliar a metodologia para o problema de contato. Os resultados apresentados mostram a funcionalidade da metodologia. O ajuste foi realizado com êxito tanto para a estrutura simples como para a estrutura composta por duas peças em contato. / Abstract: The present work proposes a finite element model updating methodology applied to problems of contact. The updating of the models is accomplished through the updating of the physical and/or geometric parameters of the model as well as the parameters of the contact elements. The approach is a FRF-based method; it is formulated from input residue, given by the equilibrium force of the system. It is implemented a software to makes the comparison and correlation of the analytical and experimental models, and if necessary, to adjust the parameters of the analytic model based in the experimental data, in order to get a more reliable finite element model. The analytical model is created by the commercial software ANSYSâ, and the experimental data are obtained by experimental modal tests. The methodology was evaluated with numeric and experimental data aiming at identifying of the potentialities and limitations of the method. Two experimental tests were developed, the first test consists of the analyses of a beam like structure and the second one, the analysis of a structure composed by two pieces in contact. The aim of the first test is to evaluate the potentiality of the methodology using a reliable experimental base of data, since the structure is simple and its properties are very wellknown. The second test has for objective to evaluate the methodology for problems of contact. The presented results have shown the functionality of the methodology. The adjustment was accomplished with relative success for the simple structure as well as for the structure composed by two pieces in contact. / Mestre

Orientador: João Batista Campos Silva / Banca: Cassio Roberto Macedo Maia / Banca: Elcio Nogueira / Resumo: Neste trabalho, desenvolveu-se, implementou e testou-se um modelo numérico para simular escoamentos incompressíveis de fluidos viscosos em regime transiente, usando o Método de Elementos Finitos baseado em Volumes de Controle (CVFEM) para a discretização espacial e o Método de Passo Fracionado (time-splitting) para a discretização temporal, levando em consideração as características parabólicas, elípticas e hiperbólicas das equações de Navier-Stokes. Para a implementação computacional do método numérico, foi desenvolvido um código em linguagem fortran para simulação dos escoamentos. Depois da obtenção do código computacional e verificada a estabilidade e convergência da técnica de passo fracionado, foram feitas aplicações para simulação de casos de escoamentos internos em cavidades. Também insvestigou-se o modelo de viscosidade turbulenta de Smagorinsky com o CVFEM em passo fracionado, através da metodologia de Simulação de Grandes Escalas (LES - Large Eddy Simulation). / Abstract: In this work, the main purpose has been the development, implementation and test of a numeric model to simulate unsteady, incompressible, viscous fluid flows. The Finite Element Method based on Volumes of Control (CVFEM) has been used for the space discretization and the Fractional Step Method (time-splitting) for the time discretization, taking in consideration the parabolic, elliptic and hyperbolic characteristics of Navier-Stokes equation. For the computational implementation of the numeric method, it was developed a computational code in fortran language. After obtaining the computational code and verified the stability and convergence of the technique of fractional step, simulations for the lid-driven cavity flow have been done for low Reynolds number. The turbulence effect has been considered by the model of turbulent viscosity of Smagorinsky with CVFEM in fractional step, through the methodology of Large Eddy Simulation. / Mestre

Orientador: Tarcisio José de Arruda Paes Junior / Banca: Lafayette Nogueira Junior / Banca: Sâmia Carolina Mota Cavalcanti Sacorague / Resumo: O presente estudo teve como objetivo avaliar as características mecânicas de próteses parciais fixas adesivas, confeccionadas em resina composta de uso indireto, reforçadas por uma malha de nylon. Para a confecção da matriz dos espécimes e estudo das tensões nas estruturas, foi realizada análise qualitativa pregressa análise de elementos finitos (FEA). A pesquisa in vitro simula uma prótese parcial fixa de três elementos com inserção entre os primeiros pré-molares e os primeiros molares superiores (n = 60; 10 por grupo). Três dos seis grupos passaram por ciclagem mecânica. Os grupos experimentais foram: G1-prótese fixa convencional; G2 - prótese convencional ciclada; G3 - prótese com reforço da malha posicionada na vertical; G4 - Prótese