Orientador: Samuel Silva / Resumo: Critérios de falhas realizam a predição de circunstâncias nas quais materiais sólidos estão sobre ação de carregamentos externos. As teorias de falhas são conhecidas como diferentes critérios de falhas, como von Mises e Tresca, os quais são os mais famosos para determinados materiais. Além disso, esta dissertação de mestrado pretende mostrar a comparação entre os critérios de falha de Tresca e von Mises, levando em conta incertezas subjacentes nas equações constitutivas e na análise de tensão. Para exemplificar acomparação,algumassimulaçõessãorealizadasusandoumaplacasimples,umproblema de deflexão simples,e a estrutura de um carro do formula SAE. Devido à complexidade deste sistema, diferentes tipos de etapas probabilísticas são utilizadas, como o método de superfície de resposta e a correlação de parâmetros. Os resultados mostram que várias variáveis aleatórias de entrada afetam em maneiras diferentes as variáveis aleatórias de saída e que não há uma diferença grande entre os critérios de falha de von Mises e Tresca quando incertezas são assumidas na formulação para a análise de tensão. / Abstract: Failure theory is the investigation of predicting circumstances under which solid materials under the processing of external loads. The theories of failure are known as different failure criteria such as von Mises and Tresca which are the most famous of these for certain materials. Additionally, this master dissertation intends to show a comparison between Tresca and von Mises failure criterions, taking into account the underlying uncertainties in the constitutive equations and stress analysis. In order to exemplify the comparison, some numerical simulations are performed using a simple plate, simple deflection problem and a frame of the formula car. Due to the complexity of frame of the formula car, different kind of probabilistic steps are used as a response surface method and parameters correlation. Results show that several random input variables effect the random output variables in various ways, and there is no such a big difference between the von Mises and Tresca failure criterions when uncertainties are assumed in the formulation for stress analysis. / Mestre

Nenhuma / Neste trabalho propõe-se uma nova metodologia para a análise do ruído magnético Barkhausen, as transformadas Wavelet., uma ferramenta de processamento de sinais que possibilita exibir o comportamento das freqüências e a quantidade de informações presentes em um determinado sinal. As transformadas Wavelet são utilizadas para a análise de sinais não estacionários, proporcionando uma representação tempo-frequência do sinal simultaneamente. Foram estudados três tipos de materiais ferromagnéticos, os aços ASTM A 515, USI SAC 50 e AISI 1045. A primeira fase dos estudos abordou a análise do ruído magnético Barkhausen para a avaliação de tensões mecânicas presentes nestes materiais. Os experimentos foram realizados utilizando-se as transformadas Wavelet contínua, Wavelet discreta e Wavelet Packet Entropia Wavelet e o método RMS convencional, sendo comparados os resultados obtidos pelos dois métodos. Verificou-se que a utilização da transformada Wavelet Packet Entropia Wavelet apresentou melhores resultados do que os obtidos pelo método RMS. Na segunda fase, os experimentos foram realizados de forma a verificar a possibilidade de emprego do método para a diferenciação das amostras estudadas. Os estudos foram realizados para valores de tensões mecânicas entre -30 MPa e 30 MPa e os resultados obtidos pelo método tradicional RMS e pelo método de Entropia Wavelet foram submetidos a uma análise estatística que possibilitou diferenciar, por intervalos de confiança de 95%, as amostras dos diferentes materiais. As principais conclusões deste trabalho é que a análise do ruído magnético Barkhausen utilizando a técnica de processamento de sinais pelo uso de Entropia Wavelet possibilita a diferenciação de amostras dos diferentes materiais ferromagnéticos estudados e apresenta sensibilidade para a detecção de variações de tensões numa faixa de tensões superior ao método tradicional RMS. Os resultados obtidos com o uso das transformadas Wavelet contínuas e das outras transformadas Wavelet discretas não apresentaram informações relevantes para estas aplicações. / In this study, a new methodology for Barkhausen noise analysis of ferromagnetic materials is proposed. This methodology is based on the use of the Wavelet transforms, a signal processing tool capable of providing the frequency content and he amount of information of a particular signal. The Wavelet transforms are used for non-stationary signals analysis and are capable of providing the time and frequency information simultaneously, hence giving a time-frequency representation of the signal. Three different ferromagnetic materials were investigated, the ASTM A 515, USI SAC 50 and AISI 1045 steels. The first part of the study was directed to the analysis of the magnetic Barkhausen noise for evaluation of the mechanical stresses present in these materials. The experiments were performed using the Continuous Wavelet Transforms, the Discrete Wavelet Transforms, the Wavelet Packet Transform Wavelet Entropy and the conventional RMS Method. The results obtained from these methods were compared. The results obtained from the use of the Wavelet Packet Transform Entropy Wavelet were more representative than those obtained from the use of the RMS method. In the second part of this study, the experiments were performed in order to verify the use of these methods to separate the materials studied. The experiments were performed in the stress range from 30 MPa to 30 MPa and the results obtained from the RMS Method and the Wavelet Packet Transforms Method Entropy Wavelet were submitted to a statistical analysis that allowed differentiating, with 95% on confidence interval, the samples of the materials studied. The mains conclusions obtained from this study are: the stress range where the Wavelet Packet Transforms - Entropy Wavelet Method presented sensitivity for stress changes in the materials studied was larger than the presented by the RMS Method and the use of this Wavelet Transforms was adequate to differentiate the materials used in this work. The results obtained from the Continuous Wavelet Transforms and the other Discrete Wavelet Transforms did not present relevant information for these applications.

