Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:30:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 105509.pdf: 3498498 bytes, checksum: 7883fc3efa975746a88e4cefc44f91e2 (MD5) Previous issue date: 1996 / Análise dos conceitos que regem a propagação de potência em componentes estruturais tipo barras e vigas, essenciais na identificação de fontes de energia e dos principais caminhos de propagação. É apresentada uma formulação baseada nos conceitos de reciprocidade, que permite a determinação do fluxo de potência em componentes acoplados considerando a união como rígida e flexível. Os resultados analíticos são comparados aos obtidos experimentalmente através do método da intensidade estrutural.

Orientador: Francisco Antonio Menezes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-23T12:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SlhessarenkoFilho_Leonardo_M.pdf: 3999127 bytes, checksum: 83e6ca3cb7bdc3be8824dad8b3913cb8 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho trata da análise de edifícios através de uma técnica discreta, baseada no método dos elementos finitos via processo dos deslocamentos, onde a estrutura é idealizada como uma associação tridimensional de vigas, lajes e pilares. Elaborou-se a partir de um ambiente computacional denominado PZ, sob o paradigma da orientação a objetos, uma série de rotinas, "classes" e "métodos" que permitem o cálculo de deformações e esforços na análise tridimensional de estruturas. O ambiente de computação científica PZ, escrito em linguagem de programação C++, é uma ferramenta computacional de múltiplos propósitos, preparado para a simulação, via método dos elementos finitos, de problemas matemáticos e de engenharia onde o fenômeno a ser analisado pode ser representado através de um conjunto de equações diferenciais parciais. Nesse ambiente, usando o conceito de hierarquia de classes, todo o código pôde ser reutilizado. Assim, aproveitando a funcionalidade do código existente, para análise do tipo elasticidade tridimensional para relações tensão/deformação, desenvolveram-se as formulações variacionais que expressam as deformações em elementos de barra e placa e implementou-se estas em classes de materiais específicos para o cálculo de "vigas", "pilares" e de "placas", derivadas de uma classe abstrata existente no PZ, chamada TMaterial. O elemento de barra foi modelado levando em conta a Teoria de Timoshenko e o elemento de placa foi modelado incorporando a Teoria de Reissner-Mindlin, onde associou-se também à formulação o efeito de membrana. Dada a generalidade das formulações, tanto o elemento de barra quanto o elemento de placa podem assumir geometrias arbitrárias (parabólicas, cilíndricas). O elemento de barra foi concebido com seis graus de liberdade por nó para permitir o perfeito acoplamento com o elemento de placa, também implementado com seis variáveis independentes por nó: três translações e três rotações. Foi elaborado um pré-processador baseado na entrada de dados do programa Ansys. Para a visualização dos resultados foram implementado no ambiente PZ alguns "métodos" onde se introduziu o conceito de "elemento gráfico", através do qual se preparam arquivos de saída de resultados adequado tal que possam ser interpretados por programas de visualização gráfica. Através de implementações computacionais apresentam-se exemplos numéricos cujos resultados foram comparados com o software Ansys, versão 5.2, mostrando a validade das formulações esenvolvidas / Abstract: This thesis is concerned with the analysis of buildings using a discrete technique based on the finite element method, via process of displacement, where the structure is idealized as a three dimensional association of beams, slabs and columns. The slabs are discretized with plate finite elements of four nodes. The columns and beams are modelled by unidimensional finite elements submitted to flexure. Based on the paradigm of the orientation to objects and using the computational environrnent PZ, a series of routines were created: "classes" and "methods", which permitted the evaluation of deformations and strains in the three dimensional analysis of structures. The scientific computational environment PZ, written in the C++ programming language, is a multiple purpose computational tool prepared for the simulation, via the finite element method, of mathematical and engineering problems, where the phenomenon to be analysed can be represented by a system of partial differential equations. ln such environment, using the concept of class hierarchy, variational formulations that express the strains in bar and plate elements by the generation of classes derived from "materials" were implemented. The classes named TTimoshenko and TPlateReissner derived from an abstract class named TMaterial