Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-07-27T11:17:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7153977 bytes, checksum: b8c3892e950a19470b5e635fd8898390 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-27T11:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7153977 bytes, checksum: b8c3892e950a19470b5e635fd8898390 (MD5) Previous issue date: 2016-02-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os modelos constitutivos têm a função de interpretar e prever o comportamento tensão- deformação-resistência de um determinado material. A calibração dos modelos constitutivos de solos é geralmente feita com resultados de ensaios de laboratório. No entanto, alguns erros nos valores dos parâmetros podem ser causados por possíveis perturbações na amostra. De modo a suprir essas dificuldades, os ensaios de campo podem ser recomendados como alternativa. A estimativa dos parâmetros que definem o comportamento destes modelos por meio de ensaios de campo é muito difícil. Porém, pode-se fazer essa estimativa de forma indireta, ou seja, estima-se um conjunto inicial de parâmetros e com eles tenta-se representar com um modelo algum resultado do ensaio de campo. Caso a concordância não seja boa, estimam-se sucessivamente novos conjuntos de parâmetros até se obter uma concordância aceitável. Este procedimento, conhecido como análise inversa, consiste na formulação de uma função objetivo (FO), que mede o erro entre valores medidos no campo e calculados pelo modelo. Neste sentido, a presente dissertação tem como objetivo retroanalisar uma curva do ensaio pressiométrico utilizando o modelo não linear elástico de Duncan e Chang (1970) e avaliar o emprego de um Algoritmo Genético (AG) na otimização de um conjunto de parâmetros do modelo. O procedimento consistiu na realização de ensaios pressiométricos na área externa do Laboratório de Mecânica dos Resíduos da Universidade Federal de Viçosa, ensaios de laboratório (caracterização geotécnica, adensamento, cisalhamento direto e triaxiais CIDsat e CIDnat), análise numérica e inversa. Para identificar um conjunto de parâmetros do modelo a partir do ensaio pressiométrico, aplicando a análise inversa, foi necessária a utilização de duas ferramentas numéricas. A primeira consistiu em aplicar o Método dos Elementos Finitos, utilizando o programa Sigma/W desenvolvido pela Geo-Slope International Ltda e a segunda, aplicar o AG com populações iniciais de 10, 20 e 40 indivíduos. Com o trabalho mostrou-se que as calibrações realizadas com os ensaios triaxiais não representaram bem os pontos experimentais, o procedimento genético se mostrou eficiente na retroanálise da curva pressiométrica estudada, cujo erro da FO foi de apenas 3,75%, e por fim foi proposta a delimitação de um espaço de busca utilizando-se dos parâmetros obtidos pelas calibrações com os ensaios triaxiais como ponto de partida para a análise inversa. / Constitutive models have the function of interpreting and predicting the stress-strain-strength behavior of a given material. The calibration of constitutive models of soils is usually done with results of laboratory tests. However, some errors in the parameter values can be caused by possible disturbances in the samples. In order to overcome these difficulties, the field tests may be recommended as an alternative. Estimation of the parameters that define the behavior of these models through field tests is very difficult. However, this estimation can be made indirectly, that is, initially a set of parameters is estimated and try to represent with a model the field test results. If the agreement is not good, new sets of parameters are successively estimated to obtain an acceptable agreement. This procedure is known as inverse analysis and consists of formulating an objective function (OF) able to measuring the error between the measured field values and the results calculated by the model. The aim of this dissertation is to do an inverse analysis of a pressuremeter test using the nonlinear elastic model of Duncan and Chang (1970) and evaluate the use of a Genetic Algorithm (GA) to optimize a set of model parameters. The procedure consisted of realizing a pressuremeter test in the outer area of Waste Mechanics Laboratory at the Federal University of Viçosa, laboratory tests (geotechnical characterization, consolidation, direct shear and triaxial CID sat and CIDnat), numerical and inverse analysis. In order to identify a set of model parameters from using the pressuremeter test results with the inverse analysis was necessary to use two numerical tools. The first consisted of applying the finite element method using the Sigma/W program developed by Geo-Slope International Ltd and the second, apply the GA with initial populations of 10, 20 and 40 individuals. This work showed that calibrations performed with the triaxial tests did not represent well the experimental points. However, with the genetic procedure proved to be very efficient since the inverse analysis of the pressuremeter curve studied, was able to bring the error of OF to only 3.75%. Finally, it was proposed to defining a search space for the parameters using the ones obtained by the calibrations with the triaxial tests on saturated and unsaturated soil samples as a starting point for the inverse analysis.

