Orientador: Leandro Palermo Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T18:20:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_PauloCesar_M.pdf: 702369 bytes, checksum: ed3744e613bcdec2cfeeb3545685db46 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O método dos elementos de contorno foi usado no estudo de problemas de estados planos. O objetivo deste trabalho é a introdução do operador diferencial tangente no núcleo das equações integrais de forças de superfície, como uma alternativa para a aplicação do método dos elementos de contorno. A singularidade forte do tipo 2 1 r , presente no núcleo da equação integral de contorno, foi reduzida a uma singularidade de ordem r 1 com o uso do operador diferencial tangente. A formulação trabalhou com elementos de contorno contínuos e descontínuos. Na determinação de deslocamentos e tensões para pontos próximos do contorno, trabalhou-se apenas com núcleos com uma singularidade de ordem r 1. A técnica da regularização indireta, quando se evitam expressões analíticas, foi aplicada na equação integral de deslocamentos. Quando o ponto de colocação foi levado ao contorno, a singularidade, presente nas equações integrais de contorno, foi tratada pelo valor principal de Cauchy para elementos lineares na obtenção de tensões internas e no contorno. A formulação do método dos elementos de contorno dual usou a equação integral de forças de superfície, com a aplicação do operador diferencial tangente, no tratamento de problemas com trinca em análises da mecânica da fratura elástico-linear. Os fatores de intensidade de tensão são obtidos através do método da extrapolação de deslocamentos / Abstract: The Boundary Element Method was used to study plane state problem. The aim of this study is an application of the tangential differential operator in the kernels of boundary integrals equations for tractions, as an alternative for the applications of Boundary Element Method. Strong singularity of order 2 1 r , present in the kernels of boundary integrals equations was reduced to a weakly singularity of order r 1 when the tangential differential operator was used. The formulation worked with continuous and discontinuous boundary elements. On determination of displacements and stresses for boundary near points, the equation worked only with kernels contained singularity of order r 1. The indirect regularization technique, with avoided analytic expressions, was applied on the boundary integral equations for displacements. When the collocation points was led to boundary, the singularity, present on the boundary integrals equations, was treated by the Cauchy principal value sense for linear boundary elements. The formulation of the dual boundary elements methods used a boundary integral equation for traction, with the application of the tangential differential operator, to treat plane problems with cracks of the linear elastic fracture mechanics. The stress intensity factors are obtained with the displacement extrapolation method / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Paulo Sollero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T00:33:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hoefel_SimonedosSantos_D.pdf: 926109 bytes, checksum: 6968cbf6729fc86ee69728a2e4739116 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho é desenvolvida uma formulação do método dos elementos de contorno para análise de estruturas formadas pela associação espacial de placas de laminados compósitos. Inicialmente, as formulações do método dos elementos de contorno, desenvolvida para pro­blemas de elasticidade plana e de flexão em placas finas para materiais anisotrópicos, são as­sociadas obtendo-se uma estrutura plana, denominada macro-elemento. Um macro-elemento contém simultaneamente os estados de flexão em placas finas e extensão (chapa) e possui quatro graus de liberdade por nó, sendo eles: deslocamento normal, tangencial e transver­sal e rotação normal. O modelo final assume uma associação desses macro-elementos no espaço. Cada macro-elemento é tratado como uma sub-região do MEC. As equações de cada sub-região, após as transformações de coordenadas, são acopladas através de equações de equilíbrio e compatibilidade. O tratamento numérico é feito através do método dos elemen­tos de contorno usando elementos constantes e quadráticos. Com o objetivo de validar a formulação desenvolvida, vários exemplos numéricos são analisados, os resultados obtidos são comparados com resultados analíticos e numéricos disponíveis na literatura / Abstract: In this work a boundary element formulation is developed for the analysis of structures formed by three-dimensional association of symmetric laminated composite plates. Initially, the boundary element formulations developed for plane elasticity anisotropic problems and bending of anisotropic thin plate problems are associated in one plane structure with four degrees of freedom per node given by normal, tangential and transverse displacements and normal rotations. Then, the formulation is extended in order to allow the plane assembling of these structures. In the two-dimensional formulation, each plane element is defined as macro­element containing out-of-plane (bending) and in plane (stretching) degrees of freedom. The final system is obtained by assuming each individual plane structural element as a sub-­domain. After the necessary transformation of these equations, they can be combined in order to take into account displacement compatibilities and traction equilibrium conditions. The numerical treatment is carried out by the direct boundary element method. Numerical examples are presented and their results are compared to results available in literature / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Eder Lima de Alburquerque, Paulo