com reforço da malha posicionada na vertical ciclada; G5 - Prótese com reforço da malha posicionada na horizontal; G6 - Prótese com reforço da malha posicionada na horizontal ciclada.Todos os grupos passaram por ensaio de carga máxima a fratura (EMIC). Os resultados não apresentaram diferença estatística entre os grupos. Concluiu-se que a utilização da malha nylon proporcionou estabilidade, mesmo após a fratura da peça, pois as partes não se separam, além disso, os resultados obtidos in vitro puderam validar os dados in sílico / Abstract: The present study aimed to evaluate the mechanical characteristics of adhesive fixed partial dentures, made from composite resin of indirect use, reinforced by a nylon mesh. A finite element analysis (FEA) was used to compile the specimen matrix and to study the stresses in the structures. In vitro research, simulated a fixed partial denture of three elements with insertion between the first premolars and the major maxillary molars (n = 60; 10 per group). Three of the six groups underwent mechanical cycling. The experimental groups were: G1 - conventional fixed prosthesis; G2 - conventional cyst prosthesis; G3 - prosthesis with reinforcement of the mesh positioned vertically; G4 - Prosthesis with reinforcement of the mesh positioned in the cycled vertical; G5 - Prosthetics with mesh reflux positioned horizontally; G6 - Prosthetics with mesh reinforcement positioned horizontally cycled. All groups underwent maximum fracture loading test (EMIC). The results do not present a statistic between the groups. It was concluded that the use of the nylon mesh provided stability, even after fracture of the part, as parts do not separate, besides, the results obtained in vitro could validate the data in silica / Mestre

Resumo: A colocação de PPR de extremidade livre no arco inferior é uma das mais complexas dentro da área protética. A associação desta com implantes na região distal tem melhorado biomecanicamente seu funcionamento. Porém, existem poucos estudos a respeito desta associação levando em consideração o nível de inserção óssea do dente suporte. Assim, o objetivo desta pesquisa foi avaliar, por meio do método dos elementos finitos bidimensional, a distribuição de tensão nas estruturas de suporte de uma PPREL, associada a um implante osseointegrado de 10,0 x 3,75 mm (Sistema Branemark), próximo ao dente suporte, com diferentes níveis de inserção óssea (íntegro e 1/2 da raiz) e com diferentes tipos de conexão entre a PPR e o dente suporte (apoio incisal e placa distal). Para o estudo, foram confeccionados 8 modelos mandibulares, de extremo livre, com a presença apenas do dente 33, sendo: MA - PPREL convencional, apoio incisal distal, inserção íntegra; MB - idem ao MA, mas utilizando placa distal; MC - idem ao MA, com implante de 3,75 x 10,0 mm e sistema ERA associado; MD - idem ao MC, mas utilizando placa distal; ME - idem ao MA, mas com perda de inserção de 1/2 da raiz; MF - idem ao MB, mas com perda de inserção de 1/2 da raiz; MG - idem ao MC, mas com perda de inserção de 1/2 da raiz; MH - idem ao MD, mas com perda de inserção de 1/2 da raiz. Com o auxilio do programa ANSYS 9.0, os modelos foram carregados com forças verticais de 50 N em cada ponta de cúspide. Os resultados foram obtidos pelos mapas de deslocamento e de tensão de von Mises e mostraram que o implante favorece a associação da forma descrita, que a placa possibilita um maior alívio e menor deslocamento do dente suporte, e que a perda do periodonto de suporte prejudica o prognóstico da prótese. / Abstract: The rehabilitation with distal extension RPDA is very complex in the prosthetic area and the association with implants had improving its work biomechanical. However, there is little studies about this type of association and no study about the lost of insertion was encountered by FEA. So, the aim of this study was to evaluate, by FEA 2-D, the tension distribution in support structures of a DERPD associated with a osseointegrated implant of 10,0 x 3,75 mm (Branemark System), near to support tooth, with different levels of bone insertion (no lost and 1/2 of root) and with different type of connection between the DERPD and de support tooth (incisal rest and distal plate). For the study, 8 distal extension mandibular models were made, with the presence of tooth 33, presenting: MA - conventional DERPD, incisal rest, no bone lost; MB - like MA, but with distal plate; MC - like MA, but with implanto of 3,75 x 10,0 mm and ERA system associated; MD - like MC, but with distal plate; ME - like MA, but with bone lost of 1/2 of root; MF - like MB, but with bone lost of 1/2 of root; MG - like MC, but with bone lost of 1/2 of root; MH - like MD, but with bone lost of 1/2 of root. By mean of program of FEA ANSYS 9.0, the models were carried