Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior / Tese (doutorado) ¿ Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T05:30:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_CleudianeSoares_D.pdf: 7841295 bytes, checksum: d8155a33f6d6f937b47fa5f75c225efe (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Sistemas automatizados vêm sendo desenvolvidos e empregados a fim de melhorar a qualidade de medição, minimizar custo e o tempo empregados nas inspeções industriais. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema automatizado para medições de tensões utilizando ultrassom. Nele estão detalhadas as características técnicas, os componentes necessários, as vantagens e as dificuldades do sistema. Tal sistema permite a avaliação do componente com tempo reduzido, baixo custo e confiabilidade. A metodologia proposta utiliza o efeito acustoelástico com ondas longitudinais criticamente refratadas (Lcr) para determinar a tensão no material. Foi projetado e construído o protótipo de um robô capaz de permitir rapidez e objetividade ao processo de medição, além de se adaptar a diâmetro de dutos, em uma ampla faixa. Os resultados obtidos para o tempo de percurso das ondas Lcr foram comparados com outros métodos de obtenção da tensão: analítico teórico, método de elementos finitos, extensometria e calculado usando o tempo de percurso das ondas Lcr. Os resultados finais da tese mostram que o dispositivo automatizado pode ser empregado na avaliação de tensões em dutos petrolíferos, atingindo o objetivo principal do trabalho, representando um avanço e contribuindo para o aprimoramento das técnicas de inspeção e monitoramento da saúde estrutural de componentes / Abstract: Automated systems have been developed and used to improve the measurement quality, minimizing cost and time employed in industrial inspection. This thesis describes the development of an automated system for measuring stress using ultrasound. The technical features and the necessary components of the system are detailed, as well its advantages and difficulties of implementation. Such a system allows the evaluation of the component with short time, low cost and reliability. The proposed methodology uses the acoustoelastic effect with critically refracted longitudinal waves (Lcr) to determine the stress in the material. It was designed and built a prototype robot that can provide speed and objectivity to the measurement process and adaptation to a wide range of duct diameters. The results for the travel time of the Lcr waves were compared with other methods of obtaining the stress: analytical theory, finite element method, strain gages and calculated using the travel time of the Lcr waves. The final results of the thesis show that the device can be used in automated assessment of stress in oil pipelines, reaching the main objective, representing a breakthrough and contributing to the improvement of technical inspection and health monitoring of structural components / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientador: Robson Pederiva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T06:27:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gevinski_JakersonRicardo_D.pdf: 12693026 bytes, checksum: fe16190815edb5eee4a73ed3a84fa51d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Máquinas e equipamentos em condições operacionais estão susceptíveis à vibração e, consequentemente, deformações e tensões. Deformações em níveis excessivos podem ocasionar falhas por fadiga, muitas vezes catastróficas. Desta forma, o monitoramento e a caracterização da distribuição da deformação dinâmica em estruturas se tornam muito importantes. Em vista da determinação da deformação dinâmica, métodos de estimação de deformação que utilizam parâmetros vibracionais foram desenvolvidos. Por estes métodos, basicamente, estima-se a deformação dinâmica a partir da informação do deslocamento, não havendo, principalmente, a necessidade da colagem de extensômetros sobre a estrutura. Nesta tese, os métodos de estimação de deformação são aplicados utilizando funções respostas em frequência e de transmissibilidade. Os métodos de estimação da deformação são avaliados a partir de simulações numéricas e experimentos. A simulação numérica é realizada em uma viga engastada, e utilizam-se os métodos da matriz de transformação, análise modal híbrida e o método direto, baseado na análise da curvatura da viga. As avaliações experimentais são realizadas em placas de alumínio com diferentes geometrias e condições de contorno. O tensor de deformação e a distribuição da deformação dinâmica são determinados utilizando sinais de aceleração medidos em diferentes pontos da superfície das placas e os métodos de estimação. Os modos de deslocamento e de deformação, necessários para aplicação dos métodos, são obtidos por elementos finitos em ANSYS®. Na