Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-12-04T16:41:22Z No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseComputacionalMDF.pdf: 3056157 bytes, checksum: 9ab42896c7f77eab74d0c9eb430f8f96 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-12-09T20:23:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseComputacionalMDF.pdf: 3056157 bytes, checksum: 9ab42896c7f77eab74d0c9eb430f8f96 (MD5) / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-01-23T17:19:21Z No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseComputacionalMDF.pdf: 3056157 bytes, checksum: 9ab42896c7f77eab74d0c9eb430f8f96 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-01-26T11:35:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseComputacionalMDF.pdf: 3056157 bytes, checksum: 9ab42896c7f77eab74d0c9eb430f8f96 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-26T11:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseComputacionalMDF.pdf: 3056157 bytes, checksum: 9ab42896c7f77eab74d0c9eb430f8f96 (MD5) Previous issue date: 2013 / As cascas cilíndricas são elementos estruturais bastante utilizados como tubulações enterradas, estruturas de contenção de túneis e poços, e depósitos de diversos materiais, na forma de silos ou tanques. Nessas aplicações as cascas cilíndricas interagem com o meio elástico, no caso solo ou rocha. Essa interação pode ser considerada de duas forma diferentes: com um problema de contato bilateral (PCB), quando a estrutura e o meio não perdem contato durante o processo de deformação; e como um problema de contato unilateral (PCU), quando a casca não está completamente fixa e pode perder contato com o meio para determinadas condições de carregamento. Portanto, esta tese tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta, ou programa computacional, para o estudo e análise de problemas envolvendo cascas cilíndricas com restrições bilaterais e unilaterais de contato impostas por bases elásticas. Essa ferramenta computacional apresenta como principais características: i. o emprego do Método das Diferenças Finitas (MDF) para aproximar as derivadas das equações diferenciais de equilíbrio do sistema casca-base elástica. Adota-se neste trabalho a Teoria de Casca de Sanders, que pode ser aplicada para cascas ou painéis cilíndricos pouco ou muito abatidos; e as bases elásticas são aproximadas pelos modelos de Winkler e Pasternak; ii. o emprego de metodologias de solução desses PCB e PCU. No caso do PCB, a região de contato Sc entre os corpos (casca-base) é conhecida a priori, e sua solução pode ser obtida de forma direta, se as hipóteses de pequenos deslocamentos e material elástico forem consideradas. No caso do PCU, tem-se como principal desafio a definição da região de contato entre os corpos, Sc, que não é conhecida a priori, e adotam-se aqui duas estratégias de solução desse problema (ES1 e ES2, respectivamente). Na primeira, a interação casca-base é avaliada considerando diretamente as restrições de contato unilateral e resolvendo-se um Problema de Complementaridade Linear (PCL). Na segunda, a região de contato Sc é inicialmente aproximada e na sequência utiliza-se o método de Newton-Raphson para corrigi-la e avaliar a participação da base elástica na obtenção de outras incógnitas do problema. Essa ferramenta computacional foi desenvolvida usando a linguagem de programação Fortran®. Diversos exemplos numéricos são apresentados e analisados com o intuito de averiguar a eficiência das metodologias implementadas para soluções dos problemas de contato. No final da tese, algumas conclusões e observações referentes ao sistema computacional desenvolvido e às metodologias numéricas propostas são estabelecidas. Além de o MDF ter se apresentado como um método de fácil implementação e utilização, as estratégias de solução não linear adotadas se mostraram semelhantes, em termos de resultados obtidos, mas com ligeiro ganho de eficiência computacional por parte da ES1. Por fim, sugestões para novas pesquisas são apresentadas. ____________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Buried pipelines, containment structures for tunnels and shafts, and deposits of various materials in the form of silos or tanks all use structural elements known as cylindrical shells. Cylindrical shells interact in these applications with elastic means, in these cases soil or rock. This interaction can be considered in two ways. First, it can be considered a bilateral contact problem (BCP) where, during the deformation process, structure and base remain in contact; second, it can be considered a unilateral contact problem (UCP) where, under certain loading conditions, the shell is not completely fixed and may lose contact with the medium. The main objective of this thesis then is to develop a computational tool for the study and analysis of problems, imposed by elastic base contact, involving cylindrical shells with bilateral and unilateral restrictions. This numerical tool has as main features: i. the use of the finite difference method (FDM) to approximate the derivatives of the differential equations of equilibrium of the system’s shell-elastic base. This paper adopts Sanders’ theory for shells, which can be applied to cylindrical shells and panels, and approximates the elastic bases using Winkler’s and Pasternak’s models. ii. Employment of methodologies for solving these BCPs and UCPs. In the case of BCP, the region of contact between the bodies Sc (shell-base) is known a priori; its solution can be obtained directly if one considers the assumptions of small displacements and elastic material. In the case of UCP, the main challenge is the definition of the area of contact between the bodies Sc, which is unknown a priori; to solve this problem, the current study adopts two strategies for solving this problem (ES1 and ES2, respectively). First, the interaction shell-base is calculated by considering directly the unilateral contact constraints and solving a linear complementarity problem (LCP). Second, the contact area Sc is initially approximated and corrected, via Newton-Raphson’s method, by evaluating the participation of the elastic foundation in obtaining other unknown variables. This numerical tool was developed using the programming language Fortran ®. To determine the efficiency of these methodologies, the work presents and analyzes several numerical examples. The end of the thesis, offers some conclusions and remarks regarding the computing system developed and the proposed numerical methodologies. Besides the MDF have been presented as a method easy to implement and use, the nonlinear solution strategies adopted were similar in terms of results, though ES1 showed a slight gain in computational efficiency. Finally, suggestions for further research are presented.

