Orientador: Aloisio Ernesto Assan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T16:33:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Volpini_EstevaoXavier_M.pdf: 3994255 bytes, checksum: 682eea9ccb0ec139a6d062e4466cd140 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este estudo tem por objetivo implementar, em programa já existente para a análise de placas laminadas de compósitos, a análise dinâmica de placas laminadas sob ação de carregamento forçado com integração direta pelo algoritmo de Newmark. O programa inicial de elementos finitos, que realiza a análise estática, foi desenvolvido por Tápia (1998), usando o elemento finito de Kosmatka (1994), formulado com a teoria de deformação por cisalhamento de primeira ordem de Reissner-Mindlin. Cassiano (2002) implementou nesse programa o cálculo das freqüências naturais. Neste trabalho foi introduzida a análise dinâmica forçada, através da integração direta no tempo, empregando o método de Newmark. Exemplos comparativos com variações das espessuras das placas, do número de lâminas, das orientações das fibras e das vinculações das bordas, mostram o excelente comportamento do elemento finito aqui empregado / Abstract: : The aim of this study is the dynamic analysis of laminated composite plates under forced transverse vibration with time direct-integration method. The original program, with the static analysis, was developed by Tapia (1998) using the element proposed by Kosmatka (1994), formulated with first-order shear deformation theory of Reissner-Mindlin. Later Cassiano (2002) introduced into this finite element code the evaluation of the natural frequencies. In this thesis the dynamic analysis by means of a direct time integration method, which was formulated by Newmark, was performed. Comparative examples with several plates thicknesses, number of laminates, orientation of the fibers and boundary constraints, show the excellent performance of the finite element used herein / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The need for transmission lines expansion (TL) is evident in the face of growing electrical energy demand in Brazil as well as the great distances between generation and consumption centers. It is known that numerous failures can interrupt the energy transmission and the towers collapse is among the main reasons, causing huge losses to both electrical energy companies and final users. Thus, it is crucial to understand the mechanical behavior of these structures, considering the different actions that they can act so that the energy transmission can take place in a safe, efficient and economical way. In this context, this paper deals with the static and dynamic response evaluation of guyed lattice metallic towers of TLs submitted to broken conductor and broken lightning-rod cable. For this purpose, numerical models of isolated tower and completed stretch of TL were developed, including all components, towers, insulator chains, lightning-rod cables, conductor cables and prestressed stay cables. The models are subjected to static analysis through "equivalent static loads" application coming from the broken cable and dynamic analysis, in the time domain, using the method of direct integration of equations of motion explicitly, with central finite differences. The static and dynamic responses are given in terms of nodal displacements at the top and normal stresses in the tower bars. Finally, the results of the dynamic analysis in the time domain are compared with those determined by static analysis, employed in the usual design practice, that is, the peak and final values (after the structure stops vibrating) are compared with the static response values in order to verify the validity of the model used in the design practice. / A necessidade da expansão de linhas de transmissão (LTs) fica evidente diante da crescente demanda por energia elétrica no Brasil, além das grandes distâncias entre a geração e os centros consumidores. Sabe-se que inúmeras falhas podem interromper a transmissão da energia, e o colapso de torres está entre as principais, causando enormes prejuízos, tanto as companhias de energia elétrica quanto aos consumidores finais. Dessa forma, torna-se fundamental o conhecimento do comportamento mecânico destas estruturas, frente às diferentes ações que podem atuar, para que o transporte de energia ocorra de maneira segura, eficiente e econômica. Neste contexto, o presente trabalho trata da avaliação da resposta estática e dinâmica de torres metálicas treliçadas estaiadas de LTs submetidas à ruptura de cabo condutor e de cabo para-raios. Para isso, foram desenvolvidos modelos numéricos de torre isolada e de um trecho completo de LT, incluindo todos componentes, torres, cadeias de isoladores, cabos para-raios, cabos condutores e cabos de estais pré-tensionados. Os modelos são submetidos a análises estáticas, através da aplicação de cargas estáticas equivalentes oriundas da ruptura de cabo, e análises dinâmicas, no domínio do tempo, empregando o método de integração direta das equações do movimento, de forma explícita, com diferenças finitas centrais. As respostas estática e dinâmica são dadas em termos de deslocamentos nodais no topo e esforços normais nas barras da torre. Por fim, os resultados da análise dinâmica no domínio do tempo são comparados com os determinados por meio da análise estática, empregada na prática usual de projeto, ou seja, são comparados os valores de pico e os valores finais (após a estrutura parar de vibrar) com os valores da resposta estática, a fim de verificar a validade do modelo empregado na prática de projeto.