transformação deslocamento-deformação, são utilizados os métodos de diferenças finitas e de elementos finitos. Os tensores de deformação estimados são comparados com os tensores de deformação medidos por meio de extensômetros. Os modos operacionais de deformação estimados foram comparados com modos simulados. As simulações e experimentos apresentam resultados relevantes e satisfatórios no campo da determinação da deformação dinâmica / Abstract: Machinery and equipment, under operating conditions, are susceptible to vibration and hence the levels of dynamic stress and strains. The consequence of excessive vibration can be catastrophic since, high levels of stress and strain, occurring in a certain period of time can cause fatigue failures. Thus, monitoring and characterization of the dynamic strain distribution in mechanical structures becomes increasingly important. In view of the dynamic strain determination, some methods have been developed to predict the dynamic strain from vibration measurements. These methods basically consist in the numerical differentiation of displacement and, in especially, to predict the strain without the use of strain gages. In this thesis, the strain predicting methods are applied using both functions frequency responses and transmissibility. The strain predicting methods are evaluated through numerical simulations and experiments. The numerical simulation is performed on a cantilever beam, and the hybrid modal analysis, transformation matrix and the direct method, based on the analysis of the curvature of the beam matrix, are used. The experimental evaluations are performed on aluminum plates with different geometries and boundary conditions. The dynamic strain tensor and the distribution of operating strain are determined using acceleration, measured at different points on the surface of the plates, and the strain predicting methods. The strain and displacement modes, required for application of the methods, are obtained by finite element in ANSYS ®. In the displacement - strain transformation, both the finite difference methods and finite elements methods are used. The predicted strain tensors are compared with the strain measured using strain gauges. The predicted operating modes were compared with simulated strain modes. Simulations and experiments show significant and satisfactory results in the field of determining the dynamic strain / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Inacio Maria Dal Fabbro, Oscar Antonio Braunbeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:58:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MazzetiFilho_Vitor_M.pdf: 4024694 bytes, checksum: aceb4c0b582fa6307a29aa2a1f92ca5e (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Na Engenharia Agrícola muitos problemas envolvem a detenninação de deformações, movimentos ou posições relativas de elementos de máquinas em regime dinâmico. Ensaios dinâmicos utilizando-se métodos convencionais de instrumentação e análise de sinais para coleta e análise dos dados são particularmente complexos, pois exigem o contato da superficie do corpo analisado e o instrumento apropriado à medição da grandeza em estudo. No caso de peças rotativas, o problema se agrava uma vez que para transmitir os sinais dos sensores é necessário o uso anéis coletores e escovas, o que produz ruído nos sinais. Métodos numéricos por sua vez, possuem o inconveniente de ser pouco didáticos e não apresentar relação visível com o fenômeno fisico em estudo, possibilitando que pequenos erros ou inconsistências nas propriedades dos materiais ou nas condições de contorno, levem a resultados completamente equivocados. Existem métodos óticos que permitem a medição de deformações, movimentos e posições relativas de elementos de máquinas em ensaios dinâmicos, dentre eles, o método de Moiré que constitui-se uma ferramenta científica capaz de determinar deslocamentos de 0,5J.!m. Utilizando-se dos métodos convencionais e numéricos, muitas pesquisas têm sido desenvolvidas com o objetivo de determinar a posição relativa das lâminas de cortadores basais de plantas durante as operações de corte, visando reduzir perdas e contaminação de matéria prima, particularmente no caso colheita mecanizada da cana-de-açúcar. A cana-de-açúcar ocupa as primeiras colocações entre as espécies mais cultivadas no Brasil, maior produtor mundial, tendo seu cultivo intimamente dependente das operações de corte. No corte mecanizado, os mecanismos evoluíram pouco desde o início da década de 1970 e o cortador de discos duplos utilizado no corte basal apresenta um desempenho de varredura insatisfatório, fazendo com que o ajuste da altura de corte seja uma opção entre as perdas ou a contaminação da matéria prima. Pesquisas nessa área estão divididas em uma linha direcionada à quantificação e redução da energia consumida no corte e outra na determinação