Orientador: Luís Geraldo Vaz / Co-orientador: Mário Francisco Real Gabrielli / Banca: Pedro Yoshito Noritomi / Banca: Marcelo Ferraz Mesquita / Banca: Valfrido Antonio Pereira Filho / Banca: Marisa Aparecida Cabrini Gabrielli / Resumo: O uso de duas miniplacas retas é o método mais indicado na literatura, para se prevenir complicações no tratamento de fraturas de côndilo. Diferentes estudos evidenciam que a estabilidade da osteossíntese é relacionada com as tensões mecânicas que ocorrem na região do côndilo, geradas pelos músculos da mastigação. O objetivo neste estudo foi avaliar o comportamento mecânico de três métodos de osteossíntese, por meio de um modelo mandibular de elementos finitos (MEF), comparando a distribuição de tensões e o comportamento dos materiais nas fraturas subcondilares baixas. Simulou-se uma fratura transversa subcondilar baixa, no modelo mandibular e a adaptação dos materiais de osteossíntese para a fixação da fratura. Três métodos de fixação com placas de titânio foram testados: 1) duas placas retas; 2) uma placa lambda e 3) uma placa trapezoidal. Os resultados mostraram que os métodos de osteossíntese proporcionam uma boa rigidez ao sistema de fixação, com pouco deslocamento na linha de fratura. Apesar disto, com a intensidade da força aplicada, todos os modelos estariam sujeitos a falhas, pois apresentaram valores de tensão de von Mises muito elevados. Comparando o desempenho dos três modelos de placas testados, observou-se que, a placa lambda se comportou melhor, havendo uma distribuição das tensões de von Mises sobre o material de fixação e tensão máxima principal sobre o osso mais homogênea. / Abstract: The use of two straight plates is the most indicated in literature, to prevent the subcondilar fractures complications. Different studies have highlighted that the osteosynthesis stability is related to the mechanical stresses that occur in the region of the condyle, generated by the chewing muscles. This study evaluated the biomechanical behavior of three methods of fixation, through a mandibular finite element model (FEM), comparing the stress distribution and behavior of materials in low subcondilar fractures. A transverse fracture was simulated in the mandibular model and on adapting osteosynthesis materials for fracture fixation. Three methods of fixations using titanium plates were tested: two straight plates; one lambda plate and; one trapezoidal plate. The results showed that the method of osteosynthesis provides a good stiffness on the fixation system with little displacement at the fracture line. Nevertheless, by the intensity of the applied force, all models would be subject to failure, because they presented very high stress values. Comparing the performance of the three plate's models tested, it was observed better behaviors for the lambda plate, with a more homogeneous distribution of von Mises stresses on the osteosynthesis devices and maximum principal strain over the bone. / Doutor

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.