existing in the PZ environment were implemented. The bar and plate elements were modelled taking into account the Theory of Timoshenko and the Theory of Reissner-Mindlin, respectively, with the membrane effect taken into consideration in the formulation.membrane effect was also associated in the formulation. Considering the generality of the formulation, both the bar and plate elements can assume arbitrary geometric shapes.The bar element was conceived with six nodal degrees of freedom in order to allow the coupling with the plate element, which also has six nodal degrees of freedom: three translations and three rotations. A pre-processor based on input files created by the programme Ansys was prepared. To the visualization of the results some "methods" allow the the preparation of files containing the answers of the analysed structure that are suitable to be interpreted by softwares of graphic visualization. The examples presented to confirm the validation of the present computational implementation where always compared with the results obtained with similar simulations realized by the software Ansys / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Fernando Iguti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PerdaoJunior_Paschoal_D.pdf: 23163286 bytes, checksum: e406dddef61cc3954cd4692126c00781 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho trata de expor detalhadamente, passo a passo, todos os requisitos necessários à utilização de B-splines como funções de forma, dentro do método dos elementos finitos, para aproximar a solução de estruturas de Barras, Vigas e Placas Finas. Característica à própria essência das B-splines, a suavidade, proporcionada pela continuidade 'C IND. 2¿ desses polinômios cúbicos, fornece todo um conceito de "robustez" a essas funções de aproximação, aumentando a precisão e a rapidez de convergência dos resultados obtidos. Uma etapa importante do presente trabalho é a introdução de nós auxiliares adicionais na definição das B-Splines próximas ao contorno das estruturas. Na formulação utilizada, o emprego de nós auxiliares, e a inclusão do quarto trecho polinomial de uma Spline cúbica nos elementos de extremidade vem a garantir a completude do espaço de aproximação. Estes nós auxiliares proporcionaram mais um grau de liberdade aos nós posicionados junto ao contorno da discretização. Este grau de liberdade adicional permite através de uma operação matricial a transformação das incógnitas do problema, de coeficientes das B-Splines para grandezas físicas, viabilizando a inclusão das condições de contorno físicas na formulação. Este procedimento é um avanço em relação às formulações reportadas na literatura, onde um "ajuste" nas B-Splines próximas ao contorno é realizado. Diversos exemplos numéricos, tanto em estruturas unidimensionais como em placas finas mostram a eficiência da formulação apresentada / Abstract: The present Thesis is a step by step formulation for the use of B-splines Functions in the Finite Element Method to approximate de solution of Bars, Beams and Thin Plates structures. The smooth character of the B-Splines given by the 'C IND. 2¿ continuity of these cubic polynomials provides a robust frame to the trial functions, increasing thus convergence and precision of the solutions. One important contribution of this work is the addition of auxiliary nodes in the definition of the B-Splines in the vicinity of the structure boundaries. These auxiliary nodes allow the inclusion of a fourth polynomial term in the interpolation of Spline elements close to the boundaries, which garantees the completness of the approximation spaces. The auxiliary spline nodes also permits the introduction of an extra physical degree of freedom at the boundaries of the structures. This additional degree of freedom, together with a coordinate transformation, allow the system equation to be written in terms of the physical boundary quantities. This procedure is an improvement, when compared to other formulations, which require a modification in the Spline functions near the boundaries, to account for the correct boundary conditions. Numerical examples for one- and two-dimensional structures show the efficiency and accuracy of the proposed methodologies / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: José Maria Campos dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:11:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nobrega_EdilsonDantas_M.pdf: 12912450 bytes, checksum: 790ec696a10ed45d5c22747b666dea61 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A fim de superar as limitações atuais na análise dinâmica de estruturas em médias e altas frequências e tirando proveito da natureza periódica de muitas destas estruturas, nos últimos anos, foram desenvolvidos métodos de guia