with axial forces of 50 N in each cusp tip. The results were obtained by dislodgement maps and von Mises tension maps and shown that the implant was benefit to association by the study, and the plate decreased the tension and the dislodgement of the support tooth, and the bone lost was prejudicial to prognostic of this type of prosthesis. By this methodology, was possible to conclude that: the introduction of an osseointegrated implant with ERA system used like this study decrease the dislodgement of above structures in all models. / Orientador: Eduardo Pizza Pellizzer / Coorientador: João Antônio Pereira / Banca: Marcelo Coelho Goiato / Banca: Mário Alexandre Coelho Sinhoreti / Banca: Humberto Gennari Filho / Banca: Dalva Cruz Laganá / Doutor

Atletas de diversas modalidades esportivas estão sujeitos a sofrer lesões no complexo dento-maxilo-facial por diversos impactos mecânicos, como choques contra o solo, outros atletas, bolas, etc. As principais preocupações dos cirurgiões-dentistas em relação a esses choques são as lesões irreversíveis em elementos dentais e/ou bases ósseas. A melhor estratégia para controlar a ocorrência e gravidade dessas lesões é a utilização de protetores bucais invidualizados, que além da proteção, não diminuem o desempenho dos atletas. Para avaliar a eficiência dos protetores bucais a análise por elementos finitos foi empregada, e o objetivo do presente trabalho foi avaliar o comportamento mecânico do protetor em EVA de diversas espessuras diferentes. A análise por elementos finitos foi conduzida utilizando a geometria de um incisivo central obtida por meio de tomografia computadorizada. A simulação foi constituída pelo esmalte e dentina do elemento dental, protetor bucal em EVA e uma esfera de borracha que era o objeto impactante. As geometrias foram transformadas em elementos sólidos e apenas os nós do terço apical da dentina radicular foram fixados. O pré-processamento foi realizado no Hypermesh® e no LS-PrePost®,o processamento foi feito pelo software LS-DYNA®.O estudo foi observado em 3D. Foram observadas a máxima e a tensão mínima principal no esmalte e na dentina em cinco variáveis: com protetor bucal de 1mm, 2mm, 3mm e 4mm, e como grupo controle foi utilizada uma geometria simples sem EVA. A tensão mínima principal no esmalte ocorreu no centro da face vestibular e seu valor foi maior sem o protetor bucal e diminuiu com o aumento da espessura do protetor, a tensão máxima no esmalte ocorreu na união entre esmalte e dentina na face vestibular. Na dentina a tensão máxima principal ocorreu na face vestibular da raiz e a tensão mínima ocorreu na face palatina. Os resultados mostraram que o protetor bucal foi benéfico, diminuindo as tensões compressivas e de tração no esmalte, porém não mostrou significante melhoria quando as tensões na dentina foram comparadas. / In different sports, the athletes are likely to experience injuries on teeth, soft tissue and bone, usually by mechanic trauma, such as falling on the ground, shocking against other player, balls, etc. The dentist main concerns are the permanent injuries on teeth and bone complex. The best strategy to fight these impairments still is the prevention, using individualized sports mouthguards. To evaluate the efficacy of the mouthguards, the finite element analysis was used, and the purpose of the present study was to evaluate the mechanical behavior to the EVA mouthguard on different thickness. The finite element analysis was made using geometry of a superior central incisor, which was acquired by computerized tomography. The simulation was made with enamel and dentin from the tooth, an EVA mouthguard and a rubber sphere that was the impacting object. All geometries was transformed into solid elements and the knots on the apical third of the root dentin were fixed. The pre-process was made using Hypermesh® and LS-PrePost® e and processing of data was made on LS-DYNA® software. The results were the maximum and minimum main stress on the enamel and dentin solids in five different situations: no mouthguard and mouthguard with thickness of 1mm, 2mm, 3mm and 4mm. The minimum main stress on the enamel was measured at the center of the vestibular surface and the higher value was observed with no mouthguard and the values decreased as the thickness of the mouthguard increased, the maximum main stress on enamel occurred near the amelodentin junction on the vestibular surface, but no significant changes were observed among the situations. As for the dentin the maximum main stress occurred on the buccal surface of the root, and the minimum main stress on the lingual surface. The results show that the mouthguard was efficient decreasing the compressive and tensile stress on enamel, but did not make significant improvement as on both stresses on dentin.