Este trabalho propõe uma metodologia simplificada de análise de freios de correntes parasitas usando uma abordagem mista que integra cálculo analítico e simulações usando o Método dos Elementos Finitos (MEF). O cálculo analítico é desenvolvido a partir dos trabalhos de Davies [3, 4] e fornece as expressões gerais para o fluxo por pólo e para a reação de armadura, em função de parâmetros geométricos, velocidade de rotação e torque desenvolvido. Também é implementada a análise do freio usando o MEF visando dois objetivos: * estudo e entendimento da indução de correntes em meios maciços ferromagnéticos que ocorre no freio, o que é facilitado pela visualização de linhas de campo e mapas de cores das grandezas de interesse; * obtenção de subsídios necessários para simplificar a aplicação das equações analíticas. Com as equações e os resultados das simulações obteve-se um método que permite calcular as curvas de torque do freio com precisão comparável à do MEF e com vantagens no que tange à rapidez de solução e flexibilidade de utilização.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Esta pesquisa apresenta um procedimento e uma aplicação de software para otimizar peso e deslocamento de estruturas reticuladas, por meio da mudança das áreas das seções transversais e da forma de treliças planas e espaciais. Para tanto, foi utilizada a combinação do Algoritmo Genético como método de busca heurística conjuntamente com Elementos Finitos lineares tipo barra para avaliação estática. Neste processo, foram considerados restrições de tensão e deslocamentos nodais. Através de processos cíclicos do Algoritmo Genético e utilizando os operadores genéticos probabilísticos de seleção, cruzamento, mutação e elitismo, determinou-se uma família de possíveis soluções que ao longo das gerações levou a uma solução ótima. Este trabalho utilizou como ferramenta de programação as linguagens Python e Julia. Para a validação da metodologia, foram utilizados exemplos de otimização de treliças bidimensionais e tridimensionais submetidas a carregamento estático e sujeitas a restrições de tensão e deslocamentos. Os resultados são comparados com os obtidos por outros autores. Esses resultados demonstram que a metodologia implementada permite a obtenção de estruturas que satisfazem às condições inicialmente impostas com uma evidente redução de peso e deslocamento. / This research presents a procedure and a software application to optimize the weight and displacements of frame structures by changing the cross section areas and the shape of plane and spatial trusses. Therefore, the combination of genetic algorithms as a heuristic search method and linear finite elements was used. In this process, restrictions such as maximum stresses and nodal displacement were considered. Through the application of genetic algorithms and the use of probabilistic genetic operators such as selection, crossover, mutation and elitism, it was possible to find a family of appropriate solutions and, along several generations, to find an optimized solution. In this study, Python and Julia languages were used as programming tool. In order to validate the methodology, two and three-dimensional trusses subject to static loads together with stress and displacements constraints were analyzed. The results are compared with those obtained by other authors. These results demonstrate that the proposed methodology is able to provide structures that satisfy imposed initial conditions with an evident reduction in weight and displacements.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Em busca de melhor aproveitamento da energia eólica disponível, a demanda em relação a projetos de torres eólicas é por torres cada vez mais altas e pás maiores. Pás de torres eólicas são estruturas flexíveis que estão sujeitas a altas velocidades do vento e restritas pela movimentação da torre. As principais forças aplicadas no sistema são do tipo inercial, gravitacional e aerodinâmica, que são responsáveis pelas vibrações da pá. Além disso, o acoplamento das vibrações da pá e da torre leva à um sistema com elevado grau de complexidade. A torre, em função de suas dimensões, pode ser modelada como uma viga esbelta e pode estar sujeita a vibrações excessivas, que podem causar acidentes. A primeira frequência natural da torre está contida na faixa de atuação das pás, então um estudo do seu acoplamento com as pás é necessário. Este trabalho foca no estudo da resposta dinâmica da interação torre-pá através de modelos dinâmicos discretos. O modelo discreto considera efeitos de peso-próprio e de força centrífuga devido à rotação das pás. Evidencia-se a relação entre posição do rotor e frequência de resposta do sistema e, também, entre velocidade de rotação e frequência de resposta do sistema. / To better exploit available wind energy, the demand for wind tower design is for increasingly higher towers and larger blades. Wind tower blades are flexible structures that are subject to high forcing velocities and restricted by tower movement. The main forces applied in the system are inertial, gravitational and aerodynamic, which are responsible for blade vibrations. In addition, coupling vibrations of the blade and the tower leads to a system with a high degree of complexity. The tower, depending on its size, is considered a slender beam and may be subject to excessive vibrations, which may cause accidents. The first natural frequency of the tower is contained in the operating range of the blades, so a study of their coupling with the blades is necessary. This work presents a study on dynamic response of tower-blade interaction through discrete dynamical models. The discrete model considers self-weight effects and centrifugal force due to blade rotation. It shows the relationship between rotor position and system frequency response and also between rotation speed and frequency response of the system.

Estágio realizado na ETMA, S. A. e orientado pelo Eng.º João Pedro Sousa / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Estruturas). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

Tese de mestr.. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2001

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Paulo Manuel Salgado Tavares de Castro