O principal objetivo deste trabalho é analisar a interação tridimensional entre núcleos e as estruturas usuais de contraventamento, tais como, treliças, pórticos e pilares isolados, considerando a influência da flexibilidade das suas fundações no equilíbrio final do sistema estrutural, sobretudo quando são introduzidos os efeitos da não linearidade geométrica. A influência dos trechos rígidos e das excentricidades entre os eixos longitudinais dos elementos, incidentes em um mesmo ponto nodal, também é pesquisada na rigidez global do sistema. Para possibilitar estas análises, elaborou-se um programa em linguagem FORTRAN 90 com recursos para processar estruturas complexas. A automação dos cálculos fundamenta-se no método dos deslocamentos e nas técnicas de análise matricial. Na determinação da rigidez do sistema aplicou-se o princípio da energia potencial total mínima. As estruturas dos edifícios usadas na aferição dos resultados, fornecidos pelo referido programa, são reticuladas e suas lajes funcionam corno diafragmas horizontais infinitamente rígidos nos seus planos e sem qualquer resistência à flexão. Os efeitos de segunda ordem são computados através de um processo de cálculo iterativo, onde a matriz de rigidez da estrutura tem seus coeficientes afetados pelo esforço normal e no caso dos sistemas com núcleos, além deste, os momentos fletores e os bimomentos. / The principal aim of this work is to analyse the tridimesional interaction between cores and the usual bracing structure, such as, trusses, frames and isolated column, considering their foundation flexibility in the structural system final equilibrium, even when the geometric non linear effects are introduced. The offsets and the eccentricities among longitudinal axis of the elements, incidents in the same nodal point, is researched in the system global stiffness as well. To make this analysis possible, a program in FORTRAN 90 language was made with resourses to process complex structures. The calculus automation is based on the stifthess method and on the matricial analysis technique. To obtain the system stiffness, the minimum total potential energy principle was applied. The building structures used to check the results, given by the mentioned program, are reticulated and their slabs works as horizontal diaphragm, infinitely stitfened in their planes and without any beding resistance. The second order effects are computed thru a iterative calculus process, where the structrure stiffness matrix has its coefficients affected by the axjal force and in cases of systems with cores, besides it, the bending moments and the bimoments.

We study the effects of redistributive taxation on growth, inequality and welfare in a Schumpeterian economy and compare the outcomes of different policies. The model features a structure of vertical innovations based on the concept of creative destruction and contains risk-averse agents and elastic labor supply. Contrary to previous findings, we show that excessive tax rates discourage research effort, but moderate redistribution can stimulate it. We analyze the results for three different policies: equal redistribution to all agents, research subsidy and innovation bonus. While the first is better in terms of reducing inequality, the others are more efficient to promote research effort and economic growth. We show that the best policy in terms of welfare generation changes as we increase the amount of skilled individuals in the economy, and that the obtained outcomes do not support the hypothesis of convergence. / O presente estudo analisa os efeitos de redistribuição de renda sobre crescimento, desigualdade e bem-estar em uma economia Schumpeteriana e compara os resultados de diferentes políticas de redistribuição. O modelo contempla uma estrutura de inovação vertical baseada no conceito de destruição criadora e contém agentes avessos ao risco e elasticidade na oferta de trabalho. Ao contrário de estudos anteriores, mostra-se que taxação excessiva desencoraja a atividade de pesquisa, mas redistribuição de renda moderada pode incentivá-la. Analisam-se os resultados de equilíbrio para três diferentes políticas: redistribuição igual entre os agentes, subsídio à pesquisa e bônus por inovação. Enquanto a primeira é a mais eficiente para reduzir a desigualdade de renda, as outras duas são mais eficientes para promover crescimento econômico. Mostra-se que a política ótima em termos de geração de bem-estar varia dependendo da massa de indivíduos qualificados na economia, e que os resultados obtidos não sustentam a hipótese de convergência.