de ondas. São modelos obtidos a partir de fatias das guia de ondas e modeladas pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) e pelo Método do Elemento Espectral (SEM), também conhecidos como Método de Propagação de Ondas por Elementos Finitos (Wave Finite Element Method - WFEM) e Método de Propagação de Ondas por Elementos Espectrais (Wave Spectral Element Method - WSEM), respectivamente. Exemplos de guia de ondas podem ser encontrados em diferentes tipos de estruturas tais como, os trilhos de trem, tubulações e até mesmo em estruturas complexas tipo a fuselagem de um avião e outras. Este trabalho apresenta uma extensão destes métodos de guias de ondas para a modelagem com elementos de barra de alta ordem. Os métodos foram implementados computacionalmente em códigos Matlab e os resultados são comparados com os do Método do Elemento Espectral (Spectral Element Method - SEM), do Método dos Elementos Finitos e com os do modelo analítico da Placa de Rayleigh-Lamb. Três elementos de barra de alta ordem são formulados: o modelo de Love (ou de Um modo), o modelo de Mindlin-Herrmann (ou de Dois modos) e o modelo de Doyle (ou de Três modos). O método é avaliado através de exemplos simulados computacionalmente e os resultados são analisados e comparados com aqueles da literatura / Abstract: In order to overcome the current limitations in the dynamic analysis of structures at middle and high frequencies and taking advantage of the periodic nature of many of these structures, in recent years, waveguide methods were developed. Models are obtained from slices of patterned waveguides, were developed by Finite Element Method (FEM) and Spectral Element Method, also known as Wave Finite Element Method - WFEM and Wave Spectral Element Method - WSEM. Examples of waveguides can be found in different types of structures such as the railroad tracks, pipelines and even complex structures like the fuselage of an airplane and others. This work presents an extension of these waveguides methods to model high order rod elements. The methods were implemented in Matlab codes and the results are compared with Spectral Element Method - SEM, Finite Element Method and the analytical Rayleigh-Lamb plate model. Three high order bar elements are formulated: the Love's model (or one mode), the Mindlin-Herrmann's model (or two modes) and the Doyle's model (or three modes). The method is evaluated through computationally simulated examples and the results are analyzed and compared with those of the literature / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leo Shirmer.pdf: 2979885 bytes, checksum: af597a0ee7bc2ab3d93b50df0e86fb27 (MD5) Previous issue date: 2005-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The work approaches the modeling of the articulated robotic manipulator with six degrees of freedom, conceived for educational ends. It s presented the structure, the robotic anatomy and components, as systems of transmission, actuators and sensors used in manipulating robots. The arm and base structure of the Robothron manipulator are described. The forward kinematics modeling by Sheth-Uicker and also Denavit-Hartenbergnotations are studied. The Robothron workspace simulations graphs are presented to validate the forward kinematics equations. The inverse kinematic manipulator is studied and simulation are presented. The diferential kinematic present the manipulator Jacobian and its singularities. The of the static forces and moments analysis are used to determinate the joints transmission parameters systems for shoulder and elbow. The dynamic analysis studies three manipulators configurations and the joints torques equations to the Robothron shoulder and the elbow are determined. / O trabalho aborda a modelagem do manipulador robótico articulado de seis graus de liberdade, concebido para fins educacionais. São apresentadas a estrutura, a anatomia e os componentes robóticos, como sistemas de transmissão, atuadores e sensores utilizados em robôs manipuladores. São descritas a estrutura da base e do antebraço do Robothron. É estudada a modelagem por cinemática direta através das notações de Sheth-Uicker e também a de Denavit-Hartenberg. São apresentadas simulações e os gráficos do espaço de trabalho do Robothron para validar as equações da cinemática direta. A cinemática inversa deste manipulador é estudada e acompanhada de simulações. A cinemática diferencial apresenta o Jacobiano do manipulador e suas singularidades. No capítulo referente a análise das forças estáticas e momentos, são determinados os parâmetros dos sistemas de transmissão para as articulações do ombro e do cotovelo. A análise dinâmica estuda três configurações de manipuladores, são determinadas as equações dos torques nas articulações do ombro e do cotovelo do Robothron.