Capítulo 1. Objetivo: Acessar a literatura científica para determinar o nível de evidência científica que suporta a associação da reabsorção radicular inflamatória induzida ortodonticamente (RRIIO) com diferentes sistemas de força ortodôntica. Material e Método: A busca sistemática computadorizada foi realizada nas bases de dados PubMed, Cochrane e Embase, sem restrições quanto ao ano, status ou idioma de publicação. Os critérios de seleção incluíram estudos conduzidos em no mínimo 10 pacientes submetidos ao tratamento ortodôntico com aparelhos fixos ou termoplásticos removíveis, e que apresentaram descrição do sistema de forças utilizado. Resultados: A busca eletrônica inicial das bases de dados identificou 259 artigos. Após o processo de revisão, 21 artigos preencheram os critérios de inclusão. O tamanho da amostra variou entre 10 e 73 pacientes. A maioria dos artigos foi classificada como alto nível de evidência científica e baixo risco de viés. Conclusões: A análise da literatura disponível revelou que parece existir correlação positiva entre o aumento dos níveis de força e o aumento da reabsorção radicular, bem como entre o aumento do tempo de tratamento e o aumento da reabsorção radicular. Além disso, uma pausa na movimentação ortodôntica parece ser benéfica na redução da reabsorção radicular, por facilitar o processo de reparo do cemento. A ausência de um grupo controle, de critérios de seleção dos pacientes, e de exames adequados antes e após o tratamento constituem as falhas de metodologia mais comuns no estudo da RRIIO. Capítulo 2. Objetivos: Verificar por meio da análise de elementos finitos: (1) a influência do aumento da força (25 cN e 225 cN) em três diferentes movimentos ortodônticos (intrusão, inclinação para vestibular e combinação de intrusão e inclinação) na geração de tensões críticas no ligamento periodontal (LP), considerando sua não linearidade, (2) quais tensões podem ser utilizadas como indicadores do risco à RRIIO. Material e Método: Modelo tridimensional de elementos finitos foi construído com geometria axissimétrica para simular um pré-molar inferior unirradicular e seus tecidos circundantes: cemento, LP, osso alveolar cortical e trabecular. Com exceção do LP, os demais materiais foram considerados elásticos, isotrópicos, lineares e homogêneos. Foram simulados três tipos de carregamento: intrusão pura (IP), inclinação para vestibular (IV) e combinação de forças de intrusão e inclinação (CF), e duas magnitudes de força: 25 cN e 225 cN. O deslocamento foi restrito nos nós localizados na base e na lateral do osso cortical. Quatro variáveis respostas foram analisadas: tensão de von Mises (?VM), mínima tensão principal (?3), tensão hidrostática (?H) e tensão radial (?rr). Para cada tensão foi calculado o valor nodal obtido na interface LP-cemento e a média da variável de acordo com a sua localização: lingo-cervical (LC), lingo-média (LM), lingo-apical (LA), vestíbulo-apical (VA), vestíbulo-média (VM), vestíbulo-cervical (VC). Resultados: A distribuição e os picos de ?VM (terço cervical para a intrusão e regiões LC e VA para inclinação e movimento combinado) não foram correspondentes com os locais de maior risco de RRIIO encontrados clinicamente. Maiores valores de ?3 foram obtidos: no terço apical para forças de intrusão de 25 cN e no terço cervical para 225 cN; na região VC para a inclinação e na região VA para o movimento combinado. O perfil de distribuição de ?H e ?rr foi bastante similar: os maiores valores de tensão de compressão foram encontrados no terço apical para a intrusão e nas regiões VC e LA para o movimento de inclinação e combinado. Conclusões: A tensão radial negativa foi considerada o melhor indicador do risco de RRIIO, baseado na coerência com o mecanismo biológico e nas regiões de maior risco de reabsorção para cada tipo de movimento ortodôntico. Devido ao comportamento não linear do LP, o aumento da força provocou um aumento não proporcional das tensões. Na intrusão, o aumento da tensão radial compressiva