Neste trabalho, investigou-se o espalhamento elástico 16O+12C, considerando o efeito da troca de uma partícula alfa entre o projétil e o alvo que conduz aos mesmos núcleos do canal de entrada (transferência elástica). Foram analisadas distribuições angulares em uma faixa de energias que, no referencial de centro de massa, vai de 8,55 MeV até 56,57 MeV. A barreira coulombiana desse sistema está em torno de 11MeV. Foram realizadas medidas de distribuição angular das reações de transferência elástica e inelástica no sistema 16O+12C, em Elab = 46, 26 MeV. A análise dessas medidas forneceu os fatores espectroscópicos, 12C+_alfa _ 16O, do estado fundamental e dos estados excitados J_ = 2+ e J_ = 1, ambos logo abaixo do limiar de emissão alfa, em 7,16 MeV. A partir do valor da amplitude espectroscópica do estado J_ = 2+, determinou-se um valor confiável para o Coeficiente de Normalização Assintótica, 1,05± 0,13(105 fm1/2), este valor foi usado para calcular a largura reduzida desse estado e realizando um cálculo de matriz R determinou-se o fator S astrofísico em energias em torno do pico de Gamow, S(E2)=37keVb. / The 16O+12C elastic scattering was investigated considering the effect of exchange of an alpha particle between projectile and target leading to the same nuclei of the entrance channel (elastic transfer). Angular distributions were analyzed in an energy range from 8.55 MeV to 56.57 MeV in the center of mass frame. The Coulomb barrier is around 11MeV for this system. Measurements of angular distributions of elastic and inelastic transfer reactions to states of the 16O in the 16O+12C system were performed at Elab = 46, 26MeV. Those measurements provided the spectroscopic factors of 12C+_ 16O for the ground state and for J_ = 2+ and J_ = 1 16O excited states, both just below the _-threshold at 7.16 MeV. The Asymptotic Normalization Coefficient (ANC) for the J_ = 2+ state was obtained (1.05 ±0,13(105 fm1/2)) and used to calculate the reduced width of this state, with this value a R-matrix calculation was performed to determine the astrophysical S-factor in energies around the Gamow peak, S(E2)=37keVb.

A caracterização das flutuações dos resíduos da proteína em torno do seu estado nativo é essencial para estudar mudanças conformacionais, interação proteína-proteína e interação proteína-ligante. Tal caracterização pode ser capturada pelo modelo de rede gaussiana (GNM). Este modelo tem sido modificado e novas propostas têm surgido nos últimos anos. Nesta Tese, apresentamos um estudo sobre como melhorar o GNM e exploramos o seu desempenho em predizer os fatores-B experimentais. Modelos de redes elásticas são construídos a partir das coordenadas experimentais dos levando em consideração pares de átomos de C? distantes entre si até um dado raio de corte Rc . Estes modelos descrevem as interações entre os atómos por molas com a mesma constante de força. Desenvolvemos um método baseado em simulações numéricas com um campo de forças simplificado para atribuir pesos a estas constantes de mola. Este método considera o tempo em que dois átomos de C? permanecem conectados na rede durante o desenovelamento parcial, estabelecendo assim uma forma de medir a intensidade de cada ligação. Examinamos dois diferentes campos de forças simplificados e exploramos o cálculo desses pesos a partir do desenovelamento das estruturas nativas. Nós comparamos o seu desempenho na predição dos fatores-B com outros modelos de rede elástica. Avaliamos tal desempenho utilizando o coeficiente de correlação entre os fatores-B preditos e experimentais. Mostramos como o nosso modelo pode descrever melhor os fatores-B / The characterization of the fluctuations in protein residues around its native state is essential to study conformational changes, protein binding interaction and protein-protein interaction. Such characterization can be captured by simple elastic network models as the Gaussian Network Model (GNM). This model has been modified and new proposals have emerged in recent years. In this Thesis we propose an extended version of GNM, namely wGNM. Elastic network models are built on the experimental C? coordinates,and they only take the pairs of C? atoms within a given cutoff distance Rc into account. These models describe the interactions by elastic springs with the same force constant to predicted the experimental B-factors, providing insights into the structure-function properties of proteins. We have developed a method based on numerical simulations with a simple coarse-grained force field, to attribute weights to these spring constants. This method considers the time that two C? atoms remain connected in the network during partial unfolding, establishing a means of measuring the strength of each link. We examined two different coarse-grained force fields and explored the computation of these weights by unfolding native structures. We compare the B-factors predicted by different elastic network models with the experimental ones employing the correlation coefficient between these two quantities. We show that wGNM performs better and consequently provides better evaluation of the B-factors