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T20:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PereiraJunior_Paulo_M.pdf: 2502718 bytes, checksum: 61cbb4283644bcdc64ec5c11f45f8532 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A medição de tensão por ultrassom é baseada no princípio da acustoelasticidade que relaciona a deformação de um corpo submetido a um estado de tensão com a variação da velocidade de propagação de onda no corpo. A relação entre tensão e velocidade de onda é determinada pelo módulo de elasticidade e pela constante acustoelástica. Constantes acustoelásticas podem ser obtidas experimentalmente ou calculadas em função de constantes elásticas de segunda e terceira ordem. O objetivo deste trabalho é determinar as constantes elásticas que compõem a constante acustoelástica e avaliar a influência da anisotropia gerada por laminação no efeito acustoelástico para barras laminadas de liga de alumínio 7050 T7451. Constantes acustoelásticas e constantes elásticas de segunda e terceira ordem foram determinadas utilizando a técnica de ultrassom e considerando o material ortotrópico. Ondas longitudinais, cisalhantes e longitudinais criticamente refratadas (Lcr) foram utilizadas para as medições. O valor da constante acustoelástica obtido experimentalmente foi comparado com o valor calculado a partir das constantes elásticas medidas considerando o material isotrópico. O resultado da comparação mostrou que a diferença entre o valor da constante acustoelástica medido e calculado pode chegar a 7 %. Este resultado, além de indicar o grau de influência da anisotropia no efeito acustoelástico, pode ser utilizado como parâmetro de incerteza na medição de tensão quando é utilizada a constante acustoelástica para materiais isotrópicos, ao invés de ortotrópicos, calculada a partir de valores de constantes elásticas conhecidos / Abstract: The evaluation of stress with ultrasonic waves is based on the acoustoelastic theory, which relates the strain in a body under stress with changes in the velocity of a wave travelling through the body. The relation between stress and wave velocity is determined by elastic modulus and by the acoustoelastic constant. Acoustoelastic constants can be experimentally measured or calculated from second and third order elastic constants. The aim of this work is to find the elastic constants that compose the acoustoelastic constant and evaluate the influence of anisotropy generated by rolling in the acoustoelastic effect for rolled bars of aluminum alloy 7050 T7451. Acoustoelastic constants and second and third order elastic constants were determined using ultrasonic techniques and considering the material as orthotropic. Longitudinal, shear, and critically refracted longitudinal waves (Lcr) were utilized in the experiments. The value of the acoustoelastic constant obtained experimentally was compared to the constant calculated using the elastic constants measured and considering the material as isotropic. The result of the comparison showed that the difference between the acoustoelastic constant measured and the calculated one can reach 7 %. In addition of indicating the influence of the anisotropy in the acoustoelastic effect, this result also can be used as an uncertainty parameter in evaluating stress using the acoustoelastic constant calculated using the elastic constants and considering the material isotropic, instead of orthotropic / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Mauro Augusto Demarzo, Inácio Maria Dal Fabbro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Affonso_EudirAlves_D.pdf: 5364894 bytes, checksum: 5129a906f83a74c648da3835cf634275 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A análise do comportamento das estruturas das obras de engenharia civil passam pela determinação das deformações e tensões atuantes em seus elementos. Neste contexto, a extensometria desempenha um papel fundamental. Nos laboratórios de estruturas civis do Brasil, os extensômetros utilizados, em geral, têm se limitado a determinar a deformação específica em um dado ponto dos corpos-de-prova. Verifica-se, porém, que a extensometria óptica apresenta-se como alternativa vantajosa para esta tarefa, fornecendo resultados para todos os pontos da área de medição (em campo inteiro ou full field). Entre as técnicas da extensometria óptica, a de moiré foi escolhida por ser a mais simples e apresentar os menores índices relativos de ruídos. O objetivo geral desta tese foi a implantação desta técnica. Os resultados mostraram que a sensibilidade da técnica de moiré por interferência mecânica (ou geométrica) alcançou níveis que anteriormente só podiam ser obtidos com o uso de interferômetros (moiré interferométrico). Esta tarefa foi possível por multiplicação de franjas obtida por processo digital (DFM), e mostrou-se capaz de medir deformações micrométricas a partir de retículos de baixa frequência. Este trabalho é apresentado como técnica de moiré geométrico digital (TMGD), pois tudo, desde a captura da imagem do retículo do modelo até a geração de franjas foi feita por meio digital, e não se insere na classificação geral das técnicas de moiré presente na bibliografia. O resultado obtido foi algo ainda inovador: uma técnica de baixo custo, insensível a perturbações do meio-ambiente, e capaz de fazer medições na superfície plana dos diversos materiais estruturais, sem aparatos dispendiosos. As conclusões mostram a aplicabilidade do método proposto para medir deformações e analisar tensões em modelos e estruturas de engenharia civil / Abstract: The study of the behavior of building structures pass through the determination of the strain and stresses to evaluate the level of local and global security against the active actions. In the last years in Brazil, the extensometers have been commonly used to measure the strain at a specific single point. The optical extensometry presents itself