Resumo: O comportamento mecanico dos materiais viscoelasticos (MVEs) e influenciado, entre outros, por parametros como tempo e temperatura. O estudo da influencia destes parametros e objeto frequente de pesquisas que visam buscar uma metodologia mais adequada para determinar seu impacto no comportamento de estruturas construidas com MVEs. Este texto apresenta uma metodologia para a caracterizacao de MVEs termorreologica e piezorreologicamente simples no dominio do tempo a partir de dados experimentais, utilizando as Series de Prony e uma tecnica mista de otimizacao baseada em Algoritmos Geneticos (AG) e Programacao Nao Linear (PNL). O resultado final de caracterizacao e a obtencao das constantes relacionadas a cada termo da Serie de Prony, que foi utilizada na analise por Elementos Finitos (EF) do material viscoelastico (MVE). Alem disso, o texto discute tambem as influencias da pressao e da temperatura sobre o comportamento mecanico desses materiais. Os resultados desta analise sao comparados aos dados experimentais com o intuito de validar a metodologia. Os resultados finais se mostram bastante promissores e a metodologia se apresenta eficiente para identificacao de MVEs.

Submitted by Eduardo Felipe de Campos null (eduardo81010@aluno.feis.unesp.br) on 2018-01-11T17:05:53Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO.pdf: 18831766 bytes, checksum: c62a5bf82a73cc4a7517b74b6a078fb4 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-01-11T18:55:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 campos_ef_me_ilha.pdf: 18831766 bytes, checksum: c62a5bf82a73cc4a7517b74b6a078fb4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-11T18:55:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 campos_ef_me_ilha.pdf: 18831766 bytes, checksum: c62a5bf82a73cc4a7517b74b6a078fb4 (MD5) Previous issue date: 2017-08-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Estruturas de paredes finas são muito utilizadas na engenharia moderna devido sua boa relação entre peso e resistência. Sua aplicação vai desde obras civis, como cúpulas em edifícios e pontes, até estruturas aeronáuticas e equipamentos industriais. Uma geometria que é muito comum de ser encontrada nas estruturas de paredes finas são os cilindros, como pode ser observado no corpo dos aviões, tubulações e vasos de pressão. Submetidas a esforços compressivos, essas estruturas ficam suscetíveis ao fenômeno de instabilidade ou flambagem, podendo entrar em colapso repentinamente, mesmo antes de apresentar altas tensões. Assim, compreender o comportamento da instabilidade se torna crucial em um projeto de estruturas de paredes finas. Um dos fatores que influenciam no comportamento da instabilidade é a imperfeição geométrica da estrutura, e qualquer processo de fabricação possui erros associados ao processo. Para iniciar o estudo foi necessário medir os defeitos devido ao processo de fabricação do cilindro. Duas alternativas para realizar as medidas foram propostas, a primeira utilizando LVDTs, que medem a variação do raio do cilindro ao longo de toda sua extensão, e a segunda o fotoprocessamento. Ambos os métodos nos deram uma nuvem de pontos que foram processadas para obter a estrutura 3D CAD, possibilitando sua análise pelo método de elementos finitos e obtenção das respectivas cargas de flambagem numéricas. Além do método numérico foi realizado um ensaio experimental visando validar a análise numérica. O cilindro foi fechado com duas tampas e montado em uma bancada experimental, instrumentado com LVDTs, manômetro e por fim, uma bomba de vácuo foi ligada a uma das tampas. A bomba criou vácuo dentro do cilindro até o mesmo sofrer colapso. As cargas de flambagem numéricas foram superiores a encontrada experimentalmente em 14,48% a geometria foto, 11,72% da geometria LVDT e 39,98% a do cilindro referência. Os resultados mostram que as imperfeições geométricas são de grande relevância na resistência a instabilidade de uma estrutura, e também que grandes imperfeições geométricas tendem a ser o local onde ocorrem as ondas de flambagem. Em relação ao método de medição por fotoprocessamento os resultados mostram que é interessante estudar a técnica para aplicações na área de instabilidade. / Thin-walled structures are widely used in modern engineering because of their good weight-to-strength ratio. Its application ranges from civil works, such as domes in buildings and bridges, to aeronautical structures and industrial equipment. One geometry that is very common to be found in thin-walled structures is the cylinder, as can be seen in the body of airplanes, pipes and pressure vessels. Under compressive stresses, these structures are susceptible to the buckling phenomenon, which can suddenly collapse, even before presenting high stresses. Therefore, understanding the behavior of instability becomes crucial in designing thin-walled structures. One of the factors influencing the behavior of instability is the geometric imperfection of the structure, and any manufacturing process has errors associated with the process. To begin the study it was necessary to measure the defects due to the cylinder manufacturing process. Two alternatives to carry out the measurements were proposed, the first using LVDTs, which measure the variation of the cylinder radius along its length, and the second the photoprocessing. Both methods gave us a point cloud that were processed to obtain the 3D CAD structure, allowing its analysis by the finite element method and obtaining the respective numerical buckling loads. In addition to the numerical method, an experimental test was carried out to validate the numerical analysis. The cylinder was closed with two flat heads and mounted on an experimental bench, instrumented with LVDTs, manometer and finally, a vacuum pump was attached to one of the flat heads. The pump has created a vacuum inside the cylinder until it collapses. Numerical buckling loads were greater than that found experimentally at 14.48 % photo geometry, 11.72 % LVDT geometry and 39.98 % a reference cylinder. The results show that the geometric imperfections are of great relevance in the resistance to buckling of a structure, and also that great geometric imperfections tend to be the place where the buckling waves occur. Regarding the method of measurement by photoprocessing the results show that it is interesting to study the technique for applications in the area of instability. / CAPES: 1544963

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-16Bitstream added on 2014-06-13T19:37:35Z : No. of bitstreams: 1 martini_ap_me_araca.pdf: 470319 bytes, checksum: 99b34b86d463b6017988b88d8523c8e6 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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... / 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)

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-22Bitstream added on 2015-03-03T12:06:07Z : No. of bitstreams: 1 000807256.pdf: 2090404 bytes, checksum: e98aedf601cc2875175e327605dd346b (MD5) / As tensões atuantes no fêmur com prótese total de quadril devem ser compreendidas para a melhoria nos processos de fabricação, cirúrgicos e reabilitação de um paciente implantado refletindo em sua qualidade de vida após a cirurgia. Essa pesquisa tem por finalidade a modelagem e a simulação numérica das tensões e deformações específicas atuantes num conjunto fêmur-prótese a fim de avaliar o comportamento estrutural do fêmur e verificar as maiores tensões em sua diáfise medial após uma Artroplastia Total de Quadril (ATQ), através do Método dos Elementos Finitos (MEF) e a comparação dos dados obtidos na simulação com dados obtidos experimentalmente. A simulação foi realizada pelo software ANSYS® de acordo com as normas da ABNT para ensaios em próteses de quadril. Um conjunto osso-prótese foi submetido a um carregamento de até 1000 N na direção perpendicular ao eixo horizontal, na linha de inserção da prótese. Foram realizadas simulações considerando o conjunto com propriedades biológicas e ortotrópicas, sintéticas e isotrópicas, uma simulação considerando um fêmur intacto e isotrópico para comparação e um ensaio laboratorial em um conjunto formado por um fêmur sintético e uma prótese de liga de titânio, nas mesmas condições das simulações computacionais com o objetivo de comparar as deformações. Concluiu-se que a partir das condições impostas neste trabalho, as tensões em um conjunto osso-prótese são muito próximas das tensões em um fêmur intacto, possuindo as mesmas tendências no que se diz respeito às fraturas por carregamento / The stresses acting on the femur with total hip replacement should be understood to improvement in manufacturing, surgical and rehabilitation of a patient implanted processes reflecting on their quality of life after surgery. The research aims to model simulate computationally the forces acting on a femoral prosthesis set, to evaluate the structural behavior of the femur and checker the biggest stresses in your diaphysis after Total Hip Arthroplasty using the Finite Element Method (FEM). ANSYS software was used for the simulation. The conditions imposed in accordance with ABNT for hip prostheses trials were used in the process. A bone-prosthesis set was subjected to a load up to 1000 N in the perpendicular direction to the horizontal axis on the line of insertion of the prosthesis. Simulations were performed considering the set biological, orthotropic, synthetic and isotropic properties. Three computational simulations under the same conditions were performed in order to compare the deformations. A simulation considering an intact isotropic femur with the and a laboratory test of a set consisting of a synthetic femur and a titanium alloy femoral prosthesis. Based on the conditions imposed in this study we conclude that the stresses in a bone prosthesis set are very similar to a tension in an intact femur, having the same trends with respect to the loading fractures

Orientador: Humberto Gennari Filho / Co-orientador: José Vitor Quinelli Mazaro / Banca: Fellippo Ramos Verri / Banca: Ricardo Shibayama / Resumo: Considerando o aumento crescente e contínuo da demanda por tratamento protético reabilitador sobre implantes, aliado ao sucesso comprovado dos implantes osseointegrados, fazem com que a procura de meios possam fortalecer ainda mais este tipo de tratamento, seja abundante, principalmente no que diz respeito à distribuição das forças. Proposta: o objetivo desse trabalho foi analisar a distribuição das tensões geradas em diferentes configurações da prótese tipo protocolo, através do método dos elementos finitos tridimensionais. Materiais e método: para a realização deste estudo foram confeccionados 2 modelos mandibulares com auxílio dos programas de modelagem gráfica SolidWorks 2010 (SolidWorks Corp, Massachusetts, EUA) e Rhinoceros® 3D 4.0 (NURBS Modeling for Windows, EUA). Cada modelo representou uma mandíbula com prótese protocolo sobre implantes de hexágono externo 4,0 x 13,0mm (Master, Conexão Sistemas de Prótese Ltda., São Paulo, Brasil) localizados na região interforaminal, variando a inclinação. Modelo 1: prótese com 4 implantes dispostos perpendicularmente à crista do rebordo e modelo 2: prótese do tipo All on four (implantes distais inclinados em 30º). A representação da prótese foi em resina acrílica e a infra estrutura metálica em NiCr. Os desenhos tridimensionais foram exportados ao programa de elementos finitos FEMAP 11.0 para geração da malha. A carga axial aplicada foi de 300N, bilateral sendo 75N em cada dente, e a oblíqua 150N, unilateral sendo 75N em cada dente, em 1º pré-molares e 1º molares. Resultado: após a análise no programa NEiNastran® 9.2 (Noran Engineering, Inc., EUA), os resultados foram... / Abstract: The increasing and continuous demand for implants prosthetic rehabilitation along with the proven success of dental implants make that search for means which can further strengthen this type of treatment is abundant, especially regarding the distribution of forces. Purpose: The aim of this study was to analyze the stress distribution generated in different configurations of the full-arch implant-supported prostheses, through the three-dimensional finite element method. Material and method: For this study two mandibular models were made using the graphical modeling program SolidWorks 2010 (SolidWorks Corp., Massachusetts, USA) and Rhinoceros® 3D 4.0 (NURBS Modeling for Windows, EUA). Each model represented a jaw with a full-arch implant-supported prosthesis using external hexagon implants with 4.0 x 13.0 mm (Master Connection Implant Systems Ltda., São Paulo, Brazil) located in the interforaminal region, varying the inclination. Model 1: prosthesis with 4 implants arranged perpendicularly to the ridge crest and model 2: All-on-four prosthesis (distal implants tilted at 30 °). The representation of the prosthesis was with acrylic resin and the metallic infrastructure with NiCr. The three-dimensional images were exported to finite element programs FEMAP 11.0 for mesh generation. The axial load applied was 300N, being 75N bilateral in each tooth, and oblique of 150N, being 75N unilateral in each tooth, in 1st premolars and 1st molars. Results: After analysis at the program NEiNastran® 9.2 (Noran Engineering, Inc., EUA), the results were visualized through individualized maps of von Mises stress and main maximum stress on each model. It can be observed in the model with tilted implants, that for both loads the stress concentrations were higher. Conclusion: It was concluded that the All on four prostheses presented highest stress concentrations, especially in the region of the distal implant. / Mestre

Orientador: Renato Sussumu Nishioka / Banca: Sergio Eduardo de Paiva Gonçalves / Banca: Alfredo Mikail Melo Mesquita / Banca: Lucilene Hernandes Ricardo / Banca: Luis Gustavo Oliveira de Vasconcellos / Resumo: O objetivo deste estudo in vitro foi analisar a distribuição das microdeformações geradas ao redor de implantes de hexágono externo, sob a influência da utilização de intermediários do tipo mini pilares cônicos retos e angulados 17° e 30°, sob cargas axiais e não axiais, por meio da análise de elementos finitos e extensometria. Os modelos tridimensionais foram criados simulando três blocos de poliuretano, os quais receberam três implantes cada, um grupo perpendicular e outros dois com fixações inclinadas em 17° e 30°. Para o estudo também foram modelados os intermediários do tipo mini pilar cônico reto e angulados e uma supraestrutura metálica padronizada para ambos os grupos, os materiais foram considerados homogêneos, isotrópicos e lineares. Após a confecção, as geometrias foram exportadas em malhas para o software de análises (ANSYS 15.0, ANSYS Inc., Houston, USA), um carregamento axial de 30 kgf foi aplicado e os valores de tensão e as microdeformações foram analisados. Para análise in vitro, foram confeccionados blocos idênticos aos desenhados anteriormente. Foram colados sete extensômetros na superfície dos blocos, quatro tangenciando cada um dos implantes e três na transversal dos implantes. Coifas plásticas foram adaptadas a um enceramento padronizado e depois fundidas. A supraestrutura metálica foi parafusada com torque de 10 N.cm. Para aplicação de cargas foi utilizado um dispositivo de aplicação de cargas (DAC) com uma carga de 30 kgf. durante 10 segundos. Os dados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this in vitro study was to analyze microstrains distribuition generated around external hexagon implants, under the influence of intermediary prosthetic componentes as straight, 17° and 30° angled miniconical abutments, under axial and non-axial loads, by finite elements and strain-gauge analysis. The three-dimensional models were created simulating three polyurethane blocks, being installed three implants each, one perpendicular group and another two with inclined fixations at 17° and 30°. For the study were also created straight and angled miniconical abutments and a standardized metallic superstructure for both groups. The materials were considered symmetrical, isotropic and solid. After the preparation, the geometries were exported in mesh to the analysis software (ANSYS 15.0, ANSYS Inc., Houston, USA). An axial load of 30 kgf was applied and the values of main maximum stress and microstrains were analyzed. For in vitro analysis, blocks identical to those created previously were made, seven strain-gauges were placed on the surface of the block, four tangential to each of the implants and three transverse to the implants. Plastic copings were adapted to a wax pattern and then cast. The metallic superstructure was screwed with a torque of 10 N.cm. For load application, a load application device (DAC) with a load of 30 kgf was used, for 10 seconds. Data were submitted to ANOVA and Tukey tests (p <0.05). Statistical difference was observed for "Implant angulation" factors (P = 0.000) and "Load application point" factor (P = 0.000). The data obtained by the finite element analysis were presented as: qualitative results of stress that were analyzed following the color scheme of the scale and results of deformation values, presented in graphs, where it observed a higher concentration of tension in the inclined implants in 30° at the ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006. / Submitted by Alexandre Marinho Pimenta (alexmpsin@hotmail.com) on 2009-09-24T23:29:47Z No. of bitstreams: 2 Tabelas_Anexo.pdf: 74695 bytes, checksum: d33eeed17ee9a8df1748e4320480309b (MD5) Dissert_Marina Frossard Ribeiro Mendes.pdf: 3768320 bytes, checksum: fd70cc79d6ac214e2cf75989f55b727e (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-01-18T14:00:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tabelas_Anexo.pdf: 74695 bytes, checksum: d33eeed17ee9a8df1748e4320480309b (MD5) Dissert_Marina Frossard Ribeiro Mendes.pdf: 3768320 bytes, checksum: fd70cc79d6ac214e2cf75989f55b727e (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-18T14:00:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tabelas_Anexo.pdf: 74695 bytes, checksum: d33eeed17ee9a8df1748e4320480309b (MD5) Dissert_Marina Frossard Ribeiro Mendes.pdf: 3768320 bytes, checksum: fd70cc79d6ac214e2cf75989f55b727e (MD5) Previous issue date: 2006-06-27 / O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência a fadiga de componentes sob condições de fretting através de uma metodologia usualmente utilizada para componentes entalhados. Utilizou-se para isso o Método da Distância Crítica de Taylor associado aos critérios de fadiga multiaxial propostos por Dang Van e por Susmel e Lazzarin (Método da Curva de Wöhler Modificada). A aplicação desta metodologia foi validada a partir de dados disponíveis na literatura para duas diferentes ligas aeronáuticas: Al4Cu e Ti6Al4V. Estes dados envolvem o contato mecânico entre cilindros sob regime de deslizamento parcial e revelam um efeito do tamanho do contato sobre o limite de fadiga do material. Os resultados fornecidos mostraram que a metodologia proposta é capaz de estimar corretamente o limite de fadiga para a maioria dos dados. Como a avaliação da resistência a fadiga sob condições de fretting requer a determinação do campo de tensão cíclico no interior da região de contato, foi também objetivo deste trabalho, apresentar um mapeamento gráfico deste campo para a configuração experimental considerada. O campo de tensão foi obtido numericamente através dos métodos dos elementos finitos. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / The goal of this work is to evaluate the fatigue limit of components under fretting conditions through a methodology usually applicated to notched componentes. The proposed methodology is based on the application of multiaxial models proposed by Dang Van and Susmel and Lazzarin (Method of Wöhler Curve Modified) in terms of the Theory of Critical Distance by Taylor. To validate the methodology, are considered experimental data on literature for two aeronautic alloy: Al4Cu and Ti6Al4V. These experimental data involves cylindrical-on-flat contact under partial slip conditions and showed that the contact size influences the fatigue limit of the configuration despite the fact that the superficial stress state is identical on the hot spot for all tests. To estimate the fatigue limit under fretting conditions is required the determination of the cyclic stress field. To determine this cyclic stress field was also a goal in this work. The finite element method was used to determine the cyclic stress field and the methodology to estimate the fatigue limit under fretting conditions provided good results for the experimental data considered in this work.

Neste trabalho apresenta-se um algoritmo para a simulação de problemas tridimensionais de interação fluido-estrutura utilizando a técnica de elementos finitos. Um esquema de Taylor-Galerkin de dois passos e elementos tetraédricos lineares são empregados para o fluido, que pode ser compressível ou incompressível. É adotada uma formulação lagrangeana-euleriana arbitrária (ALE), compatível com o movimento da interface fluidoestrutura. Um método ftacionado de correção de velocidade é utilizado para os fluidos incompressíveis. A estrutura é analisada usando elementos triangulares com três nós e seis graus de liberdade por nó (três componentes de deslocamentos e três componentes de rotação). Os efeitos da não-linearidade geométrica são incluídos. O método de Newmark é empregado para integrar no tempo as equações dinâmicas de equilíbrio, usando-se uma descrição lagrangeana atualizada. O sistema de equações alge'bricas é solucionado através do método dos gradientes conjugados e o sistema não-linear, resultante de deslocamentos e rotacões finitas da estrutura, é solucionado com um esquema incremental-iterativo. O código é otimizado para aproveitar as vantagens do processamento vetorial.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnólogico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-16T00:37:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:50:00Z : No. of bitstreams: 1 181008.pdf: 6237995 bytes, checksum: 47a5ddbb2db0e54bec11cebbe6599e82 (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:44:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:26:52Z : No. of bitstreams: 1 140136.pdf: 2950196 bytes, checksum: fe409f0bde1df82a376abfe1196167ba (MD5)