Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-11-20T20:22:45Z No. of bitstreams: 1 2015_EdelRolandoMartínezConcepciòn.pdf: 10300925 bytes, checksum: e5ff98a6cfe6abf46d9e7f83a5b60820 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-12T18:51:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_EdelRolandoMartínezConcepciòn.pdf: 10300925 bytes, checksum: e5ff98a6cfe6abf46d9e7f83a5b60820 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T18:51:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_EdelRolandoMartínezConcepciòn.pdf: 10300925 bytes, checksum: e5ff98a6cfe6abf46d9e7f83a5b60820 (MD5) / Na presente pesquisa será desenvolvida uma análise numérica de fraturamento hidráulico utilizando o Método dos Elementos Finitos Estendido (XFEM). Com este método, pretende-se simular o mecanismo de início e propagação de trincas induzidas a partir da ponta de uma fratura inicial. O objetivo principal deste trabalho é aperfeiçoar a compreensão do fenômeno de fraturamento hidráulico. Entende-se que o problema de fraturamento hidráulico é um fenômeno que combina vários processos físicos, entre eles, o fluxo de um fluido, a deformação da matriz rochosa e a propagação das fraturas no meio, nesse sentido, as simplificações são imprescindíveis. Utiliza-se o XFEM para realizar a discretização espacial dos modelos. Esse método é considerado uma robusta ferramenta numérica para resolver problemas de descontinuidades. O fundamento do XFEM é o chamado Método de Elementos Finitos, adicionando a este graus de liberdade e funções de enriquecimento, que servem para descrever as descontinuidades locais do modelo. No XFEM, a geometria da fratura se torna independente da malha, permitindo a ela se movimentar livremente através do domínio, sem que haja a necessidade de um passo para adaptar a malha à descontinuidade. Realizou-se a validação do XFEM utilizando dois testes clássicos da Mecânica da Fratura: a viga apoiada em três pontos com carregamento centrado (SEN(B)); e o disco compacto submetido à tração (CDT). Adicionalmente um modelo de fraturamento hidráulico foi utilizado para estudar a influência de diferentes parâmetros do material e da geometria da fratura inicial. A simulação do início e propagação do fraturamento hidráulico realiza-se através de um modelo numérico bidimensional, em que o meio poroso é idealizado como linear elástico e o critério de propagação se baseia na taxa de energia liberada e nos fatores de intensidade de tensão. As soluções fornecidas pelo modelo numérico fundamentado no XFEM nos casos de validação e no caso de investigação são comparadas com os resultados obtidos a partir de dados experimentais e formulações analíticas, observando-se uma ótima concordância. Demostrou-se a capacidade do XFEM para resolver complexos problemas de propagação de fraturas. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This research develops a numerical analysis of hydraulic fracturing using Extended Finite Element Method (XFEM). This method intend to simulate the initiation mechanism and propagation of cracks induced from the tip of an initial fracture. The main objective of this work is to improve the understanding of hydraulic fracturing phenomenon guided by an initial notch. It is understood that the hydraulic fracturing problem is a phenomenon that combines various physical process, including the fluid flow, the rock matrix deformation and the fracture propagation, however simplifications are essential. The XFEM is used to perform spatial discretization of the models. This method is considered to be a robust tool to solve numerical discontinuities problems. XFEM is the basis of the Finite Element Method (FEM), adding degrees of freedom and enrichment functions to describe the local discontinuities of the model. Through XFEM, the geometry of the fracture becomes independent of the mesh, it allows to move freely through the area without a step to adapt the mesh to the discontinuity. The validation of XFEM was performed using two classical tests of Fracture Mechanics: a single edge notched beam (SEN(B)) and the disk shaped compact tension test (CDT). Additionally, a hydraulic fracturing model is used to study the influence of various parameters of the material and geometry of the initial fracture. The simulation of hydraulic fracturing is accomplished by a two-dimensional numerical model, wherein the porous medium is idealized as linear elastic and the propagation criterion is based on the energy released rate and the stress intensity factors (SIF). The solutions provided by the numerical model based on XFEM are compared with experimental data and analytical formulations, giving it very good agreement. It has been shown the capability of the XFEM to solve complex fracture propagation problems.