e controle dos parâmetros dos dispositivos de corte, visando o acompanhamento do perfil do solo a fim de reduzir perdas e contaminação da matéria prima minimizando enormes prejuízos do setor sucroalcooleiro. Tendo em vista a complexidade dos métodos convencionais e numéricos para determinar posições relativas de elementos de máquinas e também a necessidade de se concentrar esforços na pesquisa de mecanismos alternativos que evitem a captação de impurezas durante a operação de corte mecanizado de cana-de-açúcar, o presente trabalho considera as hipóteses de que é possível utilizar as Técnicas de Moiré de Sombra para determinar as posições relativas de um disco giratório flexível ao acompanhar um dado perfil que simule a ação do solo nas operações de corte basal de plantas e também que os discos flexíveis apresentam elevado desempenho de varredura motivo pelo qual podem constituir-se em uma nova e grande opção na pesquisa de dispositivos para o corte basal de plantas. Através de um sistema que utiliza uma fonte de luz comum para iluminação do disco em movimento, retículos ou grades obtidas através de técnicas comercialmente disponíveis e uma câmera fotográfica digital, as imagens de um disco flexível em movimento sobre um perfil que simula a ação do solo foram registradas e processadas em aplicativos computacionais, fornecendo informações relativas às deformações provocadas pelo movimento e ação do perfil. A análise dessas informações indicou viabilidade e elevada precisão da Técnica de Moiré de Sombra para determinar as posições relativas de um disco giratório flexível ao acompanhar um dado perfil que simule a ação do solo nas operações de corte basal de plantas e um excelente desempenho de varredura do perfil pelo disco nas velocidades e inclinações usualmente empregadas no corte mecanizado de cana-de-açúcar / Abstract: Problems involving strain, motion or reIative position of farm machine elements determinations under dynamic conditions is of quite common occurrence. Dynamic tests envolving traditional procedure and signal analysis would require instrument contact with body surface, which, quite frequently, generate complicated situations. Numerical methods as the Finite Element, Boundary Integral and others, are not so didatic and does'nt exihbit a visible relantionship between the physical parameters envolved generating few inconsistencies or errors related to boundary conditions and material mechanical properties bringing unreliable results. Altemative optic methods to measure strain, motion and reIative position are frequently reported, under th generic name of photoelasticity which includes speckle, holograms, the photoelastic particular methods and the Moiré family methods. The Moiré methods termed TM is a strong scientific tool capable of measurements in the order of O,5~m. This reseach work reports a reIative position study of a rubber disc idealized as a sugar cane base cutter. The sugarcane is one of the most cultivated crops in Brazil, considered the major world producer which faces particular harvesting problems. Harvesting operation is straight dependent on stalk cutting. Mechanized sugarcane harvesting involves base cutters which did not experience significant design development during the last three decades. In particular the double disc base cutter does not present good performance in following ground surface. In this sense, the height of stalk cut represents a choice between dirt contamination and non harvested cane or cane losses. The research in this area of study is divided in two main lines, being one directed in reducing the amount of energy expended in the cut operation and the a second one directed in determining and controlling the cutting device operational parameters aiming in following ground profile avoiding cane contamination and material losses as well as improving mills performance. By considering the difficulties in determining machine elements relative positions by traditional and the numerical methods and the necessity in concentrating efforts in searching for alternative devices to avoid dirt contamination and cane losses during cut proeedure, this researeh work eonsider two hypothesis. The first one eonsider feasible to employa Shadow Moiré Teehnique in detennining a flexible dise relative positions during a simulated base eutting operation following the ground profile. The seeond hypothesis eonsiders a flexible dise eutter being inedited and great option in plants base eutting deviee researeh due to its high performanee and eapaeity in following ground profile. The experimental proeedure employs a rotating rubber dise being deformed by a deviee whieh simulates the ground profile and a relatively simple and inexpensive optieal setup including a eommon white light souree to illuminate the rubber dise, gratings obtained by eommereial teehniques and a