foi mais significativo para o terço apical, enquanto na inclinação e no movimento combinado para as regiões VC e LA. / Chapter 1. Objective: Assess the literature to determine which evidence level supports the association of orthodontic force system and orthodontically induced inflammatory root resorption (OIIRR). Methods: PubMed, Cochrane, and Embase databases were searched with no restrictions on year, publication status, or language. Selection criteria included human studies conducted with fixed orthodontic appliances or aligners, with at least 10 patients, and the force system well described. Results: A total of 259 articles were retrieved in the initial search. After the review process, 21 full-text articles met the inclusion criteria. Sample sizes ranged from 10 to 73 patients. Most articles were classified as having high evidence levels and low risks of bias. Conclusions: Although a meta-analysis was not performed, from the available literature, it seems that positive correlations exist between increased force levels and increased root resorption, as well as between increased treatment time and increased root resorption. Moreover, a pause in tooth movement seems to be beneficial in reducing root resorption because it allows the resorbed cementum to heal. The absence of a control group, selection criteria of patients, and adequate examinations before and after treatment are the most common methodology flaws in studies of OIIRR. Chapter 2. Objectives: Verify by the finite element analysis: (1) The influence of the loading magnitude (25 cN and 225 cN) in three different orthodontic movements (intrusion, tipping and combination of both) on the stresses generation within the periodontal ligament (PDL) considering its nonlinearity. (2) Which stress criteria can be used as indicators of root resorption risk. Material and Method: Three-dimensional finite element model was constructed with axisymmetric geometry to simulate a single-rooted lower premolar and its surrounding tissues: cementum, PDL, cortical and trabecular alveolar bone. Except for the PDL, the remaining materials were considered elastic, isotropic, linear and homogeneous. Pure intrusion (PI), buccal tipping (BT) and combination of intrusion and tipping forces (CF), applied with two force magnitudes (25 cN and 225 cN), were simulated. The model displacement was restricted at the base and the lateral of cortical bone. Four stress criteria were analyzed: von Mises (?VM), minimum principal stress (?3), hydrostatic stress (?H) and radial stress (?rr). For each criteria it was calculated the nodal stress obtained at the PDL-cementum interface and its average value according to the location: lingual-cervical (LC), lingual-middle (LM), lingual-apical (LA), buccal-apical (BA), buccal-middle (BM), and buccocervical (BC). Results: The distribution and peak of ?VM (cervical third for intrusion, LC and BA regions for buccal tipping and combined movements) did not correspond to the zones where resorption occurs clinically. The highest average values of ?3 were obtained: at the apical third under 25 cN and at the cervical third under 225 cN of intrusion forces; at the BC region under tipping forces, and at the BA region under combined forces. The distribution pattern of ?H and ?rr was very similar: the highest compressive stress values was found at the apical third under intrusion forces and at the BC and LA regions under tipping and combined forces. Conclusions: The radial stress can be considered as the best indicator to predict the OIIRR risk, based on its consistency with the biological mechanism and according to the zones where resorption occurs clinically depending on the type of orthodontic movement. Due to the PDL nonlinearity, the increase of force magnitude caused a non-linear increase of the stress values. For intrusion, the increase of radial stresses was more significant at the apical third, while for buccal tipping and combined movement it was more significant for the BC and LA regions.