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-11-26T17:49:53Z No. of bitstreams: 1 2015_FernandaAlmeidaLeitedeOliveira.pdf: 4576106 bytes, checksum: cd698db148ee301da6587b8dd2355ca9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-12-15T18:18:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_FernandaAlmeidaLeitedeOliveira.pdf: 4576106 bytes, checksum: cd698db148ee301da6587b8dd2355ca9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-15T18:18:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_FernandaAlmeidaLeitedeOliveira.pdf: 4576106 bytes, checksum: cd698db148ee301da6587b8dd2355ca9 (MD5) / As turbinas eólicas tiveram um crescimento acentuado em suas dimensões ao longo dos anos. O diâmetro do rotor aumentou quase 10 vezes o seu tamanho da década de 80 ao ano de 2010. As pás eólicas de grande porte são mais flexíveis e estão sujeitas a maiores velocidades do vento devido ao aumento da altura das torres. As causas de acidentes envolvendo as pás estão relacionadas com erros de projeto, defeitos de fabricação, danos causados no transporte ou elevação, falhas na montagem, por esforços últimos ou por esforços de utilização. A fadiga está relacionada com os esforços de utilização que possuem natureza oscilatória, e é o principal problema no projeto de pás eólicas. As fontes de carga de um aerogerador são o carregamento aerodinâmico, inercial e gravitacional. O peso próprio das pás alterna e gera esforços de tração e compressão ao longo de seu comprimento. Eles são tidos como uma perturbação do sistema. Já as forças centrífugas possuem efeito estabilizador para altas velocidades de rotação. Elas tendem a suprimir o efeito oscilatório do peso próprio. Entretanto, as turbinas eólicas de médio e longo porte operam com faixas de velocidade de rotação baixas (10 a 40 RPM), e as forças centrífugas não possuem tanta influência na dinâmica da estrutura. Este trabalho apresenta soluções analítico-aproximadas de modelos de pás de aerogeradores. Os resultados obtidos através do método de Galerkin são utilizados para validar os procedimentos numéricos obtidos com o pacote computacional de elementos finitos ANSYS® e comparados com trabalhos da literatura. Os efeitos do peso próprio e da força centrífuga são analisados no comportamento dinâmico das pás. Em virtude do crescimento das pás e das baixas velocidades de operação dos aerogeradores, a influência do peso próprio é mais significativa. Ele gera oscilações nos valores das frequências naturais enquanto a força centrífuga gera um comportamento crescente. Nas velocidades críticas do diagrama de Campbell ocorre o fenômeno de ressonância das pás. O comportamento crescente do deslocamento é observado nos gráficos de resposta no tempo para estas frequências. / The wind turbines have had a high increase in their dimensions over the years. The rotor diameter has increased almost 10 times its size from 80 decade to 2010. The large wind blades are turn to be more flexible and are subjected to higher wind speeds due to the increased height of the towers. The causes of accidents involving the blades are related to: design flaws, manufacturing defects, damage in transportation or lifting, fitting faults, for last efforts or usage efforts. Fatigue is related to the usage efforts that have oscillatory nature, and is the main problem in the design of wind blades. The load sources of a wind turbine are the inertial and gravitational load aerodynamic. The own weight of the blades switches and generates traction and compression efforts along its length. They are seen as a system disturbance. Whereas the centrifugal forces have a stabilizing effect for high rotational speeds. They tend to supress the oscillatory own weight effect. However, wind turbines of medium and long sized work at low speed ranges (10 to 40 RPM), and the centrifugal forces do not have much influence on the dynamics of the structure. This paper presents approximated analytical solutions models of wind turbines blades. The results of the Galerkin method is used to validate the numerical procedures obtained in ANSYS® and compared with the literature works. The effects of the own weight and centrifugal force are analyzed on the dynamic behavior of the blades. By virtue of the blades increase and low operating speeds of wind turbines, the influence of the own weight is more significant. It generates oscillations in the natural frequencies values while the centrifugal force generates a growing behavior. At critical speeds of the Campbell diagram occur the resonance phenomenon of the blades. The growing shifting behavior is observed in response graphs in the time for these frequencies.