digital eamera. Pietures of the flexible dise were taken and proeessed in a eomputer by eommereial programs generating information on the dise reiative positions as well as its eapaeity in following ground profile. The analysis of these information indieates a high aeeuraey of the Shadow Moiré Teehniques in determining maehine moving parts relative positions and a high perfonnanee and eapaeity of the flexible dise in following a profile as the ground surfaee by employing the usual meehanized sugareane harvesting operational parameters / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-06-14T16:55:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4464000 bytes, checksum: 503c1f5235a6455946dac48455929c93 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T16:55:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4464000 bytes, checksum: 503c1f5235a6455946dac48455929c93 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para a análise e interpretação do ensaio de adensamento com taxa de deformação constante (CRS), denominada AnáliseCRS. No programa desenvolvido foram implementados algoritmos de cálculo com base em uma teoria linear e outra não linear. A validação dos algoritmos de cálculo, com base em resultados publicados na literatura, mostrou que o programa desenvolvido processa os cálculos de forma rápida e coerente com os trabalhos tomados como referência. A comparação dos resultados de ensaios de adensamento incremental e CRS, realizados em corpos de prova compactados, mostrou que as teorias implementadas no programa AnáliseCRS representam muito bem os resultados do ensaio incremental. Estes resultados reforçam as afirmações da literatura de que o ensaio CRS é uma excelente opção para substituir os ensaios de adensamento incremental. No entanto, por ser de interpretação trabalhosa, a ferramenta computacional desenvolvida nessa pesquisa pode auxiliar em muito na análise e interpretação do ensaio CRS, além de estimular o uso do mesmo. / This paper presents the development of a computational tool for the analysis and interpretation of the constant rate of strain (CRS) test, called AnáliseCRS. In the developed software, computational algorithms were implemented based on a linear and non-linear theory. The validation of the calculation algorithms, based on results published in the literature, showed that the developed program processes the calculations quickly and coherently with the works taken as reference. Comparison of incremental densification and CRS results on compacted specimens showed that the theories implemented in the AnáliseCRS program represent very well the results of the incremental test. These results support the assertions in the literature that the CRS assay is an excellent option to replace incremental densification assays. However, because of the laborious interpretation, the computational tool developed in this research can greatly assist in the analysis and interpretation of the CRS test, besides stimulating its use.

Orientadores: Leandro Palermo Jr, Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T20:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Foltran_CarlosEduardo_D.pdf: 1865758 bytes, checksum: 33429f7a36249d829d2630354751247b (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Apresenta-se, neste trabalho, um resumo da elasticidade plana, da teoria de Kirchhoff de flexão de placas e de alguns modelos de plasticidade. Em seguida desenvolvem-se as equações integrais do problema de flexão de placas e de estados planos de tensão com plastificação, com suas respectivas implementações no Método dos Elementos de Contorno (MEC). Discute-se a formulação de alguns algoritmos de integração no tempo e suas respectivas implementações no MEC. A seguir apresenta-se uma forma de se combinar os problemas planos de flexão de placa e estado plano de tensão, por meio da técnica de sub-regiões, possibilitando a análise de peças de paredes finas. São discutidas formas de se considerar o efeito de plastificação e a inércia da peça durante a análise. São apresentados exemplos em regime elástico e elasto-plástico, em equilíbrio estático e dinâmico / Abstract: This work opens with a short summary of the formulations for analysis of plane elasticity, plate bending according to the theory due to Kirchhoff and some models of plasticity. The integral equations of plate bending and plane elasto-plastic problems are developed and its implementation on Boundary Element Method is discussed (BEM). Some time-step integrators for dynamic analysis are presented and they are combined with the BEM. An algorithm, based on sub-region technique, for analysis of thin-walled structures is presented and the consideration of inertia and plastic effects are discussed. Some examples of structures on elastic and elasto-plastic regimen, under static and dynamic equilibrium, are presented. / Doutorado / Mecanica dos Solidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Paulo R. G. Kurka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:24:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Verges_AfonsoSantos_D.pdf: 3891256 bytes, checksum: 75175f48df80da40d5b68c937e525146 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Esta é uma contribuição ao problema de correção da dispersão que ocorre na região de deformação plástica da curva de tensão-deformação obtida no teste com a barra de pressão Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) ou, teste de compressão com altas taxas de deformação. Utilizam-se funções harmônicas para solução da barra livre assimétrica e, neste caso, a barra livre é considerada como uma região limitada da barra infinita percorrida por pulsos de compressão e tração deslocando-se em sentidos opostos. A ocorrência destes pulsos no tempo é tal que as tensões normais e deslocamentos radiais são nulos nas extremidades da barra. Desta forma, o trabalho das tensões cisalhantes nestas seções é nulo, permitindo satisfazer todas as condições de contorno da barra livre. O emprego desta solução permite a identificação dos pulsos de deformação nas interfaces entre o corpo de prova e as barras do SHPB. A solução analítica da barra livre, através de funções harmônicas, é confirmada pela solução numérica utilizando o método de elementos finitos. O procedimento de obtenção da curva de tensão-deformação envolve duas etapas. Na primeira etapa, para obter o deslocamento devido ao pulso refletido, utiliza-se o vetor dos tempos defasado de uma constante. Esta constante é ajustada por tentativa, sendo considerada adequada quando o deslocamento inicial devido ao pulso refletido é nulo. Isto equivale ao instante em que o pulso incidente atinge a interface entre o corpo de prova e a primeira barra. Na segunda etapa, que consiste na obtenção da tensão no corpo de prova, o vetor dos tempos também é ajustado por tentativa. O ajuste é considerado adequado quando ocorre a convergência entre as regiões elásticas da curva de tensão-deformação deste teste e a curva de tensão deformação do teste quase estático. Com este procedimento, é obtida uma curva de tensão-deformação sem oscilações para um corpo de prova de cobre / Abstract: This is a contribution to the problem of correction of dispersion that occurs in the stress-strain curve obtained in tests with the Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB), or high strain rate compression testo Harmonic functions are used as solutions ofthe free bar. In this case, the free bar is considered as a limited section ofthe infinite bar, canning compression and tensile pulses moving in the opposite directions. The OCCUlTence of these pulses is such that the tensile stress and radial displacements are null in the extremities ofthe bar. This way, the work done by shear stresses in these sections is null, satisfying alI the ftee bar boundary conditions. With this solution it is possible to identify the strain pulses at bars-specimen interfuces in the SHPB test this analytical solution is confined by the finite element method. The procedure to obtain the stress-strain curve involves two stages. In the first stage, the displacement due to the reflected pulse is obtained. The time is shifted by a constant. This constant is adjusted, to the appropriate condition that the initial displacement corresponds to a null displacement. This condition represents the instant that the incident pulse reaches the bar-specimen interfuce. In the second stage, the specimen stress is obtained. The time is also shifted by a constant. The appropriate condition is reached when the elastic area of the stress-strain curve converges to the stress-strain curve ofthe quasi-static test With the free bar solution and the procedure to obtain the stress-strain-curve described above, the stress-strain curve of a copper specimen is obtained. The stress-strain curve presents a plastic area virtually free of dispersion / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Dawilson Lucato, Itamar Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T05:41:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gallette_WalterRicardo_M.pdf: 6987684 bytes, checksum: 2d7cc166c872dd6ddbf864d6408307a4 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Freios de atrito são dispositivos de conversão de energia cinética em energia térmica por fricção entre elementos rotares e estatores. Freios aeronáuticos operam em condições de alto nível de energia. Os dispositivos de frenagem que utilizam materiais carbonosos têm obtido relativo sucesso em função das características peculiares do compósito. Esse trabalho parte do levantamento de características tanto dos sistemas de frenagem metálico quanto dos sistemas carbono-carbono, relacionando-os com propriedades físicas, térmicas