Resumo: Neste trabalho é apresentada a modelagem analítica baseada nas equações de Maxwell e a modelagem numérica baseada no Método da Simulação de Cargas (MSC) e no Método dos Elementos Finitos (MEF) empregados no cálculo do campo eletromagnético quase-estático em linhas de transmissão. O método dos elementos finitos consiste numa adaptação do método residual de Galerkin. Ele é atualmente considerado um método matemático para a solução de equações diferenciais parciais, entre as quais se inclui a Equação de Poisson, Equação de Laplace, Equação de Helmholtz, Navier-Stokes, etc. Esse é um método de aproximação de problemas contínuos em domínios fechados onde o contínuo se divide em um número finito de partes, ou elementos, cujo comportamento se especifica mediante um número finito de parâmetros associados a certos pontos característicos denominados nós. Os nós são os pontos de união de cada elemento com seus adjacentes. A solução do sistema completo segue as regras dos problemas discretos. O sistema completo se forma pela associação dos N elementos. As incógnitas do problema deixam de ser funções matemáticas e passam a ser o valor dessas funções nos n nós. O comportamento no interior de cada um dos N elementos passa a ser definido a partir do comportamento dos n nós, mediante adequadas funções de interpolação ou funções de forma. A precisão do método depende da forma do elemento da malha bidimensional, ou seja, se ele é triangular ou quadrilateral, por exemplo. Além disso, a quantidade de pontos de integração e conseqüentemente a base polinomial do elemento finito, podem ser explorados para aumentar a precisão dos resultados. A base do método dos elementos finitos são as funções de mapeamento, e suas derivadas. No método de Galerkin as funções de mapeamento são igualadas às funções de forma originando os elementos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this research is presented a mathematical modeling based on Maxwell's equations and numerical modeling based on Charge Simulation Method (CSM) and the Finite Element Method (FEM) for calculating the quasi-static electromagnetic field in transmission lines. The finite element method is an adaptation of Galerkin residual method. It's currently considered a mathematical method for solving partial differential equations, among which includes the Poisson equation, Laplace equation, Helmholtz equation, Navier-Stokes, etc. This is an approximation method of continuing problems in closed domains where the continuous is divided into a finite number of parts or elements whose behavior is specified by a finite number of parameters associated with certain characteristic points called nodes. The nodes are union points of each element with its adjacent. The solution of the entire system follows the rules of the discrete problems. The complete system is formed by the association of N elements. The unknowns of the problem, mathematical functions, become the value of these functions on n nodes. The behavior within each of elements N is now defined from the behavior of n nodes, using appropriate interpolation functions or shape functions. The method precision depends on the shape of two-dimensional mesh element, i.e., if it is triangular or quadrilateral. Moreover, the number of integration points and therefore the polynomial finite element basis, can be exploited to increase the accuracy of the results. The basis of the finite element method are the mapping functions and their derivatives. In the Galerkin method the mapping functions are matched to the shape functions form the isoparametric. Finally, from above definitions, simply refer to the tables of numerical integration, showing how the elements are integrated, and use them in the rest of the numerical modeling / Orientador: Luiz Fernando Bovolato / Coorientador: Carlos Alberto Tenório de Carvalho Júnior / Banca: Afonso José do Prado / Banca: Sérgio Kurokawa / Banca: Olivio Carlos Nascimento Souto / Banca: Wander Gonçalves da Silva / Doutor

Orientador: Wirley Gonçalves Assunção / Banca: Débora Barros Barbosa / Banca: Érica Alves Gomes / Resumo: Proposição: Esse estudo comparou a distribuição das tensões em 3 diferentes tipos de próteses fixas implanto-suportadas mandibulares para carregamento imediato com o protocolo convencional de dois estágios cirúrgicos, no que diz respeito à distribuição de tensões, por meio do Método de Elementos Finitos tridimensional não linear. Materiais e Métodos: Quatro modelos de mandíbula humana edêntula suporte de prótese fixa implanto-suportada com quatro implantes foram construídos. Os modelos foram divididos em 4 grupos: Grupo A (controle) - os implantes foram rigidamente esplintados por meio de infraestrutura metálica, e submetidos ao protocolo de carregamento convencional de dois estágios cirúrgicos; no Grupo B - os implantes não foram rigidamente esplintados (esplintagem por meio de resina acrílica), e submetidos ao protocolo de carregamento imediato; no Grupo C - os implantes foram rigidamente esplintados por meio de infraestrutura metálica e submetidos ao protocolo de carregamento imediato; no Grupo D - os implantes não foram rigidamente esplintados (esplintagem por meio de resina acrílica), sendo que foi inserido na região do cantilever uma barra-distal pré-fabricada, e foram submetidos ao protocolo de carregamento imediato.Para simular a condição de carregamento imediato dos implantes (Grupos B, C e D), elementos de contato não linear e friccional foram usados. O coeficiente de fricção de 0,3 μ foi utilizado entre o osso e o implante. No