Sollero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:43:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_AndrePereira_M.pdf: 7222618 bytes, checksum: bdf2ef461db36640bbac335c4317c1ae (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho apresenta formulações dinâmicas do método dos elementos de contorno para a análise de placas finas anisótropicas. As formulações utilizam soluções fundamentais da elasto-estática e os termos de inércia são tratados como forças de corpo. As integrais de domínio provenientes de forças de corpo são transformadas em integrais de contorno usando o método da reciprocidade dual (DRM) e o método da integração radial (RIM). No DRM, é escolhida uma solução particular e a função de aproximação é obtida usando a equação de equilíbrio. No RIM, quatro funções de aproximação são usadas. São implementados formulações para análise modal e análise transiente de placas finas. Na análise modal, a formulação integral é transformada em um problema de auto-valores e auto-vetores onde os auto-valores estão relacionados às frequências naturais e os auto-vetores são os modos de vibrar. Na análise transiente, a integração no tempo é realizada usando o método de Houbolt. Apenas o contorno é discretizado em todas as formulações implementadas. Os resultados numéricos mostram boa concordância com os resultados disponíveis na literatura e também com resultados do método dos elementos finitos. / Abstract: This work presents dynamic formulations of the boundary element method for the analysis of anisotropic thin plates. Formulations use elastostatic fundamental solutions and inertia terms are treated as body forces. Domain integrals that come from body forces are transformed into boundary integrals using the dual reciprocity boundary element method (DRM) and the radial integration method (RIM). In the DRM, a particular solution is chosen and a approximation function is obtained using the equilibrium equation. In the RIM, four different approximations functions are used. Formulations for modal and transient analysis are implemented. In the modal analysis, the integral formulation is transformed in a eigen-value and eigen-vector problem where the eigen-values are related to natural frequencies and the eigen-values stand for vibration shape modes. In the transient analysis, the time integration is carried out using the Houbolt method. Only the boundary is discretized in all implemented formulations. Numerical results show good agreement with results available in literature as well as finite element results. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Isaias Vizotto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T23:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rossi_ElianaMariadeMelloFrancisco_D.pdf: 5414575 bytes, checksum: a7297eb374b268f3bf484ab58acbe942 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho é estudado o problema da elastodinâmica translento através da formulação do Método dos Elementos de Contorno (MEC) e da formulação combinada desse método com o Método dos Elementos Finítos (MEF). O estudo dos problemas governados por uma equação de campo vetorlal através do Método dos Elementos de Contorno, com a solução fundamental de Kelvin, resulta numa de domínio que tem sido tratada através de duas técnicas. A primeira desenvolve a Integração no domínio por células e permite determinar a contribuição Inercial dos nós do contorno e dos pontos internos. A segunda, conhecida como Reciprocidade Dual, transforma a de domínio em uma série de integrais de contorno. Foi desenvolvida uma tecnica para a manipulação das matrizes globais do sistema de equações obtido através do Método dos Elementos de Contorno, que permitiu resolver o problema da dependência linear de linhas e colunas decorrente da análise de regiões com cantos ou angulosidades. O algorítmo criado para condensação dos nós foi testado para o caso estático e dinâmico. Diversos exemplos são apresentados para os dois métodos e para o acoplamnento. Os resultados obtidos foram comparados com as analíticas disponíveis ou então com as soluções provenientes da aplicação de outros métodos numéricos / Abstract: In this work is studied the problem of olastodynamic transient through the farmulation of Boundary Element Method (BEM) and the formulation of this method combined with the Finite Elements Method The study of the problems governed by an oquation of vector fieid through the BEM with Kevin fundamental solution, comes up in domain that has been handled by two techniques. The first develops the integration in the domain by cells and determines the nodes contribution of the inertíal rame and internal points. The second, known as Dual Recíprocíty, transforms the domain integral in boundary integrais. It was developed a tochnique for handling the matrix of the system of equations obtained by BEM, whích It solves the problem of the linear dependence of rows and Golumns arlsing frem the analysls of regions wlth comers ar sharp boundaries. The algorithm created for node condensation has been tested for statle and dynamie cases. Several examples are presented using the both methods and the coupling technique. The results obtained were comparod with the anal.ytical solutions avaílable or wíth solutions obtained from other numerícal methods / Doutorado / Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