Esse trabalho traz uma abordagem ao problema da Fadiga Sônica em painéis reforçados de alumínio de uma típica estrutura de aplicação aeronáutica, submetidos a um carregamento acústico randômico proveniente dos gases de escape de motores a reação. A obtenção da resposta aos modos de vibrar, os níveis de tensões totais aplicados e resistência à fadiga da estrutura quando excitada por tais cargas sonoras se baseiam no processo de cálculo semi empírico proposto em relatórios do ESDU (Engeneering Sciencies Data Unit) e serão conduzidos a partir do desenvolvimento de um algoritmo utilizando a ferramenta VBA (Visual BASIC for Applications) do Microsoft Excel. O método de elementos finitos será então aplicado a fim de analisar e validar os resultados obtidos por essa ferramenta. Será mostrado que tais resultados estão de acordo com os obtidos pelo software NASTRAN e, portanto, torna o programa eficiente para análise da fadiga sônica.

Este trabalho trata do problema da determinacao das tensoes que surgem nas bordas livres de compositos laminados simetricos de fita unidirecional de carbono/epoxi sujeitos a uma extensao uniformelongitudinal e a um carregamento termico ocasionado pela temperaturade cura. Utilizou-se uma formulacao baseada no metodo dos elementos finitos que leva em conta um estado de tensoes tridimensional. A formulacao foi implementada em um software que calcula o campo de deslocamentos e a distribuicao de tensoes tridimensional no laminado. O software foi validado pela comparacao de resultados numericos com valores existentes na literatura para configuracao ';entre colchetes + ou - 45 graus';. Os resultados numericos obtidos para as distribuicoes de tensoes foram correlacionados com resultados experimentais de resistencia a tracao de laminados tipo cross-ply. Tres configuracoes sao consideradas: ';entre colchetes 0 graus/90 graus/90 graus';, ';entre colchetes 90 graus/0 grau/90 graus'; e ';entre colchetes 90 graus/90 graus/0 grau';. Alem disso, dois tipos de acabamento de borda livre sao considerados para cada uma dessas familias: borda retificada e borda moldada. a analise de tensoes mostrou que a tensao normal longitudinal ';(Sigma IND. XX)'; edominante em termos de definir a resistencia do laminado para os casos estudados. As tensoes interlaminares tem valores baixos quandocomparadas aos valores admissiveis para este tipo de esforco. Dessa forma, esses resultados indicam um efeito da sequencia de empilhamento pouco acentuado, o que e coerente com os resultados experimentais previamente obtidos. Na comparacao entre os dois tiposde acabamento de borda livre, percebeu-se uma sensivel perda de resistencia a tracao quando o laminado e fabricado com bordas moldadas. Isto ocorre porque o cunteudo de fibras em volume nas proximidades da borda livre e mais baixo do que no interior do laminado. Portanto, as propriedades mecanicas do material na regiao da borda livre sao mais baixas. Alem disso podem aparecer pequenas bolsas de resina pura que possuem resistencia mecanica bastante baixa. O efeito do carregamento termico pode elevar significativamente o valor de alguns componentes de tensao, particularmente o valor das tensoes interlaminares. Entretanto, para os laminados analisados a influencia do carregamento termico na resistencia e muito pequena.

O estudo trata da avaliação de pavimentos aeroportuários para notificação do PCN. São estudados cinco aeroportos brasileiros, onde o Falling Weight Deflectometer (FWD) é usado para medir as deflexões do pavimento. O programa Laymod-3 é utilizado para a retroanálise dos módulos de elasticidade das camadas, e seus resultados são analisados. Quatro grupos de pavimentos são estudados: flexíveis, rígidos, compostos e semi-rígidos. Com base nos módulos de elasticidade das camadas dos pavimentos, obtidos por retroanálise, procede-se a avaliação do PCN com a utilização de uma variada gama de procedimentos e critérios para previsão de desempenho e projeto de pavimentos, para três níveis de tráfego. Os resultados são cuidadosamente analisados para definir quais critérios definem melhor a resistência do pavimento, em cada caso. Os procedimentos mais adequados foram aplicados no aperfeiçoamento do Programa PCN.