e mecânicas desejáveis. O que se deseja no presente trabalho é uma avaliação do projeto do sistema de discos de freios em uso nas aeronaves de alto desempenho do tipo AMX para empregá-Io nas aeronaves MIRAGE III EBR (F-103). Para tanto, utiliza-se um balanço energético e o método de elementos finitos com refinamento de malha para os discos rotores obtendo campos de tensão e deformação. Com base em hipóteses simplificadoras retiradas de ordens técnicas e relatórios referenciados, faz-se uma comprovação desempenho dos discos / Abstract: Brakes are devices to convert kinetic energy into thermal energy by friction betwen rotors and stators. Aircraft brakes works in high energy leveI. Carbon brakes gets reiative success in this situation. The proposal of the present work is a study of metalic and carbon brakes and their relativ merit in design aiming the adaptation of the AMX brake project to the Mirage lII EBR (F-I03). Stress and strain distributions have been obtained with the energy balance technique and finite element models. The study uses simplified hypotesis based on technical informations for comparisons purposes of the two brakes systems. techinical orders compared with two different aircraft brakes perfomance / Mestrado / Mecanica dos Solidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Fernando Iguti, Dante A. O. Martinelli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T16:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vizotto_Isaias_D.pdf: 6706804 bytes, checksum: 305850a294e6ba7eb7343b8c74b9aad6 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Para estruturas em casca, as formas geométricas são importantes para se obter comportamentos estruturais adequados. O estado de tensão que ocorre numa casca depende diretamente da sua forma geométrica. O estado de tensão ideal para estas estruturas é o de compressão pura. Neste trabalho, é apresentado um processo relativamente simples para geração de formas de estruturas em casca por meio de técnicas de programação matemática combinadas com a técnica de elementos finitos. Como resultado da aplicação desta formulação, é possível a definição de formas geométricas para estruturas em casca em que as cargas aplicadas são equilibradas, principalmente, por esforços internos de membrana. Entretanto, isto não exclui a possível existência de outros carregamentos que podem causar estados de tensão diferentes da compressão pura. Por meio do modelo proposto é possível simular computacionalmente uma membrana flexível, de qualquer formato, sobre a,qual podem atuar vários carregamentos, incluindo o efeito de pressão. Sob a influência e a atuação destes carregamentos, a membrana é deformada até uma das suas configurações de equilíbrio, que define uma superfície média para a estrutura em casca fina a ser construída. No caso do carregamento de pressão pode ser mostrado, no caso geral, que o sistema de forças não é conservativo. No modelo para geração de formas de estruturas em casca é utilizado um elemento finito triangular plano de membrana, com a hipótese de tensão-deformação constante, modificado para permitir a consideração de deslocamentos normais ao seu plano. A equação constitutiva adotada para descrever o comportamento do material é uma relação linear entre as tensões e deformações. A definição de deformação utilizada é a de Green, sendo considerados grandes deslocamentos e grandes deformações de modo exato. No modelo computacional existe a possibilidade de se impor um deslocamento de valor conhecido à membrana, obtendo-se assim formas geométricas simplesmente pela distorção da geometria plana inicial. Deste modo é possível projetar formas livres e esbeltas de estruturas em casca para coberturas, com quaisquer formatos na projeção horizontal e que, em essência, possuam aproximadamente um comportamento de acordo com a Teoria de Membrana / Abstract: In shell structures, geometrical shapes are important for the determination of their correct behavior. The stress state is strongly dependent on the geometrical shape. The ideal stress state for these structures is the pure compression state. In this work a relati vely simple process to generate free form shells by means of mathematical programming combined with the finite element technique is presented. As a result of the application of such formulation it is possible to define geometrical shapes for the shells where the applied loadings are equilibrated mainly by membrane action. This doesn't however preclude the existence of loadings which cause noncompressive stress. With the proposed model it is possible to simulate automatically a flexible membrane, with any shape, able to carry a larger number of loading conditions, including pressure loads. Under the action of these loads the membrane is deformed reaching one of its equilibrium configurations, which will define the midle surface of the