Orientadores: Euclides de Mesquita Neto, Edson Antonio Capello Sousa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T04:23:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thomazo_LuizHenrique_M.pdf: 1773463 bytes, checksum: e38435e9b18935ddc2edc19b8b2efac4 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho apresenta uma metodologia para a realização de análises dinâmicas estacionárias e transientes em domínios visco-elásticos limitados ou ilimitados, utilizando-se o Método dos Elementos de Contorno. São utilizados como estados auxiliares soluções não-singulares de problemas do semi-espaço e do espaço completo de meios visco-elásticos. Os estados visco-elásticos auxiliares são sintetizados numericamente, tanto no domínio da freqüência, como no domínio do tempo. Os mencionados estados auxiliares são constituídos das soluções em tensão e deslocamento resultantes de cargas espacialmente constantes, aplicadas sob segmentos lineares tanto na superfície de semi-espaços, como no interior de espaços completos. Inicialmente os estados auxiliares são sintetizados numericamente no domínio da freqüência, dando origem à análise de problemas estacionários. Na seqüência estados auxiliares transientes são obtidos a partir da aplicação da transformada de Fourier rápida (FFT) sobre os estados estacionários mencionados. Os estados auxiliares são utilizados para a síntese de uma versão não singular Indireta do MEC (MEC-I) tanto no domínio da freqüência quanto no domínio do tempo. No trabalho ainda é formulada e implementada a inclusão de um corpo rígido interagindo com o meio discretizado pelo MEC-I. O comportamento visco-elástico do contínuo é introduzido pelo princípio da correspondência e são analisados os modelos de histerése constante e de Kelvin-Voigt / Abstract: The main purpose of the present work is to further develop a methodology to perform stationary and transient dynamic analysis of viscoelastic continua by the Boundary Element Method. Numerically synthetized stationary and transient, half-space and full-space auxiliary states are employed to render a non-singular implementation of the indirect version of the Boundary Element Method, IBEM. The auxiliary states used in this word are displacement and traction components stemming from the solution two stress bounary value problems. A constant traction distribution applied at a linear segment over the viscoelastic half-space surface and at the interior of the viscoelastic full-space describe the solutions applied to formulate the BEM. The IBEM is formulated and implemented to render the dynamic solution of bounded and unbounded domains. The interaction of the IBEM mesh with a massless rigid body is also formulated in the context of this work. Viscoelastic effects are included by means of the correspondence principle. The influence of the constant hysteresis and the Kelvin-Voigt damping models are studied. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T08:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_RangelFerreirado_D.pdf: 7547341 bytes, checksum: 0793f0ff7763f81b44868f59db73aab6 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Esta tese estuda e investiga o problema de propagação de ondas em estruturas periódicas usando o método de elemento espectral, a relação entre a matriz dinâmica e a matriz de transferência é mostrada para alguns casos, tais como, viga, barra, placa de Levy e modelo de Minddlin Hermman. A partir destas teorias, o método de propagação de ondas usando um modelo de elementos finitos de uma fatia do guia de ondas, WFEM é apresentado e o problema de prever os modos de propagação e os números de onda correspondentes. O objetivo deste trabalho é mostrar que usando o método WFEM e uma fatia do guia de onda modelado com elementos finitos sólido é possível construir elementos finitos espectrais para ser usado em guias de ondas homogêneos sem precisar de malha de refinamento. Tais elementos podem ser usados para modelar guias de ondas com seção transversal constante. A matriz de rigidez dinâmica para o elemento de barra elementar e para o elemento de viga de Euler Bernoulli são obtidos usando a formulação espectral padrão e obtidas usando uma fatia do guia de onda modelado pelo método FEM, são mostrados resultados do método proposto. / Abstract: This thesis, studies and investigates wave propagation problem in periodic structures using the spectral element method, the relation between the dynamic matrix and the transfer matrix is shown for some cases, such as, beam, bar, Levy plate and Mindlin-Herrmann's model. From these theories, the Wave Finite Element Method, WFEM is presented and the problem of predicting the wave propagation modes and the respective wavenumbers. The purpose of this work is to show that using the WFEM method and a slice of the waveguide modeled with solid finite elements, it is possible to develop spectral finite elements to be used in long homogeneous waveguides without the need of mesh refinement. Such elements can be used to model waveguides with constant cross section and long spans. The dynamic stiffness matrix of a simple rod and Bernoulli Euler beam element obtained using the standard spectral formulation and obtained via the FEM model of a slice are shown to be similar, thus validating the proposed method. / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

No / New representations and efficient calculation methods are derived for the problem of propagation from an infinite regularly spaced array of coherent line sources above a homogeneous impedance plane, and for the Green's function for sound propagation in the canyon formed by two infinitely high, parallel rigid or sound soft walls and an impedance ground surface. The infinite sum of source contributions is replaced by a finite sum and the remainder is expressed as a Laplace-type integral. A pole subtraction technique is used to remove poles in the integrand which lie near the path of integration, obtaining a smooth integrand, more suitable for numerical integration, and a specific numerical integration method is proposed. Numerical experiments show highly accurate results across the frequency spectrum for a range of ground surface types. It is expected that the methods proposed will prove useful in boundary element modeling of noise propagation in canyon streets and in ducts, and for problems of scattering by periodic surfaces.