as an alternative to this task by providing results for all points of measurement area (full field). The moiré techniques are the simplest of the optical extensometry and have the smaller indeces relating to noise. In this work, the sensitivity of mechanics (or geometric) interference of moiré technique reached levels that previously could only be obtained using interferometers (moiré interferometry). It is worth noting that interferometers are appliances that cost thousands of dollars. This task was made possible through the multiplication of fringes obtained through digital technology with application present in photography and digital image processing and proved able to measure deformations for micrometric from very low frequency cross gratings. This work is presented as digital geometric moiré technique (TMGD) because everything from image capture of specimen gratings until the generation of fringes was made by digital means and therefore does not fall within the classification set out in chapter which deals with the classification of moiré techniques. The result was something still unheard in civil engineering in Brazil, a low-cost technique, insensitive to vibrations and of the environment, moreover able to make measurements in plane surfaces without major apparatus. Findings show the applicability of the proposed method to measure strain and to analyze stresses in models and civil engineering structures / Doutorado / Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Paulo Sollero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T19:31:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 QuispeRodriguez_Rene_M.pdf: 18563106 bytes, checksum: 3b10d1a137086184fd58033d26af0222 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A aplicação de adesivos para união de materiais cresceu consideravelmente no decorrer dos últimos anos, sendo que tal crescimento se deve aos benefícios proporcionados pelos adesivos, quando comparados aos métodos tradicionais de união, como solda ou utilização de parafusos. Na indústria, características como fácil aplicabilidade, melhor distribuição de tensões, prolongada vida útil, maior absorção de impactos e vibrações, menores custos de produtos e processos, tornam a utilização de adesivos soluções interessantes e competitivas. Existe então uma necessidade especifica de análise e da criação de ferramentas que ajudem no projeto de juntas coladas. O presente trabalho visa suprir em certa forma essa necessidade, mediante o estudo e implementação de modelos analíticos e critérios de falha. Para a validação numérica foi utilizado o método dos elementos finitos (MEF), mediante o uso do software comercial ABAQUS. Os modelos analíticos, numéricos e critérios de falha foram introduzidos em um software de fácil uso, denominado "KISPEO". Este software foi programado em sua maior parte mediante o aplicativo GUI (Graphical User Interface) do MATLAB. O software, que conta com interfaces amigáveis, é focado na análise das distribuições de tensões em juntas coladas de sobreposição simples (SLJ). Os modelos implementados no presente trabalho foram logo validados com ensaios experimentais normalizados segundo a norma ASTM (American Society for Testing and Materials) / Abstract: Application of adhesives in bonded joints has increased considerably over recent years. This growth is due to the benefits provided by adhesives, when compared to conventional joining methods, like rivets, bolts or welding. In the industry, characteristics as easy applicability, better stress distributions, improved service life, better impact and vibration absorption, less process and product costs, make adhesives an interesting and competitive option. Therefore, there is a specific need for analysis and design tools that can provide physical insight and accurate results for bonded joint applications. The present work aims to fulfill partially this need, studying and implementing several analytical models and failure criteria for bonded joints. For the numerical validation was utilized the Finite Element Method (FEM), using the commercial software ABAQUS. Analytical methods, numerical models and failure criteria were introduced in a user-friendly software, named "KISPEO". This software was implemented using the applicative GUI (Graphical User Interface) of MATLAB. The software, which features graphical interfaces, is focused in stress distribution and failure criteria analysis of Single Lap Joints (SLJ). Finally, implemented models were validated with experimental tests according to the ASTM (American Society for Testing and Materials) standard / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Sollero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:28:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fanton_Fabricio_M.pdf: 34307939 bytes, checksum: 90121f68d41d617f120ccb7aab340d41 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Na indústria aeronáutica o uso de juntas coladas, rebitadas, parafusadas e soldadas na união de partes estruturais é de extrema importância no projeto das aeronaves. No entanto, devido as suas vantagens, as juntas coladas representam uma das principais tecnologias disponíveis para a exploração de novos materiais e para o desenvolvimento de projetos inovadores de configurações estruturais. Atualmente muitas aplicações aeronáuticas de colagem estão em estruturas e peças secundárias, contudo esta tecnologia apresenta grandes potenciais que dependem de um processo robusto e do domínio do dimensionamento e certificação. A colagem de chapas adicionais, chamadas de doublers, em áreas mais críticas de