modelo A foi considerado um contato colado na interface osso-implante. Os modelos foram suportados pelos músculos da mastigação e pela articulação temporomandibular. Uma carga de 100 N no sentido oblíquo... / Abstract: Purpose: This study compared the stress distribution between 3 different mandibular full-arch implant-supported fixed dentures submitted to immediate loading and conventional full-arch implant-supported fixed denture through three-dimensional finite element analysis. Materials and Methods: Four models of edentulous human mandible were fabricated with 4 implants for restoration with full-arch implant-supported fixed denture. The models were divided into 4 groups: Group A (control) - implants were splinted with metallic framework and submitted to conventional loading protocol after 2 surgical steps, Group B - implants were splinted with acrylic resin and submitted to immediate loading, Group C - implants were splinted with metallic framework and submitted to immediate loading, and Group D - implants were splinted with acrylic resin and submitted to immediate loading with a prefabricated distal bar positioned in the cantilever region. Non-linear and frictional contact elements were used to simulate immediate loading (Groups B, C and D). The coefficient of friction μ=0.3 was established between bone and implant. Direct contact at bone implant interface was assumed in the model A. All models were supported by masticatory muscles and the temporomandibular joint. Oblique load of 100N was applied on mandibular first molar. The values of von Mises (σvM) and maximum (σmax) and minimum (σmin) principal stresses (in MPa) were obtained. Results: Group A presented the lowest stress values (σvM=147, σmax=102 e σmin=-131 MPa) while group D showed the highest values (σvM=904, σmax=685 e σmin=-1481 MPa). In bone tissue, the groups submitted... / Mestre

Orientador: Rogério de Oliveira Rodrigues / Banca: José Luiz Pinheiro Melges / Banca: Jorge Munaiar Neto / Resumo: Com a crescente evolução da engenharia estrutural e dos diferentes sistemas construtivos, o profissional atuante nessa área necessita incorporar o microcomputador como uma ferramenta básica, de modo a manter a qualidade, a competitividade e a eficiência de seu trabalho. Apesar de o projeto de alvenaria estrutural ter uma modelagem bastante simples, a utilização de ferramentas computacionais desenvolvimento da para análise auxiliar o e cálculo, corresponde do projetista, a no uma parcela significativa do tempo total despendido na execução do projeto. Frente a esse fato, apresenta-se como necessidade imediata o desenvolvimento de códigos computacionais confiáveis que possibilitem efetuar várias simulações de situações de projeto e carregamento. Nesse principal contexto a o presente trabalho simulação numérica do tem como comportamento objetivo não-linear físico de primas de alvenaria estrutural submetidos a ações verticais. O Método dos Elementos Finitos será empregado como modelo discreto elementos aplicado prismáticos na análise triangulares numérica, lineares com utilizando-se seis nós e parabólicos com quinze nós, simulando-se as partes do bloco de concreto (14 x 19 x 29 cm), bem como as juntas de argamassa, efetuando uma modulação tridimensional do prisma, além de considerar de forma separada as características físicas de cada material citado. Neste trabalho demonstra-se todo processo de dedução explicita das matrizes de rigidez para os elementos usados na discretização, sendo que para a consideração da não-linearidade dos materiais utilizou-se o critério de Mohr-Coulomb, permitindo representar a diminuição da rigidez em função da ruptura do material. O código gerado em linguagem Visual Basic permitiu realizar simulações numéricas, cujos resultados quando comparados com resultados experimentais mostraram-se bastante satisfatórios / Abstract: With the growth of the Structural Engineering and the different building systems, the professional who works in this area needs to incorporate the computer as a basic tool in a way to keep the quality, competitiveness, and the efficiency of his work. Despite of the structural masonry project has a very simple modeling, designer in the the uses of computational development of the tools the and analysis help the calculation, it corresponds to a significant plot of the total time spent on the project execution. Before this fact, it is presented as an immediate necessity the development of computational reliable programs which enables to perform many simulations of design situations and loading. In this context, the present work aims the numerical simulation of nonlinear behavior of physical structural masonry prisms submitted to vertical actions. The Finite Element Method will be employed as discrete models to numerical analysis using triangular linear prisms with six nodes and parabolic prisms with fifteen nodes, simulating concrete blocks parts (14 x 19 x29cm), as well as the mortar joints, making a tridimentional modulation of the prism, besides considering separately the physical characteristics of each cited material. It is presented in this work, the entire process of explicit deduction of the matrices of stiffness to the elements used in the discretization, the Mohr-Coulomb Criteria was used to consider the nonlinear of materials, permitting to represent the decrease of stiffness in function of the material rupture. The code numerical generated in simulations Visual whose Basic language results, when allowed compared making to the experimental, are showed as very satisfying