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-22T15:03:04Z No. of bitstreams: 1 2015_GabrieladeAthaydeDubocBahia.pdf: 9143242 bytes, checksum: 283cad0e2f86f4740218c1fa5e5a74d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T18:04:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_GabrieladeAthaydeDubocBahia.pdf: 9143242 bytes, checksum: 283cad0e2f86f4740218c1fa5e5a74d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T18:04:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_GabrieladeAthaydeDubocBahia.pdf: 9143242 bytes, checksum: 283cad0e2f86f4740218c1fa5e5a74d0 (MD5) / No exercício da engenharia civil, a utilização de métodos simplificados, que não consideram a interação solo-estrutura (ISE), é predominante para a realização de projetos. A consideração dos apoios indeslocáveis para o cálculo da estrutura e a desconsideração do processo de carregamento e da rigidez da edificação para o cálculo da deformabilidade do solo não representam o comportamento real das obras. Na área experimental, a utilização de técnicas de monitoramento de recalque e de prova de carga possibilita a obtenção de parâmetros para uma análise mais completa podendo obter uma estimativa do comportamento da fundação. Isso aliado à utilização de métodos numéricos, como o Método dos Elementos Finitos (MEF), Método dos Elementos de Contorno (MEC) e Métodos Híbridos, permite considerar, na modelagem solo-edifício, a interação entre os elementos e analisar a influência da ISE no comportamento da edificação global. Sabendo da importância do estudo da interação solo-estrutura, este trabalho tem como objetivo realizar um estudo, por meio de um processo iterativo entre os programas CAD/TQS e GARP a fim de verificar a influência da ISE nos esforços da edificação e nos recalques das fundações. Para isso, foram realizadas retroanálises de modo a aproximar os resultados de recalque obtidos pelo estudo aos resultados medidos pelo monitoramento de recalques, com o intuito de sugerir uma metodologia numérica, considerando a ISE, a ser utilizada na prática. Para a realização da pesquisa, foi escolhida uma edificação residencial localizada em Águas Claras – DF. As medições de recalque e a prova de carga já haviam sido realizadas e serviram de parâmetros para as análises numéricas. Para complementação do estudo foi realizada a previsão de recalque pelo método de Poulos e Davis (1980) de forma a comparar os resultados obtidos pelas análises dos softwares aos resultados obtidos pela previsão e pelo monitoramento de recalques, para as situações da análise convencional e da análise considerando a ISE. Como resultados comparativos foram apresentados os esforços nos pilares antes e após a ISE para toda a prumada da edificação e os resultados de deformação nos elementos de fundação. Para o caso em questão, foram constatados os efeitos da ISE na edificação, os quais atingiram apenas os primeiros pavimentos, sendo a maior variação do esforço normal (Fz) de 0,7 kN para o P216 ao final do 2º pavimento, a maior variação do momento em x (Mx), de -118,3 kN.m para o P216 ao final do 1º pavimento e a maior variação para o momento em y (My), de -0,7 kN.m para o P221 ao final do 1º pavimento. No caso dos recalques, os resultados se aproximaram mais aos do monitoramento de recalques após a ISE, porém a média da variação relativa ainda foi alta, atingindo -38,9%. / On civil engineering professional practice, the use of simplify methods that do not consider soil-structure interaction (SSI) is a predominant factor for project executions. To consider fixed supports for structure calculation, disregarding loading process and building rigidity for soil deformation do not represents real behavior in constructions. In experimental areas, the use of monitoring techniques for settlements and loading tests practice offers, parameters acquisition for more complete analyses obtaining a behavioral estimation of the foundation that has been monitored. All this associated to numerical methods application, such as, Finite Element Methods (FEM), Boundary Elements Methods (BEM) and Hybrid Methods allow to consider on soil-structure modeling the interaction between elements and to analyze the SSI influence on the global building behavior. Knowing the importance of the soil- structure interaction, this work aims to perform a study, by means of iterative process between CAD/TQS programs and GARP, in order to verify the SSI influence on the stresses and foundations settlements, as well as, perform a back-analysis in order to approach the settlements results obtained by analysis of settlements results measured by monitoring settlements with the purpose of suggesting a numerical methodology, considering the SSI, to be used in practice. To accomplish these analysis it was chosen a residential building localized in Águas Claras – DF. Settlement measurements and loading test had been executed and served as parameters for numerical analyses. To complement the analysis was perform a settlement prediction by Poulos and Davis (1980) method to compare the results obtained by software analysis from those obtained on the prediction. As comparative results were presented pile stresses before and after the SSI for the whole plumb line on the building strain results on the building elements. In the present case, SSI effects were identify, however, reaching just the firsts building levels, it is the largest variation of the normal force (Fz) was 0.7 kN to the P216 at the end of the 2nd floor, the largest variation of the x moment (Mx), -118.3 kN.m to the P216 to the end of the 1st floor and the largest variation for the y moment (My), -0.7 kN.m to the P221 to the end of the 1st floor. For settlements, the results were closer to the monitoring settlements after SSI, however, the average relative change is still high, reaching -38.9%.