fuselagem e asa conduz à redução de usinagem química e mecânica, provendo um melhor aproveitamento dos materiais. Portanto, o doubler colado é uma alternativa de junta bastante eficaz em substituição às outras alternativas presentes hoje na indústria aeronáutica, promovendo uma maior eficiência na transferência de carga, potencial de redução de custo, alta resistência à corrosão e à fadiga, característica de retardar a propagação de trincas e maior integração das peças. Desta maneira, este trabalho tem como objetivo estudar estruturas aeronáuticas metálicas reforçadas por doublers colados, usando modelos analíticos, numéricos e experimentais, com ênfase na análise de tensões do adesivo. Além disso, criou-se um software com interface amigável reunindo os modelos analíticos mais importantes na análise de doublers colados e o modelo analítico criado pelo autor deste trabalho, permitindo a comparação das tensões no adesivo com os modelos numéricos. Na parte experimental, por tratar-se de um estudo relativamente novo e sem normalização específica de ensaios disponíveis, foram desenvolvidas técnicas de análise com o uso do processamento digital de imagens e da extensometria, além do projeto dos corpos de prova. Foram também projetados e ensaiados subcomponentes utilizados para simular as aplicações reais de doublers colados, através do desenvolvimento de uma ferramenta de otimização paramétrica visando à redução do peso nas aeronaves / Abstract: In the aircraft industry the use of bonded, riveted, bolted and welded joints at the junction of structural parts are extremely important in aircraft design. However, due their advantages, bonded joints, represent one of the main technologies available for the exploration of new materials and to the development of innovative structural configurations. Nowadays several aircraft bonded applications are applied in structures and secondary parts, however, this kind of technology presents a huge potential that depends on a robust model, in an effective sizing process and in an accurate certification. The bonding process of additional plates, best-known as doublers, in critical fuselage areas and in wings lead to a reduction in chemical and mechanical machining, providing a better material use. Thus, to avoid chemical milling, in some critical areas of the fuselage, are installed additional plates. These plates are called doublers, and are bonded in the base plate as a reinforcement located to reduce the stress level. Therefore, the use of bonded doublers is a very effective alternative to replace other alternatives present today in the aviation industry, promoting greater efficiency in load transfer, lower cost, high corrosion resistance, lower crack propagation and greater integration of parts. Thus, this work aims to study aeronautical metal structural joints reinforced by bonded doublers, through the analysis by analytical, numerical and experimental models, with emphasis on stress analysis of adhesive. In addition, software was created with a friendly interface gathering the most important analytical models in the analysis of bonded doublers, and allowing within this software to make the comparison with numerical models. Due the lack of standard tests and its relatively new study, new proceedings were created. These techniques were developed by the use of digital image processing and strain gage. Several subcomponents were designed and tested to simulate the actual application of bonded doublers, through the development of an optimization process in order to reduce weight of the aircraft / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T16:26:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iizuka_EduardoKenji_M.pdf: 15704991 bytes, checksum: d25013321bbe7f7be9760b4235125e16 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O trabalho apresenta os resultados obtidos na simulação numérica e medição extensométrica de peneiras vibratórias de alta capacidade. Para o estudo numérico utilizou-se o software MSC.FEA 2005 que é uma integração dos softwares MSC.Patran e MSC.Nastran, obtendo-se resultados de tensão de von Mises apresentados na forma de gráficos e tabelas. Nas medições experimentais foram empregados extensômetros do tipo roseta 45° que possibilitaram a determinação das tensões principais e consequentemente a tensão de von Mises dos pontos instrumentados. Os valores de tensão de von Mises numéricos e experimentais formam comparados resultando em uma diferença média satisfatória de 8,4% considerando-se a complexidade do equipamento analisado. Os resultados deste trabalho são importantes para os futuros projetos de peneiras vibratórias de alta capacidade, visando garantir a integridade física do equipamento / Abstract: The work presents the results of numerical simulation and strain gage measurements for high capacity vibrating screens. MSC.FEA 2005 software that is an integration of the MSC.Patran and MSC.Nastran softwares was used to get the numerical results of von Mises stress, which is presented in charts and tables formo Strain gages type rosette 45° were used on experimental measurements and allowed the determination of principal stress hence von Mises stress, in the analyzed points. Numerical and experimental values of stress were compared and resulted into an 8.4% mean difference, which is a satisfactory result considering the complexity of the equipment. The results presented in this work create an important base to future designs of high capacity vibrating screens, aiming at the physical integrity of the equipment / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica