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Problemas de campos eletromagnéticos estáticos e dinâmicos; Uma abordagem pelo método dos elementos finitos. / Statics and dynamics electromagnetics problems: an approach by the finite element method.Cardoso, Jose Roberto 04 March 1986 (has links)
A ideia de realizar este trabalho surgiu durante do curso de pós-graduação, ministrado pelo Prof. M. Drigas, \"Tópicos especiais sobre máquinas elétricas\", realizado no 2º semestre de 1980 na EPUSP, onde foi observada a necessidade do conhecimento das distribuições de campos magnéticos em dispositivos eletromecânicos com o objetivo de se prever seu desempenho na fase de projeto. Nesta época, já havia sido apresentada a tese do Prof. Janiszewski, o primeiro trabalho, de nosso conhecimento realizado no Brasil nesta área, onde foi desenvolvida a técnica de resolução de problemas de Campos Magnéticos em Regime Estacionário, que, evidentemente, não pode ser aplicada na resolução de problemas onde a variável tempo está envolvida; baseado neste tese, em 1982 o Prof. Luiz Lebensztajn, reproduziu o trabalho do Dr. Janiszewski o qual foi aplicado para verificar a consistência dos resultados práticos na tese de Livre Docência do Prof.. Dr. Aurio Gilberto Falcone. As formulações mais frequentes do Método dos Elementos Finitos (MEF), publicada nos periódicos internacionais, são baseadas no Cálculo Variacional, onde o sistema de equações algébricas não linear resultante, é derivado a partir da obtenção do extremo de uma funcional que em algumas situações não pode ser obtida, limitando assim sua aplicação. Em decorrência deste fato, o primeiro objetivo deste trabalho foi organizar os procedimentos para obtenção do sistema de equações de MEF aplicado à resolução de problemas de campo descritos por equações diferenciais não lineares, sem a necessidade. Algumas contribuições interessantes são encontradas no Capítulo II, referente à formulação do MEF para problemas de campo descrito por operadores diferenciais não auto-adjuntos.No Capítulo III são apresentadas as técnicas de montagem das matrizes, bem como aquelas de introdução das condições de contorno, originárias deste método, que muito embora sejam técnicas de aplicação corriqueiras, ajudarão em muito o pesquisador iniciante nesta área, sem a necessidade de recorrer a outro texto. No Capítulo VI são apresentadas as formulações necessárias para a solução de problemas de campos eletromagnéticos estáticos, para elementos de quatro lados retos (e curvos) assim como a técnica utilizada na obtenção da relutividade em meios não lineares. No Capítulo V são tratados os problemas de campo, onde a variável tempo está envolvida, permitindo assim a resolução de uma série enorme de problemas referentes aos campos de natureza eletromagnética, tais como os fenômenos transitórios e o Regime Permanente Senoidal. Os aspectos computacionais ligados ao trabalho estão expostos no Capítulo VI, onde são apresentadas as rotinas de resolução do sistema de equações resultante adaptadas às particularidades do problema, e as rotinas de integração numérica de problemas descrito por equações diferenciais dependentes do tempo de primeira e segunda ordem. Algumas técnicas apresentadas nestes Capítulos, são aplicadas espe3cificamente para a obtenção da distribuição de campo magnético no Capitulo VII deste trabalho, com o objetivo de analisar o desempenho de um transformador em regime transitório, onde é confirmada a consistência do método. / The idea of making this work came during a graduation course, \" Special topics on electric machines\", lectured by Prof. Dr. M. Drigas during the 2nd semester of 1980 at EPUSP, when the need of knowing the distribution of magnetic fields in electromechanics devices was notices, in order to foresse its performance during design. At that time, the first work about this subject realized made in Brazil was presented in prof. Janiszewski\'s thesis, where a technique was developed to solve Steady-State Magnetic Fields. However, it is clear that when the time variable is considered, this technique cannot be applied. The usual formulations of the Finite Element Method, published in international journals, was based on Variational Calculations, where the resulting non-linear algebraic equations system is derived from the extreme of a functional, which sometimes cannot be obtained, limiting in this way its application. Consequently, the first aim of this work is to organize procedures to obtain the Finite Method equations system, in order solve non-linear differential equations of fields, without the need of a previous functional for the problem. In Chapter II, one will find some interesting contributions referred to the Finite Element Method formulation, in the description of field problems by the use of non self-adjacent differentials operations.Matrix building techniques are presented in Chapter III, as well as the introduction of boundary conditions in this method. In spite of being an ordinary technique, it will help the beginners a lot, eliminating the need of other sources. Chapter IV presents the necessary formulations, which solve static electromagnetic fields for elements of four square (and curved) sides, and the technique used in the determination of non-linear media reluctivity. In Chapter V, the time variable of electromagnetic fields is treated, making possible the solution of problems of this nature, such as transient phenomena and sinusoidal steady-state. Computer aspects of the work are shown in Chapter VI, presenting resolution routines of the equation system fitted to the problem, and numeric integration routines described by first and second order differential equations, which depend on the time. Some techniques showed in those previous Chapters are specifically used in Chapter VII to obtain the magnetic field distribution, which analyses transformer performance during transients. The coherence of the method is also confirmed.
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Análisis dinámico de estabilidad por elementos finitos de los taludes de la Costa Verde en el distrito de MirafloresUrrutia Varese, Pablo 01 December 2011 (has links)
Debido a la alta actividad sísmica de la costa peruana, a la magnitud de los eventos
sísmicos que se presentan y especialmente a las nuevas herramientas disponibles, los
análisis dinámicos vienen cobrando mayor importancia en los diseños y análisis de
estructuras en general.
La presente tesis evalúa dinámicamente la estabilidad de los taludes de la Costa Verde en el
distrito de Miraflores por el método de elementos finitos, al modelar secciones críticas de
estos taludes en el programa GeoStudio 2004 (mediante sus aplicaciones QUAKE/W y
SLOPE/W) y someterlos a la acción de cuatro sismos. Los sismos seleccionados, los
mayores eventos de los años 1966, 1970, 1974 y 2006 cerca al lugar de análisis, fueron
ingresados a GeoStudio 2004 en forma de registros de aceleraciones y tras ser aplicados al
modelo numérico creado, fueron utilizados para determinar las resistencias post-sísmicas y
las deformaciones permanentes en las secciones evaluadas. Estos resultados permitieron
obtener un entendimiento general del comportamiento de los taludes durante y después del
sismo, así como observar el efecto del mismo en la estabilidad de las estructuras analizadas.
Como complemento a esta tesis se realizó un manual sobre el análisis dinámico de estabilidad
de taludes por elementos finitos con GeoStudio 2004 (incluido en los anexos). / Tesis
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Rediseño de un termociclador para la replicación del ácido desoxiribonucleico (ADN)Palma Lara, Jorge Martín 10 June 2011 (has links)
El presente trabajo se basa en el rediseño de un Termociclador para la replicación
de ADN, empezando por la explicación de los procesos de replicación del acido
desoxirribonucleico, como sus características, condiciones y su desarrollo
tecnológico, también en el uso aplicativo del Termociclador empleado en dicho
proceso de replicación.
Para llevar a cabo la síntesis del ácido desoxirribonucleico (ADN) in vitro, se utiliza
un dispositivo electrónico llamado Termociclador. Este equipo regula
automáticamente la temperatura y el tiempo para completar un ciclo de PCR
(siglas en ingles Polimerase Chain Reaction) de manera tal, que la secuencia se
repita durante el tiempo programado, de acuerdo al interés del investigador.
Para la parte electrónica se presenta como solución a este rediseño un diagrama
de bloques, en el cual presenta las partes a conformar de un Termociclador, estas
se diferencian en etapas como son: Control, Potencia, Sensado, Comunicación
serial, entradas y salidas de datos, fuente de alimentación y diagrama de flujo del
funcionamiento del equipo. Para corroborar los cálculos efectuados y la selección
de componentes electrónicos en cada una de las etapas mencionadas, se
desarrolla la simulación, empleando diferentes programas de simulación como se
mencionan en el presente trabajo. / Tesis
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Evaluación del diseño estructural de un sistema tanque-plataforma de lixiviación de 3336 m³ de capacidadMálaga Alarco, José Luis 13 August 2014 (has links)
Cierto grupo de servicios de ingeniería está desarrollando el proyecto minero
Inmaculada, el cual consta de una planta concentradora de oro y plata. Este proyecto se
encuentra en su etapa de ingeniería. Uno de los procesos de esta planta es la lixiviación,
el cual se lleva a cabo en 7 tanques agitadores de 3336 m³ de capacidad, 15.9m de
diámetro y 16.8 m de alto. Sobre cada uno de estos tanques se monta una plataforma en
la cual se instalará un agitador. Este tipo de diseño tanque-plataforma presenta un riesgo
estructural y requiere de una evaluación para asegurar su correcto desempeño.
En el presente trabajo se realizó la evaluación del diseño estructural de un sistema
tanque-plataforma usado para un proceso de lixiviación; con la finalidad de garantizar que
el conjunto cumpla con las solicitaciones requeridas, tanto en resistencia, servicio y bajo
cargas dinámicas. La evaluación se realizó según la normativa aplicable y se empleó para
el análisis el Método de los Elementos Finitos (MEF).
La primera parte de esta tesis incluyó condiciones de sitio e información técnica
necesaria para la evaluación estructural. Se incluyó también el marco teórico que
comprende la metodología ASD (Allowable Stress Design) empleada en el análisis del
tanque, el método LRFD (Load and Resistance Factor of Design) utilizado para la
evaluación de la plataforma, teoría de vibraciones e información sobre el Método de
Elementos Finitos (MEF); y luego se describió un procedimiento general de simulación.
Para el análisis estático del conjunto, se elaboró un modelo conceptual y se
modelaron las cargas a las cuales estarán sometidos el tanque y la plataforma. Luego se
realizó una evaluación del tanque de acuerdo a la norma API 650; los resultados
mostraron que se encontraron elementos sometidos a esfuerzos que superan en un 14%
a los esfuerzos admisibles (136 MPa). Posteriormente se realizó una verificación de la
plataforma de acuerdo a la AISC 360; en los resultados se observó que la carga no se
distribuía uniformemente, ya que una de sus vigas principales soportaba 91% más de
carga que la otra. Se realizó también un análisis modal del conjunto para determinar sus
frecuencias naturales; y se observó que no presentaría problemas de resonancia. En
consecuencia, el diseño original no cumplió los requerimientos de diseño.
Finalmente se realizaron modificaciones al diseño original en las cuales se redujo la
concentración de esfuerzos en el tanque. Para la plataforma, se distribuyeron mejor las
cargas; con ello se logró reducir el peso de la estructura, y se optimizó el diseño. El
análisis modal mostró que el nuevo diseño tampoco entrará en resonancia. En conclusión,
aplicando la metodología de diseño y la normativa vigente, el diseño final cumplió con los
requerimientos del proyecto. / Tesis
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Procedimiento para el análisis dinámico de estructuras usando el método de los elementos finitosEnciso Valdivia, Fernando André 23 July 2014 (has links)
En el presente trabajo se desarrolla un procedimiento general para el an alisis
din amico de estructuras usando m etodos num ericos. Se usa el M etodo de los Ele-
mentos Finitos (MEF) para la discretizaci on espacial del dominio de la estructura
y los m etodos de superposici on modal, integraci on expl cita e integraci on impl cita
para la integraci on en el dominio del tiempo de las ecuaciones que gobiernan la
respuesta din amica de la estructura provenientes del MEF. Se realiza un repaso de
los m etodos anal ticos para el an alisis de sistemas de un grado de libertad y del
m etodo de los elementos nitos, de niendo los par ametros m as importantes a ser
usados en la programaci on de los c odigos o en el uso de programas de simulaci on
comerciales. Las caracter sticas m as representativas de cada operador de integraci on
son presentadas, as como los par ametros de decisi on entre uno y otro m etodo. El
procedimiento propuesto se aplica a un problema de din amica estructural de dos
maneras: mediante la programaci on de un c odigo de MEF en MatLab y mediante la
simulaci on del mismo problema usando el programa comercial ANSYS R14, en am-
bos casos se indica como se introducen los par ametros necesarios para el an alisis. Los
resultados de estas simulaciones son comparados con los resultados obtenidos por
medio de las t ecnicas anal ticas cl asicas y con los resultados indicados en la biblio-
graf a. La evaluaci on de los resultados muestra las caracter sticas m as importantes
de cada m etodo como es la sensibilidad al paso de tiempo en el caso de integraci on
directa y la elecci on del n umero de modos de vibraci on en el caso de superposici on
modal. Los resultados obtenidos mediante las simulaciones concuerdan con los de la
bibliograf a, demostrando as que el MEF es una herramienta con able en tanto se
controlen adecuadamente los par ametros de cada fase del an alisis. / Tesis
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Estudio mediante elementos finitos de la interacción suelo - tubería en tuberías enterradas debido a una falla del suelo del tipo lateralSilva Cueva, Jonathan 14 May 2016 (has links)
En esta tesis se presenta un procedimiento para el análisis de tuberías enterradas
sometidas a un deslizamiento de suelo del tipo lateral, mediante la simulación por
software de elementos finitos.
Para desarrollar el mencionado procedimiento, se realizó inicialmente un estudio de los
diferentes modelos analíticos y computacionales relacionados con el análisis de tuberías
enterradas.
Con el estudio de los métodos analíticos, se seleccionó el método de Kennedy para la
realización del análisis de una tubería enterrada que es afectada por un deslizamiento de
suelo lateral.
Posteriormente, mediante el estudio de los métodos computacionales, se realizó la
simulación del mismo problema tratado en el cálculo analítico utilizando el software de
elementos finitos ANSYS Mechanical, el problema estudiado considera los efectos del
deslizamiento lateral del suelo sobre la tubería enterrada. Los resultados obtenidos
mediante simulación fueron comparados con los obtenidos por medios analíticos para su
validación. Por lo que el modelo de elementos finitos desarrollado puede ser
implementado para la ubicación de zonas críticas en tuberías de gran longitud afectadas
por fallas del suelo.
Luego de realizada la simulación se procede al análisis de resultados, para lo cual se
presentan gráficas que muestran el comportamiento de la tubería a lo largo del tramo
analizado.
En la simulación se usó un caso real, una tubería enterrada de acero API 5L X70 de
diámetro exterior 0,3556m (14”) con un espesor de 0.0048m sometida a un
deslizamiento lateral del suelo de 0,7m. Los ángulos de falla estudiados son de 0°,45° y
90° con respecto a la posición inicial de la tubería. Al analizar los resultados, se tiene que
la zona crítica a lo largo de la tubería se encuentra en el plano de falla del suelo. / Tesis
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Metodología para el análisis estático y dinámico de estructuras metálicas aplicando el método de los elementos finitosCarrasco Angulo, Cristian Alfredo 25 November 2011 (has links)
La presente tesis formula y desarrolla el análisis estático y dinámico en sistemas
estructurales continuos, mediante las ecuaciones gobernantes de la mecánica de
sólidos deformables y el método de los elementos finitos. Así también propone una
metodología que enuncia los pasos más relevantes que permitan que el diseño de
estructuras no convencionales, cumpla con los criterios establecidos por la norma
AISC–LRFD.
La aplicación de la metodología propone 7 pasos secuenciales para el diseño de
estructuras no convencionales en un ejemplo concreto de análisis, lo cual permitió
demostrar que esta metodología constituye una alternativa eficiente para el diseño
pues, al basarse en el método de los elementos finitos, consigue generar resultados
óptimos.
Finalmente, la metodología propuesta es aplicable a aquellas estructuras no
convencionales en etapa de diseño, lo que presupone un comportamiento elástico–
lineal del sistema, para poder aplicar el análisis estático y dinámico en éste. Además,
la metodología es factible de aplicar también a estructuras existentes, bajo esta
hipótesis de diseño. / Tesis
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Estudo da distribuição de temperaturas durante o processo de esterilização de atum (Katsuwonus pelamis) em bolsa flexivelCristianini, Marcelo, 1964- 02 March 1998 (has links)
Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-23T07:28:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Cristianini_Marcelo_D.pdf: 4774348 bytes, checksum: 6f4e6f4cd9ad067dd0673c214bd8c360 (MD5)
Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo estudar a distribuição de temperaturas durante o processo de esterilização de atum em bolsa flexível. O produto foi constituído de atum em salmoura (500g de produto sendo 85% atum e 150/0 salmoura (P/p) a 2% de NaCI (P/v), o qual foi acondicionado em bolsas flexíveis (Polipropileno/alumíniolNailoniPoliester -19xI70xI80mm) e esterilizados em uma auto clave a 121°C com, água e sobrepressão de ar (2Opsi). O processo foi estabelecido para se obter um Fo de 7,0 min. Foram determinadas experimentalmente a condutividade térmica (k) o calor específico (cp), a difusividade térmica (a) e densidade (p) de atum em salmoura. Estas propriedades foram modeladas em função da umidade do produto tendo sido obtidas as seguintes relações: cp =0,0239W + 1,7485 (kJ/kgOC); k=0,0098W-0,23 (W/mOC), p=5,6315W+626,37 (Kg/m3) e a=1,07 x 10-7 W + 5,53 x 10-8 (m2/s), onde W é a umidade do produto (%p/p base úmida. Quatro modelos matemáticos foram construídos para estimar a distribuição de temperaturas durante o processamento térmico do produto utilizando: 1) soluções analíticas (SA) para as equações de Fourier; 2) um modelo bidimensional de elementos fmitos (EF2D) ; 3) um modelo tridimensional de elementos fmitos (EF3D) e 4) um modelo empírico (EP). Os modelos de elementos fmitos foram construídos através do ANSYS5.3 considerando a forma real da bolsa contendo o produto. Os modelos foram comparados estatisticamente considerando duas fases distintas: aquecimento e resfriamento. A comparação foi feita utilizando-se o teste de Qui-quadrado e através de utna regressão linear dos valores de temperaturas obtidas experimentalmente no centro das bolsas contra aquelas estimadas pelos modelos. Os valores de Qui-quadrado, inclinação e R2 dos valores de temperaturas gerados por cada um dos modelos contra aqueles obtidos experimentalmente no período de aquecimento foram: EF3D (13.90, 0.9979, 0.9998); EF2D (19.96, 1.0030, 0.9997), SA (23.01, 1.0039, 0.9997) and EP (109.78, 0:9829, 0.9990). Analogamente, para a fase de resfriamento: EF3D (19.80, 0.9867, 0.9995); EF2D (20.23, 0.9856, 0.9996), SA (159.00, 0.9747, 0.9965) and EP (55.56, 1.0086, 0.9986). Um valor de esterilização média da massa de 9,9min foi estimado utilizando o modelo EF3D quando o valor de Fp no ponto crítico foi 8,lmin. A possibilidade da utilização de um perfil de temperaturas como condição de contorno dos meios de aquecimento e resfriamento, conferiu uma melhor performance aos modelos de elementos fmitos principalmente na fase de resfriamento, que no tipo de auto clave utilizada (ALLP AX) é crítico devido a mistura da água de entrada do resfriamento com a água de aquecimento nos primeiros minutos da referida fase. / Abstract: The main objective of this work was to evaluate the temperature distribution during thermalprocessing of tuna in retortable pouch. The product, consisting of grated pre-cooked tuna (steam cooked at 100°C for 1 hr) containing 85% tuna and 25% brine (2% NaCI w/v solution), was packed into institutional size retortable pouches (Polypropylene/ Aluminium/ NylonIPolyester 19x170x180mm) and processed in water at 121°C with an overriding air pressure of 20psi. The process was set to achieve a Fo of 7.0 min. The thermal properties of the product were obtained experimentally by modelling specific heat (cp), thermal conductivity (k), density (p) and thermal diffusivity (a) of a product consisting of grated pre-cooked tuna containing 0%, 10%, 20%, 25% and 30% of brine (2% NaCI w/v solution). The following formulae represent the linear regressions obtained using a least square method of tuna based on the percentage of moisture (W) of the product (wet basis) : cp =0.0239W + 1.7485 (kJ/kg'DEGREE'C); k=0.0098W-0.23 (W/m'DEGREE'C), p=5.6315W+626.37 (Kg/m3) and a=1.07 x 10-7 W + 5.53 x 10-8 (m2/s). Two models using the fmite element technique (2-dimensional (EF2D) and 3-dimensional EF3D) and one using an analytical solution (SA) to solve the 3-dimensional heat conduction equation for a fmite plate were built. A fourth model (EP) was built using empirical solutions. The fmite element models were built using the package ANSYS5.3 considering the actual pouch shape and retort temperature profile. Pouches were filled with tuna and processed in water (121 °C, 20PSI). Nine runs were carried out and the temperature at the geometrical center was measured. Heating and cooling periods were analyzed separately. Chi-square and regression lines were obtained for each set of temperatures generated by the models against the experimental data. The Chi-square, slope and R2 values of the predicted versus experimental data obtained for each model for the heating period were, respectively: EF3D (13.90, 0.9979, 0.9998); EF2D (19.96, 1.0030, 0.9997), SA (23.01, 1.0039, 0.9997) and EP (109.78, 0.9829, 0.9990). Analogously, for the cooling period: EF3D (19.80, 0.9867, 0.9995); EF2D (20.23, 0.9856, 0.9996), SA (159.00, 0.9747, 0.9965) and EP (55.56, 1.0086, 0.9986). The mass average sterilizing value of 9.9 min was estimated when a critical point sterilizing value was at 8.1min using the 3DFE model. Close agreement was found between the three models for the heating phase. Using actual retort temperature profiles made the finite element models more accurate than the analytical solution one, especially for the cooling phase in this immersion water process where there was a mixture of cool and hot water. / Doutorado / Microbiologia de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos
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Análisis de elementos finitos de concreto simple en comprensión simple y triaxialChinchay Poma, Deybi Alejandro 01 June 2017 (has links)
En este estudio se ha empleado el modelo constitutivo UBCSAND disponible en el programa
de elementos finitos TNO Diana. Este modelo basado en plasticidad es empleado en la
literatura para evaluar el fenómeno de licuefacción de arenas saturadas. En esta investigación
el UBCSAND es adaptado y empleado para predecir el comportamiento del concreto simple
en ensayos triaxiales a partir de la calibración de la data experimental de ensayos de compresión
uniaxial. El modelo es empleado para predecir el incremento de la resistencia y ductilidad
debido al confinamiento sobre elementos de concreto. Cualquier confinamiento en el material
puede ser considerado y los efectos de la falla del concreto debido al confinamiento pueden ser
modelados. Para estimar los parámetros del modelo se usan datos de ensayos de probetas de
concreto sometidas a compresión uniaxial. Esto permite que el modelo de elementos finitos
realice la predicción del comportamiento generalizado del concreto bajo carga de compresión
triaxial. Con el mismo propósito se utilizan tres modelos constitutivos implementados en el
programa de elementos finitos TNO Diana. Estas relaciones constitutivas basadas en
deformación total y concebidas para predecir el comportamiento esfuerzo-deformación del
concreto son los modelos de Thorenfeldt, Parabólico y Maekawa. Dichos modelos de manera
similar al UBCSAND son calibrados con base en ensayos de concreto en compresión uniaxial.
Después, el modelo de Thorenfeldt es empleado junto al criterio de falla “Hsieh-Ting-Chen”
para predecir el comportamiento del concreto en compresión bajo esfuerzos de confinamiento.
También es realizado un análisis comparativo entre los modelos UBCSAND, Thorenfeldt,
Parabólico y Maekawa mediante un indicador de bondad de ajuste con base en los modelos
calibrados de los ensayos de compresión uniaxial. Para este fin se emplea el coeficiente de
determinación mostrando el buen desempeño del modelo UBCSAND para reproducir las
curvas esfuerzo-deformación del concreto bajo compresión uniaxial en relación con los
modelos numéricos concebidos para concreto. Esta precisión es alcanzada hasta el pico de
resistencia, ya que el UBCSAND, al estar formulado en el espacio de esfuerzos, no puede
predecir el ablandamiento del material post pico. Finalmente, se realiza una comparación de la
predicción del comportamiento del concreto en compresión triaxial entre los modelos
UBCSAND y Thorenfeldt. El desempeño de los modelos está en buen acuerdo con los
resultados experimentales tanto en la predicción del incremento de la resistencia, así como en
la predicción del incremento de la ductilidad para distintos niveles de confinamiento. Los
resultados del análisis comparativo demuestran la utilidad del modelo UBCSAND, concebido
inicialmente para modelar arenas, como una herramienta para predecir el comportamiento del
concreto bajo compresión simple y confinada. / Tesis
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OMA tests and FEM updating in peruvian archaeological heritage: Chokepukio y modal identification tests on archaeological heritage: the case of ChokepukioSovero Ancheyta, Simoné Karim, Martel Cuyubamba, Carol 22 September 2014 (has links)
modelos numéricos son herramientas útiles para comprender el comportamiento de las estructuras.
Sin embargo, contar con un modelo que se ajuste a la realidad es difícil debido a las variables que
están en juego y a las simplificaciones que se asumen al construirlo. Para que un modelo sea confiable
debe ser calibrado. Esta calibración se realiza comparando ciertos parámetros (por ejemplo las
propiedades dinámicas) del comportamiento de la estructura real con los resultados del análisis
numérico. Para identificar qué parámetros son los que tienen mayor influencia en el comportamiento
de las estructuras es necesario llevar a cabo un análisis de sensibilidad.
En este trabajo se presentan dos artículos publicados en congresos internacionales que muestran la
calibración del modelo numérico de una estructura histórica ubicada en el sitio arqueológico de
Chokepukio (Cusco-Perú). Esta estructura, que data de la época pre-inca (900-1300 dC), es un muro
de albañilería de piedra asentada con mortero de barro. Los parámetros modales experimentales de la
estructura se obtuvieron llevando a cabo una campaña experimental aplicando la técnica OMA
(Operational Modal Analysis). El proceso de calibración se llevó a cabo utilizando un algoritmo de
optimización de los parámetros que tenían mayor influencia en la respuesta dinámica de la estructura
los cuales fueron identificados a través de un análisis de sensibilidad.
El primer artículo titulado “OMA Tests and FEM Updating in Peruvian Archaeological Heritage:
Chokepukio” fue presentado en el congreso del EVACES (Experimental Vibration Analysis for Civil
Engineering Structures) realizado en la ciudad de Ouro Preto (Brasil, octubre 2013). En este artículo
se desarrollaron tres modelos de elementos finitos usando el software SAP2000 y se calibró uno de
ellos en base a los parámetros modales obtenidos en la campaña experimental. Los resultados de este
trabajo sirvieron como herramienta preliminar para una posterior calibración automática.
El segundo artículo titulado “Modal Identification Tests on Archaeological Heritage: The Case of
Chokepukio” fue presentado en el congreso del IMAC-XXXII (A Conference and Exposition on
Structural Dynamics) realizado en la ciudad de Orlando–Florida (USA, febrero 2014). En este artículo
se presentan tres modelos de elementos finitos desarrollados en el software Diana TNO y uno de ellos
se calibró en base a los parámetros modales obtenidos en la campaña experimental.
Por último, se incluye un anexo que presenta una herramienta, desarrollada en el entorno de MatLab,
para llevar a cabo un proceso automático de optimización en base a parámetros modales. Esta
optimización se realiza minimizando el error de una función (función objetivo) que depende de las
frecuencias y las formas modales de vibración, analíticas y experimentales. La herramienta de
optimización automática consta de cinco módulos que incluyen: a) el ingreso de los datos de entrada,
b) la resolución de ecuaciones para establecer la función objetivo, c) la aplicación de matrices de
ponderación, d) la construcción de la función objetivo y d) el proceso de optimización. En este anexo
se incluyen cuatro ejemplos de aplicación de la herramienta propuesta que se presentan según su nivel
de complejidad, desde una viga con un solo parámetro de calibración hasta una estructura real con
cuatro parámetros de calibración. / Tesis
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