Orientador : Itamar Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T20:12:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_LuisDiamantinodeFigueiredoe_M.pdf: 8373267 bytes, checksum: 8da70b5a4b23e776137fd2f7df14fee5 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Um dos problemas encontrados na aplicação da Mecânica de Fratura Elástica Linear (MFEL) em componentes estruturais é a determinação do valor do fator de intensidade de tensão (K1) para uma configuração geométrica genérica. Este trabalho tem por objetivo caracterizar e analisar as tensões e deformações, e consequentemente o valor de K1 experimentalmente, utilizando a metodologia de extensometria elétrica, e teoricamente, usando a metodologia da MFEL, em um corpo de prova compacto com espessura de 25mm e dimensões de acordo com a norma ASTM E 399-90, fabricado em uma liga de alumínio 7050 T73652. Foram colados seis extensômetros tipo roseta, em cada uma das superficies laterais do corpo de prova, distantes de 1,4 a 12,8mm da ponta da trinca com ângulos de O, 30 e 450 em relação ao eixo do plano da trinca. As deformações, tensões e fator de intensidade de tensão foram calculadas e obtidos experimentalmente utilizando cargas de 500, 750, 1000, 1250 e 1500 kgf Observou-se que o valor de K1 obtido experimentalmente é próximo do valor obtido teoricamente até à distância de 7mm a partir da ponta da trinca. A partir desta distância ocorre um aumento gradual da diferença entre K1experimental e K1 teórico / Abstract: One of the problems in Linear Elastic Fracture Mechanics (MFEL) application, to structural components, is the evaluation of stress intensity factor (KI) for a generic geometrical configuration. The purpose of this dissertation is to characterize and analyse the stress, strain and KI values, experimentally, by using the methodology of electrical - resistance strain gages, and theorically, by using the methodology of Linear Elastic Fracture Mechanics, in a compact tension specimen 25mm thick and dimension according to ASTM E 399-90, in an aluminium alloy. Six. strain gage rosettes have been bonded on the two lateral surfaces of the Compact Tension specimen 1.4 to 12.8mm ITom the crack tip with angles of O, 30 and 450 with regard to the direction of crack plane. The strain, stress, and stress intensity factors have been determined by using 500, 750, 1000, 1250 and 1500kgf loads. The experimental KI values are c1osed to the theorical from the crack tip to 7mm distance. From this distance there is a progressive increase of the difference between the experimental KI and theorica1 KI values / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Loir Afonso Moreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T21:31:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paschoalini_AmarildoTabone_D.pdf: 8353999 bytes, checksum: bfeebd1be75d31e7d86303a81f912b57 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho apresenta um elemento subparamétrico hierárquico baseado na versão p do método dos elementos finitos para a análise de placas e cascas. O primeiro nível de aproximação da solução é obtido através do elemento finito quadrilateral quadrático de nove nós da família Lagrangeana, baseado na degeneração de um elemento sólido tridimensional e na formulação de Reissner-Mindlin, com integração numérica consistente. Para outros níveis de aproximação, sucessivos refinamentos hierárquicos são usados, objetivando remover a caracteristica de rigidez excessiva do elemento na análise de placas e cascas finas. Tal formulação é aplicada na análise estática e dinâmica de placas e cascas (finas e moderadamente grossas). Exemplos numéricos são apresentados para mostrar a precisão, eficiência e vantagens da presente formulação. Os resultados numéricos obtidos nos exemplos de aplicação são comparados com soluções analíticas e outras técnicas numéricas, disponíveis na literatura / Abstract: This research presents a subparametric hierarchical finite element based on the p-version concept for the analysis of plates and shells. The first level of approximation for the solution is obtained through the isoparametric quadrilateral quadratic nine-no de Lagrangean shell finite element, based on the degeneration of three-dimensional solid element and the Reissner-Mindlin's formulation, with consistent numerical integration. For other approximation levels, successive hierarchical refinements are used, aiming to remove the characteristic of excessive rigidity of the isoparametric element in the analysis ofthin plates and shells. Such formulation is applied to static and dynamic analysis of plates and shells (thin and moderately thick). Numerical examples are presented to show the accuracy, efficiency and advantages of present formulation. Numerical results obtained for the application examples are compared with analytical solutions and other numerical techniques, available in the open literature / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Renato Pavanello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:06:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_JoseRenatoCamargode_M.pdf: 900634 bytes, checksum: 7d09144ab82cbff0aa85b10715cb7bae (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

