Resumo: O trabalho foi desenvolvido com base em resultados de ensaios de laboratório e dados de instrumentação de uma barragem de terra, construída para armazenamento de rejeito. Nela estão contidos diversos instrumentos de monitoramento tais como placas de recalque, inclinômetros, marcos superficiais e piezômetros. Dispõe-se de ensaios triaxiais do tipo adensado e não drenado, nos diversos materiais da barragem. Os dados dos ensaios foram tratados e analisados em utilizando dois modelos constitutivos: elastoplástico e hiperbólico. A análise forneceu parâmetros que alimentou o programa computacional SIGMA/W, no qual foram simuladas as deformações dos materiais com as condições de contorno da barragem. A partir da comparação entre os valores da simulação e as deformações medidas em campo foram obtidos os parâmetros dos dois modelos constitutivos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-14Bitstream added on 2014-06-13T19:16:35Z : No. of bitstreams: 1 marques_bmf_me_guara.pdf: 1267078 bytes, checksum: b861835064bbb924cdbb98ad015fd1cb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Em praticamente todo sistema mecânico, juntas aparafusadas são utilizadas com o objetivo de unir componentes distintos, controlando folgas estruturais de tal modo a manter o envelope geométrico de projeto e o alinhamento entre as partes unidas. Normalmente, os parafusos são submetidos aos carregamentos de tração e cisalhamento o qual o último gera momento de flexão no parafuso devido ao efeito de contato com a superfície do furo. O comportamento da distribuição de carga ao longo do corpo do parafuso apresenta uma grande contribuição no seu dimensionamento principalmente por causa do braço de flexão que determinará o momento atuante. Dessa forma, esse trabalho apresenta diferentes tipos de juntas aparafusadas, normalmente aplicadas em estruturas de alta responsabilidade, para analisar o comportamento da distribuição de carregamento ao longo do corpo do parafuso. As juntas apresentam diferentes materiais e espessuras das placas envolvidas como ligas de alumínio e aço, a presença de calços ou não e parafusos normatizados de diferentes diâmetros. As análises contemplam o cálculo analítico o qual apresenta o tipo de distribuição de carregamento, triangular, trapezoidal ou retangular, análise pelo método dos elementos finitos com modelos bidimensionais e tridimensionais. Assim, após a análise dos resultados obtidos pelos métodos citados, mostrou que a presença de calço nas juntas aparafusadas e a espessura das placas influenciam diretamente as diferenças entre os métodos e mesmo que as diferenças entre os métodos existam, a confiabilidade do método analítico é confirmada uma vez que todos os braços de flexão são maiores daqueles obtidos pelo método dos elementos finitos. Desse modo, as juntas dimensionadas pelo método analítico são conservativas, apresentam margens de segurança... / Practically all mechanical system applies bolted joints in order to put together independent components, fitting up structural gaps to maintain the geometrical envelope in accordance with design and the alignment between the joined parts. Normally, the bolts withstand tension and shear loads which the last one generates bending moment in the bolt body due the contact effect with the hole surface. The load distribution behavior along the bolt body presents a great contribution to define it principally because the bending arm which determines the applied moment. Thus, this study presents different bolted joints configurations, usually applied in high responsibility structures in such way to analyze the load distribution behavior all along the bolt body. The joints present different plates materials and thicknesses as like aluminum and steel alloys, considering shims or not and standard bolts with a variety of diameter. The analyses regard the analytical method which presents the load distribution type, triangular, trapezoidal or rectangular, finite elements analysis method considering bidimensional and tridimensional models. Therefore, after the analysis of the results from the mentioned methods, stared the shims and the plates thicknesses have a significant influence in the differences between the methods. Even though the differences exist, the reliability of the analytical method is confirmed once all bending arms are bigger than those resulted by the finite element method. Hence, the joints dimensioned by the analytical method are... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-15Bitstream added on 2014-06-13T19:37:16Z : No. of bitstreams: 1 mendonca_dp_me_guara.pdf: 3863927 bytes, checksum: cfef071bb77c53f8b78223c45a6d65a3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho estuda a distribuição de tensões através do método dos elementos finitos em componentes típicos de um vaso de pressão. As diretrizes e metodologia utilizadas nas análises estão de acordo com o código ASME. O vaso de pressão foi estudado para suportar as cargas mais comuns previstas em um projeto de equipamento de processo deste porte. As análises numéricas foram feitas com o software comercial ANSYS e comparados com resultados analíticos previstos no código ASME para os casos mais simples, onde foi obtida a validação dos resultados. Os casos mais complexos foram