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-04T17:06:49Z No. of bitstreams: 1 2018_AndréLuisPinto.pdf: 7347530 bytes, checksum: 8644132d31a82d1dcda301fb3c6b042b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-09T18:09:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_AndréLuisPinto.pdf: 7347530 bytes, checksum: 8644132d31a82d1dcda301fb3c6b042b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T18:09:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_AndréLuisPinto.pdf: 7347530 bytes, checksum: 8644132d31a82d1dcda301fb3c6b042b (MD5) Previous issue date: 2018-07-04 / Em situações onde a abordagem de tolerância ao dano é utilizada, é necessário prever o crescimento e a trajetória da trinca para que se possa estimar a vida de fadiga utilizando os métodos da Mecânica da Fratura. Quando uma trinca está sujeita a um único modo de abertura, esta trinca se propaga em uma direção linear, porém, em casos onde há a presença de dois ou mais modos de abertura, a trinca possui uma trajetória curva. Deste modo, o presente trabalho propõe uma metodologia para prever a trajetória de uma trinca submetida a modos mistos de carregamento utilizando um software de elementos finitos (Ansys), por meio de uma rotina escrita na linguagem APDL (Ansys parametric desing language). A inclinação incremental da trinca é calculada pelo modelo MTC (máxima tensão circunferencial). Por meio do processo interativo de integração, é possível obter os valores dos fatores de intensidade de tensão em modo misto de carregamento, que são utilizados para a previsão da trajetória da trinca e da vida do componente. A metodologia desenvolvida neste trabalho é validada por meio de ensaios de fadiga com amostras do tipo compact tension specimen, CT. O material utilizado para a fabricação das amostras foi a liga Al 7050-T7451 e os ensaios foram realizados no laboratório de fadiga da Universidade de Brasília. Os corpos de prova foram primeiramente fabricados conforme a norma ASTM E647, porém suas geometrias foram posteriormente modificadas, nos quais furos foram usinados para curvar o caminho de propagação da trinca. O método utilizado mostra excelentes resultados para o CT com a direção da laminação S-L, onde a previsão da vida pelo modelo numérico obteve um erro de −12,04% com relação a vida obtida em laboratório, e a previsão da trajetória da trinca foi muito próxima da trajetória experimental. Entretanto, para o corpo de prova com a orientação T-S não foi possível a obtenção de bons resultados devido a tendência de desvio do plano de propagação durante o crescimento da trinca. / In situations where the damage tolerance approach is used, it is necessary to predict the growth and trajectory of the crack in order to estimate the fatigue life using the methods of Fracture Mechanics. When a crack is subjected to a single opening mode, this crack propagates in a linear direction, but in cases where there are two or more opening modes, the crack has a curved trajectory. Thus, the present work proposes a methodology to predict the trajectory of a crack subjected to mixed modes of loading using a finite element software (Ansys), through a routine written in the language APDL (Ansys parametric desing language). The MCS (Maximum circumferential stress) model calculates the incremental slope of the crack. Through interactive integration process, it is possible to obtain the values of the stress intensity factors for mixed-mode loading, which are used to predict the crack trajectory and the life of the component. The methodology developed in this work is validated through fatigue tests with samples of compact tension specimen, CT. The material used to make the samples was the alloy Al 7050-T7451 and the tests were carried out in the fatigue laboratory of the University of Brasília. The specimens were first manufactured according to ASTM E647, but their geometries were later modified, in which holes were machined to bend the crack propagation path. The method used shows excellent results for the CT with the direction of lamination S-L, where the life prediction by the numerical model obtained a error of −12,04% in relation to the life obtained in the laboratory, and the prediction of the crack trajectory was very close to the experimental trajectory. However, for the specimen with the T-S orientation it was not possible to obtain good results due to deviation tendency of propagating plane during crack growth.

Orientador: Wirley Gonçalves Assunção / Banca: Paulo Henrique dos Santos / Banca: Maria Cristina Rosifini Alves Rezende / Banca: Alaílson Domingos dos Santos / Banca: Maurício Tanji / Resumo: As conexões pilar-implante podem ser classificadas em externas ou internas, sendo responsáveis por influenciar não o comportamento mecânico do sistema. A conexão interna apresenta melhor selamento biológico e distribuição de forças e maior estabilidade quando comparados à conexão externa. Em algumas situações, os implantes e as estruturas a ele conectadas podem fraturar, tornando-se um grave problema para a reabilitação protética. Os implantes também podem ser inseridos em rebordos alveolares com pouca espessura, para isso, possuem diâmetros reduzidos, demonstrado uma taxa de sobrevida e de sucesso similares aos dos implantes com diâmetro regular. PROPOSIÇÃO: Investigar a resistência à fratura entre diferentes conexões, com ou sem a interposição de mini-pilar e implantes com diâmetro reduzido por meio de teste de compressão em uma máquina de ensaio universal e as distribuições de tensões nos conjuntos e parafusos de retenção pelo método de elementos finitos. MATERIAIS E MÉTODOS: 98 implantes divididos em 14 grupos (n=7), de acordo com sua conexão protética e diâmetros diferentes. Estes implantes foram inseridos em cilindros de resina com inclinação de 30° e com 3 mm de exposição. Utilizou-se pilares UCLAs e intermediários tipo mini-pilares de 2 mm. Os ensaios mecânicos foram realizados por um máquina de ensaio universal e o MEF-3D no programa computacional Solidworks®. RESULTADOS: Nos implantes de 4.0 mm de diâmetro com UCLA os maiores valores, foram obtidos, de forma decrescente: cone Morse hexagonal (CMH) , hexágono interno morse (HIM) , hexágono interno (HI) , hexágono externo (HE), cone Morse (CM), cone Morse hexagonal com microroscas (CMHM); no grupo de implantes com diâmetro reduzido os valores foram: cone morse com diâmetro reduzido (CMDR), corpo único reduzido (UNDR) e hexágono externo com ... / Abstract: The implant-abutment connections can be classified as external or internal, being responsible for influencing not only the mechanical behavior of the system, but also the response of the peri-implant tissues. The internal connection provides better sealing and biological distribution of forces and greater stability when compared to the external connection. In some cases, implants and structures connected to it may fracture and become a serious problem for prosthetic rehabilitation. Implants can also be inserted into alveolar ridges with little thickness to it, have reduced diameter, demonstrated a rate of survival and success similar to the regular diameter implants. PURPOSE: To investigate the fracture resistance between different connections, with or without the interposition of mini-implant and abutment with the reduced diameter through compression test on a universal testing machine and the finite element method. MATERIALS AND METHODS: 98 implants were divided into 14 groups (n = 7), according to their different diameters and prosthetic connection. These implants were inserted into the resin cylinder with an inclination of 30 ° and 3 mm exposure. We used UCLAs pillars and intermediate mini-pillars 2 mm. The mechanical tests were performed by a universal testing machine and MEF-in 3D computer program Solidworks ®. RESULTS: In implants of 4.0 mm diameter with UCLA and the highest values were obtained in decreasing the hexagon morse taper (HCM) , internal hexagon morse (HIM) , internal hexagon (HI) ,external hexagon (HE) , morse taper (CM), microthread hexagonal morse taper (CMHM) in a group of implants with reduced diameter values were worn diameter morse taper (CMDR) , worn diameter only body (UNDR) and external hexagon with worn diameter (HEDR). With the use of an abutment higher values of tensile strength were observed in the implants HI followed ... / Doutor

Orientador: Eduardo Passos Rocha / Banca: Paulo Francisco Cesar / Banca: Paulo Henrique dos Santos. / Resumo: Introdução: Fragmentos cerâmicos têm sido utilizados como opção restauradora em dentes anteriores com necessidade de pequenas correções de contorno e forma. A espessura da camada de cimento resinoso e a variação da temperatura intra-bucal são fatores influentes no sucesso das restaurações cerâmicas convencionais como inlays, onlays, coroas e laminados. Entretanto, a literatura não apresenta dados sobre a influência destes dois fatores no comportamento mecânico do fragmento cerâmico que geralmente apresenta dimensões não uniformes, principalmente nos limites da restauração. Proposição: O objetivo do presente estudo é analisar, através do método dos elementos finitos tridimensional (EF 3-D), o comportamento da camada de cimento resinoso e da cerâmica, variando a espessura da camada de cimento e a temperatura intra-bucal. Materiais e Métodos: Após a obtenção do conjunto de imagens microtomográficas de um incisivo central maxilar, o modelo sólido do dente será elaborado no programa Mimics. A partir deste modelo inicial (M), 5 modelos serão elaborados no programa SolidWorks, simulando a restauração do ângulo disto-incisal com o uso de um fragmento cerâmico colado ao substrato dental, variando a espessura da camada de cimento resinoso: M1 - 0 μm de espessura; M2 - 50 μm em toda... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Introduction: Ceramics fragments have been used for dental/aesthetic restorative purposes in the anterior dentition. The cement layer thickness and temperature variation play an important role for the adequate biomechanical behavior of the ceramics in case of inlays, onlays, total crown and laminate veneers. However, those aspects has not been evaluated in case of ceramics fragments that usually shows non-uniform dimension and shape which might have negative influence in the behavior of dental ceramics fragments. Purpose: The aim of this study was evaluated by 3-D finite element analysis the mechanical behavior of the cement layer and ceramic fragment varying the cement layer thickness and the temperature. Materials and Methods: After obtaining the microtomography data set of a maxillary central incisor, the solid model was rebuild using Mimics program. The model was exported to the Solidworks program for the simulation of a defect at the distal/incisal edge. This defect was restored with a ceramic fragment bonded to the enamel surface. From this restored model (M), 5 different models were tested: M1 - cement layer (CL) showing 0 μm of thickness; M2 - CL with an uniform thickness of 50 μm; M3 - CL with 50 μm at the margin of ceramics and 100 μm in the inner area; M4 - CL with 50 μm at the margin of ceramics and 200 μm in the inner area; and M5 - CL with 100 μm at the margin of ceramics and 200 μm in the inner area. In all models, the environment temperature changed from 5ºC to 50ºC in 4 increments. The finite element (FE) mesh was refined drove by convergence of analysis. The numerical approach was performed using Ansys Workbench FE program. Results: The maximum principal stress... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Rubens Nisie Tango / Banca: Eduardo Bresciani / Banca: Mirela Sanae Shinohara / Resumo: Este trabalho teve como objetivos: simular em elementos finitos a distribuição de tensão nos dispositivos de microtração Geraldeli e Modificado durante o teste de microtração; avaliar a resistência de união entre a dentina bovina e a resina composta colada em duas direções: Esmalte-Polpa e Polpa-Esmalte, em dois dispositivos para microtração diferentes: Geraldeli e Modificado. Foi criado o modelo de elementos finitos com a geometria externa baseada em um modelo real no software CAD, e simulado as situações experimentais (geometria, carregamento e fixação) e exportado para o software de análise estrutural Ansys. Para o teste de microtração, foram confeccionados blocos de resina composta colados a dentina bovina com dois tipos de adesivos diferentes (convencional e autocondicionante), que foram testados nos dois dispositivos para microtração. Os valores de resistência de união foram tabulados e submetidos a ANOVA 3 fatores (Tipo de dispositivo X Direção da dentina X Tipo de adesivo) e Teste de Tukey (α = 0,05). As falhas de cada grupo foram classificadas em adesivas, mistas e coesivas com o auxílio de estereomicroscópio e MEV. A distribuição de tensão no dispositivo Geraldeli mostra concentração de tensão na região adesiva do palito e distribuída não-uniformemente (isolinhas oblíquas), com áreas de tração na diagonal da interface adesiva; e no dispositivo Modificado a tensão também está concentrada na região adesiva porém distribuída mais uniformemente (isolinhas paralelas), radial à área adesiva. Foram observadas diferenças significativas para a interação entre Dispositivo X Dentina X Adesivo (p = 0,001), Dispositivo X Dentina (p = 0,000), Dentina X Adesivo (p = 0,017). O adesivo e a dentina também tiveram influência nos resultados de microtração (p = 0,013 e 0,000, respectivamente). Para o dispositivo de Geraldeli, o adesivo convencional obteve melhor resistência de união que o... / Abstract: This project aimed to: simulate in finite element the stress distribution in Geraldeli and Modified's microtensile device during microtensile test; evaluate the bond strength between bovine dentin and composite resin bonded in two ways: enamel-pulp and pulp-enamel tubule directions, in two different devices for microtensile test: Geraldeli and Modified. The external geometry based on a real model was done in CAD software, experimental conditions were simulated (geometry, loading and fixation) and exported to structural analysis software Ansys. For microtensile test, bovine dentin blocks were bonded to composite resin with two different types of adhesives (conventional and self-etching), which were tested on both microtensile devices. The bond strength values were tabulated and subjected to ANOVA 3-WAY and Tukey's test statistical analysis (α = 0,05). Failures in each group were classified as adhesive, cohesive and mixed in stereomicroscope and SEM. The stress distribution in Geraldeli's device shows stress concentration in the adhesive region of the stick and distributed non-uniformly (oblique contours), with tension areas in the diagonal of the adhesive interface; Modified's device show stress concentration in the adhesive region too but more evenly distributed (parallel contours, radial to the adhesive area. Significant differences for the interaction between device device X dentine X adhesive (p = 0.001), device X dentine (p = 0.000), dentin X adhesive (p = 0.017) were observed. The adhesive and dentin were also influenced the results of microtensile test (p = 0.013 and 0.000, respectively). For Geraldeli device, conventional adhesive got better bond strength than the self-etching, in Pulp-Enamel; and Pulp-Enamel way got lower bond strength for the selfetching adhesives. For modified device, there was no statistical difference among the groups / Mestre

Escoamento hídrico ambiental, em meios superficiais e sub superficiais acoplados, é típico de sistemas de bacias hidrográficas. Neste problema sazonal, o fluxo varia de direção do canal fluvial para o meio poroso, e vice-versa, no tempo. Nesta situação de alternância de direção de fluxo e de acoplamento dos meios de escoamento, poluição e contaminantes podem ser transportados pela água. Lidar com este problema requer o desenvolvimento de um modelo computacional realista para adequadamente simular o escoamento entre estes dois meios e através da superfície de interface. Esta tese aborda esta prévia etapa de projeto. O modelo computacional é robusto em que os resultados numéricos estabilizados superam oscilações fictícias no campo de velocidade, pela abordagem do CAU, em situação de convecção dominante, e controlam, pelo procedimento do SFH, modos espúrios na pressão. O modelo é plenamente acoplado, transiente, em elementos finitos. Soluções numéricas correspondem às da literatura. As soluções obtidas são física e numericamente consistentes. As soluções são convergentes, pela verificação da consistência da formulação numérica e pela estabilização das aproximações polinomiais. Foi verificada a conservação da massa.

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Orientador : Prof. PhD. Eduardo Márcio de Oliveira Lopes / Coorientador : Prof. Dr. Marco Antônio Luersen / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 09/09/2016 / Inclui referências : fls. 94-97 / Área de concentração / Resumo: Modelos em elementos finitos têm sido amplamente utilizados na resolução de problemas de engenharia, porém, numa abordagem inicial, o comportamento do modelo pode não condizer satisfatoriamente com o observado no sistema físico correspondente. A atualização estrutural é uma técnica que vem se destacando na busca de modelos numéricos em elementos finitos que apresentem melhor correlação com os sistemas físicos reais associados. No caso da aplicação da atualização estrutural em problemas dinâmicos, ela faz uso de dados experimentais - via de regra, funções resposta em frequência (FRF) - obtidos em testes dinâmicos de vibrações, de modo a obter valores mais fidedignos para os parâmetros do modelo numérico. No presente texto, esta técnica é aplicada em um modelo simplificado de cabos aéreos de linhas de transmissão com espaçadores amortecedores, representado por duas vigas paralelas unidas por um elo viscoelástico que opera em tração. A atualização estrutural é realizada em etapas, a saber, inicialmente caracteriza-se e atualiza-se apenas os modelos das vigas na estrutura de fixação para, posteriormente, inserir o elo no modelo composto de duas vigas paralelas. A escolha de parâmetros dos modelos e o critério para o projeto do elo, bem como o comportamento do método, são detalhados. Mostra-se que o modelo final ajustado apresenta, para os três modos analisados, diferenças menores do que 10% na frequência do modo, ou de no máximo, 6Hz, para o terceiro modo de vibrar. Uma diferença máxima de 6dB em um dos nós, os demais todos inferiores a este valor, e o elo impõe uma redução superior a 5dB no segundo e terceiro modo experimentais. O significado físico das matrizes de massa, rigidez e amortecimento do modelo numérico é confirmado pelo critério de aceitação modal (MAC, do inglês, Modal Assurance Criterion). As alterações ocorridas nas FRFs são apresentadas e discutidas. Palavras-chave: Atualização Estrutural. Elo Viscoelástico. Modificação Estrutural. Dinâmica de Sistemas Mecânicos. Elementos Finitos. / Abstract: The finite element model updating is a technique that is gaining strength on the search of numerical models which better represent the dynamic behavior of real physical systems. Finite element models have been widely used, although in a larger part of the cases, the dynamic behavior of the model does not replicate that of the corresponding physical system. The model updating in dynamic problems is based on the usage of experimental data - usually frequency response functions (FRF) - obtained in vibration tests to update, that is, to assign more faithful values to, parameters in a finite element model, with the aim of reducing errors. This text presents a concise review of the state-of-art, exploring its usage into a simplified model of overhead cables connected by spacer dampers which consists of two parallel beams connected by a viscoelastic link subjected to traction. The model updating is developed into steps, namely, identify and update the beam model in the supporting structure to, afterwards, insert the viscoelastic link. The choice of parameter models and the criterion to design the link, as well as the behavior of the technique, are detailed. It is shown that the updated final model have less than 10% of error in frequency on all the analyzed modes, or a maximum error of 6Hz on the third vibration mode. Regarding the amplitude spectrum, the maximum error is 6dB in a specific mode, with all the others presenting values below 4dB. It is also shown that the introduction of the link decreases the amplitude of response of the second and third experimental modes in more than 5dB. The physical meaning of mass, stiffness and damping matrix of the FE model is confirmed by MAC (Modal Assurance Criterion). The FRFs generated experimentally and numerically are shown and discussed. Keywords: Structural Updating. Viscoelastic Link. Structural Modification. Mechanical Systems Dynamics. Finite Elements.