A resistência elástica é aplicada amplamente em programas de fortalecimento muscular nos processos de reabilitação física. No entanto, as conseqüências biomecânicas para o músculo exercitado com esta forma de sobrecarga são pouco estudadas. A ausência de fundamentação científica no que tange a aplicação da resistência elástica fez com que surgissem algumas suposições a respeito de sua caracterização biomecânica. Uma delas sugere que o exercício com resistência elástica pode ser caracterizado como sendo isocinético. Neste contexto, o objetivo global deste trabalho foi o de caracterizar o comportamento biomecânico do músculo quadríceps femoral frente ao exercício com resistência elástica. Tal caracterização foi realizada através da utilização de um modelo biomecânico bidimensional da articulação do joelho. O seu comportamento mioelétrico também foi avaliado. Conclui-se de uma forma geral, que o desenvolvimento deste estudo permitiu um entendimento a respeito da interação biomecânica entre o músculo e a resistência elástica durante o exercício. Permitindo dessa forma elucidar algumas questões ligadas a aplicação clínica desta modalidade de exercício / The elastic resistance is applied in programs of muscular fortification in processes of physical rehabilitation. However, the biomechanicals consequences for the muscle exercised with this resistance form aren’t very studied. The low scientific fundamentation for the application of the elastic resistance, results in some suppositions about its biomechanic characterization. One of them suggests that the exercise with elastic resistance can be characterized as isokinetic. In this context, the global objective of this work was characterizing the biomechanic behavior of the quadriceps muscle front to the exercise with elastic resistance. Such characterization was accomplished through the use of a bidimensional biomechanic model of the knee joint. The electromiographic behavior was also evaluated. In a general conclusion, the development of this study allowed an understanding of the biomechanic interaction between the muscle and the elastic resistance during the exercise. Allowing to elucidate some subjects of the clinical application of this exercise modality

Neste trabalho os resultados da metodologia de normalização de E. D. Reese e K. H. Schwalbe para a obtenção de curvas J-R, são comparadas com aquelas obtidas pela tradicional Técnica de Variação de Flexibilidade Elástica. Ambos os métodos foram aplicados à um aço de grau nuclear A508-CL3A, quando vários corpos-de-prova miniaturizados 0.394TC[S], foram testados em temperaturas típicas de operação de vasos de pressão nuclear. Corpos-de-prova miniaturizados formam tratados termicamente tentando simular o comportamento exibido pelos aços estruturais quando submetidos à diferentes níveis de exposição de nêutrons, sendo que outros foram ensaiados na condição de como-recebidos. Todos os procedimentos experimentais e analíticos empregados neste estudo foram totalmente computadorizados, incluindo aquisição e refinamento dos dados e o traçado da curva J-R. Esta última foi realizada conforme a mais recente versão das normas ASTM, denominada ASTM-E1820. As variáveis avaliadas influentes do comportamento das curvas de J-R, incluem o incremento de propagação de trinca e o número de pontos de dados de carga versus deslocamento. Também foi analisada a efetividade do método de normalização quando comparada com a técnica de variação de flexibilidade elástica. Os resultados desta pesquisa mostraram que a normalização é uma metodologia confiável e muito simples, tão logo a programação de software seja desenvolvida, para ser aplicada em uma vasta variação de comportamentos mecânicos como amostrados neste estudo. / In this research, results from Reese; Schwalbe (1993) linear normalization methodology for deriving J-R curves are compared to those obtained from the traditional unloading elastic compliance technique. Both methodologies were applied to a nuclear grade steel A508-CL3A. Several miniaturized 0.394TC[S] specimens, were tested at typical NPV operating temperatures. Small scale testpieces were heat treated aiming to simulate the embritlemment exhibited by the structural steel when submitted to different levels of neutron exposure, whereas other specimens were tested in the as-received condition. All experimental and analytical procedures employed in this study have been fully computerized, including data acquisition, data refinement and J-R curve plotting, when the guidelines supplied by most recent version of ASTM standard for J-R curves, namely ASTM-E1820, were followed. The assessed variables affecting J-R curves behavior comprised crack propagation increment, number of load-Ioad line displacement data points, and it was also analyzed the agreement of the normalization method when compared to the compliance technique. Research results have shown that linear normalization is a trustworthy and very simple methodology to be applied in a vast range of mechanical behavior as sampled in this study, as long as computer programming is employed.