analisados apenas por soluções numéricas. Todos os casos obtiveram resultados abaixo das tensões admissíveis e de acordo com a metodologia do código, confirmando a viabilidade de análises deste tipo para os casos onde a solução analítica se torna muito conservativa. / Riveted lap joints represent a critical element in metallic airframe construction when designing against fatigue. These elements are widely used in the aerospace industry, so the study of the fatigue’s properties and variables has been increasingly broad. The variable that has shown to have a high influence on the fatigue strength of riveted joints is the clamping force applied to the riveting process. The life of the part tends to be higher when the clamping force applied is increased. The finite element method, which is a calculation tool applied in various fields of activity and has become an indispensable step of mechanical design, is used in this dissertation for the analysis of a riveted lap joint of aeronautic use. The joint is simulated considering the stages of the manufacturing process and application, in order to perform analysis of mechanical behavior and calculate the fatigue life. Through an experimental test of monotonic tensile, strain values were obtained with strain-gauges, and is made the correlation of these data with the numerical model to validate the modeling. Finally two more tests are made with different clamping forces, in order to check the influence of this variation in fatigue life of the joint.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-29Bitstream added on 2014-06-13T20:58:30Z : No. of bitstreams: 1 siqueira_ej_me_guara.pdf: 1915411 bytes, checksum: f4773809a370af2f9216a9eac68d8816 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O constante desenvolvimento dos materiais aliado à necessidade de se obter componentes estruturais de alto desempenho como materiais alternativos na indústria aeronáutica, bem como considerando a aplicabilidade atual dos compósitos estruturais, previsões de falha da estrutura e análise das cargas máximas que as mesmas podem suportar se tornam tópicos fundamentais de pesquisas com a finalidade de garantia da confiabilidade quanto ao emprego dos mesmos em diversas áreas. Considerando que o compósito termoplástico do tipo PPS/C – Poli(sulfeto de fenileno) reforçado com fibras de carbono está surgindo como uma alternativa a compósitos poliméricos termorrígidos e que ainda há escassez na literatura atual de dados relativos à previsão de falhas, este trabalho se detém na analise bidimensional do comportamento mecânico do compósito PPS/C sob carregamento estático linear em flexão de três pontos e em tração com relação a alguns critérios de previsão de falhas inseridos no aplicativo computacional ANSYS, que são os critérios da máxima tensão, dos índices de forças e das relações inversas dos índices de forças de Tsai-Wu, bem como os critérios de previsão de falhas de Hill e de Hoffman calculados através do EXCEL com base nas tensões fornecidas pelo ANSYS e nas resistências contidas na literatura. Por fim, foram comparados os resultados obtidos através do modelo computacional com os resultados experimentais com o objetivo de analisar, avaliar e validar a simulação numérica como complementação dos ensaios experimentais. / The continuous development of materials associated with the need to obtain structural components of high performance that can serve the purpose of alternate material for the aircraft industry; in addition to the current applicability of the structural composite, structural failure predictions, as well as the maximum loads that such structures may have the capacity to bear, have become the subject-matter to a number of fundamental researches, which purpose is to guarantee the reliability of such materials, so that they can be duly applied in a variety of fields. Taking into account that the thermoplastic composite of PPS/C – Poly(phenylene-sulfide) type, reinforced with carbon fibers, is springing up as an alternate to the thermoset polymers composites, besides the fact that the current literature lacks data regarding failure predictions, the present paper limits itself to the two-dimensional analysis of PPS/C composite type mechanical behavior under a linear static loading at a three point bending and in traction with regards to some predicted failure criteria that have been inserted in ANSYS computer model, namely the maximum stress criteria, the strength ratio, and the reversed relation of strength ratio of Tsai-Wu, as well as the criteria of Hill and Hoffman to predict failure, which in turn were calculated on EXCEL, but based on the stresses supplied by ANSYS, and on the tensile strengths found on the literature. At last, a comparison was made between the results obtained from the computer model against the experimental results. The purpose of such comparison was to analyze, assess and validate the numerical simulation as a supplement to the experimental trials.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-20Bitstream added on 2014-06-13T18:07:42Z : No. of bitstreams: 1 barbosa_rs_me_guara.pdf: 1181057 bytes, checksum: c5662c02692da1fa2b849f6b72ca3b48 (MD5) / Neste trabalho, uma revisão teórica é feita com o intuito de fornecer embasamento teórico ao projeto para estudar a viabilidade de implementar uma melhoria que é substituir o material do cubo do rotor de um aço carbono fundido (ASTM A 216 Gr.WCC) por uma liga de alumínio fundida (A 201.0), sendo analisadas todas as vantagens e desvantagens desta modificação. Foi utilizado o método dos elementos finitos para o cálculo do cubo do rotor de uma turbina hidráulica do tipo Kaplan. Projeto, cálculo e execução rigorosos são necessários para a concepção deste componente. Para isso, é desenvolvido um estudo de caso que contempla, passo a passo, a metodologia utilizada. Uma análise estrutural do cubo do rotor de uma turbina hidráulica tipo Kaplan é utilizada no estudo de caso / In this work, a theoretical review is done in order to provide theoretical basis for the project to study the viability of implementing an improvement that would replace the material of the rotor hub of a cast carbon steel (ASTM A 216 Gr.WCC) by a cast aluminum alloy (A 201.0), and analyzed the advantages and disadvantages of this modification. It's necessary using the Finite Element Method for calculating the rotor hub of a Kaplan hydraulic turbine. Design, calculation and execution are crucial to the design of this component. For this, it is developed a case study that includes step by step, the methodology used. The analysis of the rotor hub of a Kaplan hydraulic turbine be used in the case study

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-07-27T17:01:56Z No. of bitstreams: 1 132618.pdf: 1603187 bytes, checksum: 640ace6138797b527c4d47d2a1324c70 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-27T17:01:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 132618.pdf: 1603187 bytes, checksum: 640ace6138797b527c4d47d2a1324c70 (MD5) Previous issue date: 1973-03 / A análise linear, estática de problemas tridimensionais é efetuada pelo processo semi-analítico, utilizando-se funções ortogonais. Estruturas prismáticas e axissimétricas com carregamento qualquer, são resolvidas com o implemento de dois elementos finitos. O primeiro, isoparamétrico quadrilátero quadrático, para o estudo de sólidos e, o outro, degenerado superparamétrico cúbico, especialmente indicado para o caso de cascas. Um programa automático utilizando os elementos desenvolvidos é elaborado. Alguns exemplos são apresentados, com o uso deste programa e, os resultados, comparados com as soluções analíticas são discutidos. / Static linear analysis is applied to three dimensional problems through the semi-analytical finite element process, making use of orthogonal functions. Prismatic structures and axi-symmetric structures with non-symmetrical loads, are studied using two finite elements. The first is a isoparametric quadrilateral quadratic element for solid bodies and the other, a degenerated superparametric cubic element, indicated for shells. A computer program employing this elements was prepared. Some examples are presented using the above program and the results discussed with those from available analytica solutions.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-15T17:49:49Z No. of bitstreams: 1 141627.pdf: 3889613 bytes, checksum: 27a75d122ab13647208c161ac6d06cce (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-15T17:49:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 141627.pdf: 3889613 bytes, checksum: 27a75d122ab13647208c161ac6d06cce (MD5) Previous issue date: 1975-12 / No presente trabalho é feito um estudo visando comprovar a limitação estabelecida no Capítulo 2, item A.9 da NB-1, a qual não permite que se considere para a fixação da altura de lajes e vigas nos apoios, no cálculo de dimensionamento, inclinações de mísulas maiores que 1/3. O estudo consiste na comparação do comportamento de uma haste simétrica bi-engastada, analisada pelo método dos elementos finitos e pela teoria da resistência dos materiais, admitindo-se nesta última análise duas considerações para o eixo da haste: 1. O eixo é reto; 2. O eixo passa pelos pontos médios das alturas das seções. A limitação preconizada pela NB-1 (inclinações menores que 1/3) foi confirmada. A análise da haste com a consideração do eixo passando pelos pontos médios das alturas conduz a resultados melhores que a análise com a consideração de eixo reto. É também apresentado um programa automático para a análise de pórticos planos que contenham elementos com mísula. / The purpose of this work is to verify the correctness of the limitations established in Chapter 2, Item A.9, of the Brazilian Standard Code NB-1 according to which the inclination of haunchs used to settle the height of slabs and beams at the supports must be 1/3 as a maximum. This study embodies a comparation of the behavior of a symmetric fixed-end beam with retangular cross section analysed by the finite element method and by the theory of mechanics of materials, adopting in the last analysis two hypotheses relative to the axis of the beam: 1. The axis is straight; 2. The axis is the line passing through the midheight of the cross section. The analysis of the beam, according to the second hypothesis, leads to better results than the first one. The limitation imposed by NB-1 Standard Code (inclination of haunchs smaller than 1/3) is correct. There is a computer program herein, for the analysis of plane frames with haunched members.

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Resumo: Este trabalho trata da validação de técnicas para modelagem numérica de fornos de micro-ondas. Os modelos numéricos são implementados com o método dos elementos finitos no domínio do tempo em uma formulação no espaço de estados estendida. Técnicas de modelagem são aplicadas aos componentes do forno e aos objetos que podem ser inseridos na cavidade, com ênfase para as técnicas empregadas no modelo de circuito elétrico equivalente do adaptador usado para medição e no modelo de superfície para a água para evitar cálculos no seu volume interno. Comparações entre resultados simulados e experimentais para o coeficiente de reflexão são realizadas visando à validação dos modelos, indicando um desempenho coerente e aceitável das técnicas de modelagem propostas nos modelos de simulação.

Orientador: Eduardo César Almada Santos / Coorientador: Fellippo Ramos Verri / Banca: Marcos Rogério de Mendonça / Banca: Paulo Henrique dos Santos / Banca: Pedro Yoshito Noritomi / Banca: Galdino Iague Neto / Resumo: Introdução: Um dos problemas causados pela perda do primeiro molar é a mesialização do segundo molar adjacente, que pode levar a problemas oclusais e funcionais. O emprego da ancoragem com mini-implantes tem sido recomendado pela literatura para a recuperação do espaço perdido, com satisfatório desempenho clínico. Porém, estudos biomecânicos bem delineados, com alto nível de evidência científica, ainda não foram sedimentados. Deste modo, por meio de análise biomecânica, fundamentada no método dos elementos finitos 3D, esse trabalho avaliou a distribuição de tensões em modelo simulado de verticalização de molar inferior com a utilização de um mini-implante ortodôntico como dispositivo de ancoragem, o qual foi submetido à tração lingual, vestibular e associada (vestibular e lingual). Métodos: Para este estudo foi confeccionado um modelo tridimensional de elementos finitos, contendo um bloco simulado da região mandibular posterior com um segundo molar angulado mesialmente em 30 graus e um mini-implante autoperfurantes de 1,5 x 2,0 x 8 mm, inserido na distal e posicionado verticalmente em relação ao molar angulado, com aproximadamente 10 mm de distância. Resultados: Os resultados foram plotados em mapas de cores, padronizados, permitindo a comparação qualitativa entre as situações testadas. Os critérios de interpretação foram baseados em análises de mapas de Deslocamento, de Tensão Máxima Principal (TMXP) e microstrain, sendo cada critério descrito separadamente. Conclusão: Foi constatado que os três tipos de carga empregados foram efetivos para a verticalização do molar e que a aplicação de força bilateral ao dente inclinado gera movimentação mais uniforme. / Abstract: Introduction : One of the problems caused by the loss of the first molar is mesial movement of the adjacent second molar, which can lead to problems occlusal and functional. The use of mini-implant anchorage has been recommended in the literature to recover the lost space, with satisfactory clinical performance. However, biomechanical studies well designed, with a high level of scientific evidence has not yet been verified. Thus, through biomechanical analysis, based on 3D finite element method, this study evaluated the stress distribution simulated model of molar uprighting with the use of a mini -implants as orthodontic anchorage device, which was submitted tensile strength lingual, buccal and associated (buccal and lingual). Methods: For this study it was made a three-dimensional finite element model, a block containing simulated mandibular posterior region with a second molar mesially angled at 30 degrees, and a self-drilling mini-implant of 1.5 x 2.0 x 8 mm, inserted the distal positioned vertically in relation to the molar angled approximately 10 mm apart. Results: The results were plotted in color maps, standardized, allowing qualitative comparison between the situations tested. The interpretation criteria were based on analyzes of general displacement maps, Maximum principal, and microstrain, each criterion separately described. Conclusion: It was found that the three types of load employed were effective for molar uprighting and that the application of force to the tooth tilted bilateral movement generates more uniform. / Doutor