shell to be built. For pressure loadings it can be shown that, generally, the system of forces is nonconservative. The finite element used to generate free form shells is the constant stress-strain triangle modified to consider out of plane displacements. The constitutive equation to model corresponds to linear elasticity. Exact displacements and strains are used for the membrane, using Green's strains. In the computational model it is possible to impose a known displacement to the membrane and to obtain geometrical shapes just distorting the initial configuration. In this way it is possible to design free form thin shells working as membranes with generic projection in plant the material behavior formulation for large / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2004 / Inclui bibliografia / Neste trabalho, apresenta-se o desenvolvimento de um elemento finito de placa para a análise de compósitos laminados usando a notação strain gradient. O elemento possui quatro nós com cinco graus de liberdade por nó, a saber: dois deslocamentos u e v no p / In this work is shown the development of a plate finite element for the analysis of a laminate composite using the strain gradient notation. The element is based in the first order shear deformation theory from the equivalent single layer hypothesis. This

Orientadores: Eder Lima de Albuquerque, Leandro Palermo Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-15T14:43:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_Adrianados_D.pdf: 2025685 bytes, checksum: f44ef47ff8671c2244a0b67e8e7c3fe4 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho é apresentada uma análise, através do método dos elementos de contorno, de problemas estáticos em placas anisotrópicas sob flexão. As formulações dos elementos de contorno é desenvolvida usando soluções fundamentais para elasto-estática e são utilizados apenas elementos quadráticos descontínuos (3 nós por elementos). As integrais de superfície provenientes das cargas de domínio, são transformadas em integrais de contorno usando o método da integração radial. São estudadas três formulações: a formulação clássica ou de placas finas, a formulação de três parâmetros e a formulação de placas espessas ou placas com efeito da deformação por cortante ou teoria de primeira ordem. São apresentados detalhes das deduções das soluções fundamentais para a teoria clássica e para a teoria de primeira ordem. A solução fundamental da teoria clássica é obtida usando variáveis complexas. Para o caso da teoria de primeira ordem, o operador de Hörmander é usado para transformar os sistema de equações diferenciais parciais que representa as equações de equilíbrio em apenas uma equação diferencial parcial. Usando a transformada de Radon, essa equação diferencial parcial é reduzida a uma equação diferencial ordinária. A formulação desenvolvida é aplicada no cálculo de deslocamentos, tensões e momentos de estruturas planas de materiais compósitos laminados submetidos a cargas distribuídas no domínio da estrutura. Os resultados obtidos são comparados com resultados analíticos disponíveis na literatura, com o método de elementos finitos e com o método sem malhas. Em geral há uma boa concordância com os resultados da literatura / Abstract: This work presents an analysis, using the boundary element method, of static problems of anisotropic plate bending. Boundary element formulations are developed using fundamental solutions for elasto-statics and only discontinuous quadratic elements (three nodes per element) are used. Surface integrals that come from domain loads are transformed into boundary integrals using the radial integration method. Three formulations are studied: the classic formulation or of thin plate theory, the formulation of three parameters, and the formulation of thick plates, or plate with the effect of transversal shear deformation or first order theory. Details of the derivation of the fundamental solutions are presented to the classical and first order theory. The fundamental solution of the classical theory are obtained using complex variables. In the case of thick plates, the Hörmander operator is used to trans- form the partial differencial equation system that represents the equilibrium equation in only one partial differential equation. Using Radon transform, this partial differential equation is reduced to an ordinary differential equation. The developed formulations are applied to compute displacements, stresses and moments of laminated composite structures submitted to transversal loads in the structure domain. Results are compared with analytical results available in literature, with finite element method, and meshless method. In general there is a good agreement between the results obtained in this work and those available in literature / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica