No estudo da mecânica e controle de voo, uma aeronave é dita flexível quando as frequências naturais dos primeiros modos de vibração estrutural se encontram próximas da frequência natural do modo de período curto. Tal característica, evidenciada em aeronaves excepcionalmente longas e leves como o bombardeiro B1 Lancer, pode levar a um detrimento significativo da qualidade de voo. Neste trabalho o modelo da aeronave B1 é utilizado para a aplicação da técnica de controle H? por realimentação estática de saída. O controlador é um rastreador de ângulo de arfagem com amortecimento das vibrações estruturais. O projeto resultante é aplicado a modelos que incorporam incertezas paramétricas e não paramétricas para os quais se demonstra bom desempenho e robustez.

Este trabalho trata da modelagem, identificação e controle de estruturas flexíveis. A fim de estudar estes assuntos, a modelagem simbólica de manipuladores robóticos com elos flexíveis foi desenvolvida e dois experimentos foram montados e usados para o estudo do comportamento dinâmico deste tipo de estrutura. Os resultados experimentais obtidos foram comparados com os analíticos para a identificação dos modos de vibrar da estrutura. O primeiro experimento consistiu de um manipulador robótico flexível composto por uma viga de alumínio ligada a um cubo acionado por um motor DC. A dinâmica da viga foi caracterizada utilizando-se quatro tipos distintos de sensores: um acelerômetro piezoelétrico, um extensômetro, um tacômetro e um potenciômetro que fornece a posição angular da viga. O manipulador foi modelado com a aplicação do princípio estendido de Hamilton ao Lagrangiano do sistema. Devido a complexidade das equações obtidas, o sistema foi discretizado usando o Método dos Modos Assumidos e levando-se em consideração os três primeiros modos de vibrar da viga. Dois tipos de abordagens foram consideradas na discretização das equações: o modo vinculado e o modo desvinculado. Resultados experimentais, mostraram que o modelo analítico utilizando o modo desvinculado forneceu uma melhor aproximação do modelo experimental. O segundo experimento consistiu de uma estrutura multicorpos com apêndices flexíveis ligados a um cubo e também excitada por um motor DC sem escovas. A modelagem adotada também foi a formulação de Lagrange. Dois compressores (proporcional e proporcional/integral/derivativo) foram implementados em tempo real para fazer o controle da posição angular da estrutura. A técnica de controle LQG/LTR que é adequada a este tipo de sistema devido as incertezas provenientes da discretização do modelo, também foi estudada e resultados simulacionais são apresentados.

Há mais de uma década os robôs paralelos têm atraído a atenção das comunidades acadêmica e industrial devido às suas vantagens potenciais sobre as arquiteturas predominantes - as seriais. Dentre estas vantagens, pode-se citar a leveza, as elevadas velocidades e acelerações e a capacidade de carga. A aplicação industrial mais promissora para estas arquiteturas alternativas de robôs são as operações \"pega-e-põe\", necessárias nas indústrias alimentícia, farmacêutica e de componentes eletrônicos. Neste trabalho apresenta-se um robô paralelo, concebido com a finalidade de realizar operações \"pega-e-põe\" no espaço bidimensional (plano). O objetivo principal é a análise dinâmica deste mecanismo, empregando o método de Kane, para a determinação dos torques dos atuadores e das forças de reação, causados pelo efeito dinâmico de sua movimentação, quando a garra esteja sujeita a esforços externos e realizando uma trajetória retilínea ou circular em movimento uniforme ou uniformemente variado. Para tanto, desenvolveu-se nesta dissertação a análise cinemática do robô, um estudo de possíveis trajetórias para a garra, o levantamento do espaço de trabalho, bem como a análise dinâmica correspondente. Incluiu-se também diversas simulações para caracterizar melhor suas propriedades. / For over a decade parallel robots have attracted the interest from academic and industrial communities due to their potential advantages over the predominant serial architecture. Among these advantages are the lighter weight and higher speeds, accelerations, and load capacity. The most promising industrial application for these alternative architectures are the pick-and-place operations, which are needed in food, pharmaceutical and electronics industries. We show here a parallel robot designed to perform pick-and-place operations in two dimensions , i.e., on a plane. The main goal is the dynamical analysis of this mechanism by means of the Kane method. We determine the torques of the actuators and the reaction forces caused by the dynamical effects of its movement, when its end-effector is subject to external load. The cases of uniform and accelerated movements, with either straight or circular trajectory, are considered. Therefore, in this dissertation we present the kinematics analysis of the robot, an analysis of possible end-effector trajectories, the workspace development, and the corresponding dynamical analysis. A few simulations are also included to better describe its properties.

o estudo do efeito de solvente em propriedades moleculares é de imenso interesse, tanto científico quanto tecnológico, uma vez que a atividade de sistemas moleculares utilizados como sensores, transportadores de droga, catalizadores, dispositivos óticos, etc., sem mencionar os processos biológicos, depende do meio onde se encontram. Neste trabalho tratamos do efeito de solvente no espectro de absorção eletrô¬nica de três moléculas (a acroleína, a benzofenona e o p-dimetilamino cinnamaldeído) através do método QM/MM seqüeneial. Na primeira molécula observamos que a água afeta significativamente seus níveis eletrônicos, mas provocando um deslocamento típico na banda n - ´pi´* que pode ser descrito através de aplicação direta do método QM/MM seqüencial. Na segunda molécula observamos a necessidade de desenvolver um processo adicional para descrever a polarização da molécula de soluto em solução e portanto descrever corretamente o potencial de interação soluto-solvente. Utilizando esse processo adicional conseguimos descrever o efeito do solvente nas energias de excitação da molécula. A terceira molécula possui uma cadeia de ligações duplas conjugadas e mostrou uma tendência de deformação geométrica produzindo um estado zwitteriônico em solução. Utilizando o método QM/MM seqüencial, aliado ao procedimento de polarização do soluto, inferimos a estrutura dessa molécula em água através do deslocamento solvatocrômico sofrido pela mesma. / The study oI\' the solvent effect on molecular properties is oI\' immense interest, both scienfic and technologic, since the activity oI\' molecular systems used as sensors, drug carriers, catalysers, optical devices, etc., not to mention the biological processes, depends on the medium where these molecular systems lie. ln the present work we dealt with the solvent effect in the electronic absorption spectrum oI\' three molecules (acrolein, benzophenone and p-dimetylarnino cinnamal dehyde) using the sequential QM/MM method. ln the first molecule we observed that water affects significantly its electronic levels, but the solvatochrornic shift on the n - ´pi´* band due to water is typical and can be described through the direct application on the sequential QM/MM method. ln the second molecule we observed the necessity of an additional procedure to describe the polarization of the solute molecule in solution and hence describe correctly the solute-solvent interaction potential. By means on this new process we were able to describe the solvent effect on the excitation energies of the molecule. The third molecule possesses a conjugate double bonds chain and showed a tendency to deform its geometry and produce a zwitterionic state in solution. Using the sequential QM/MM method, allied to the solute polarization procedure, we were able to infer the structure of\' this molecule in water through the solvatocrornic shift it suffers.

Orientador: Herculano da Silva Martinho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2013.

Orientador: Gilberto Pechoto de Melo / Resumo: Monitorar a integridade de estruturas, sejam elas, máquinas ou equipamentos mecânicos, consiste em um ramo de estudo que está se firmando. As técnicas que englobam esse monitoramento fazem uso da combinação de sensores e rotinas computacionais para pode extrair os dados necessários da maneira que o operador/analista desejar. Uma das áreas carentes desse tipo de análise/controle é a de distribuição de energia. Todos os anos são noticiados casos envolvendo acidentes envolvendo torres de transmissão que vêm ao chão por, não um, mas vários fatores. Em meio as técnicas de monitoramento, a dos observadores de estado é a que se destaca mais. Contudo, apesar do destaque, a técnica dos observadores de estado possui restrições que motivam novas abordagens. Outro método numérico utilizado amplamente na área de análises em engenharia é o Método dos Elementos Finitos. Este conhecido método, que já possui base mais sólida de desenvolvimento, atualmente faz uso de softwares para a realização dos cálculos de análise estática e/ou dinâmica. O presente trabalho, em conjunto com os observadores de estado e o método dos elementos finitos, mostra uma abordagem, ainda que simples, de uma área pouco explorada com o método – a de detecção e localização de falhas em torres de transmissão via observadores de estados aliado ao método dos elementos finitos. / Mestre

Os escorregamentos causados por precipitação intensa ocasionam grandes prejuízos a cada estação chuvosa no sudeste brasileiro. Essa dissertação estudou 2 amostras de solos da região serrana do Rio de Janeiro sob uma nova ótica de análise para escorregamentos. As amostras foram coletadas 4 meses após a ocorrência do megadesastre, onde chuvas com precipitação de 325mm em 48 horas causaram mais de 1500 mortes. Em relatos e vídeos obtidos de movimentos de massa que ocorreram nesse evento foi possível observar que o solo apresentou comportamento de um líquido denso e viscoso, escoando pelas encostas da cidade, ou seja, o solo, encharcado pelas chuvas intensas que ocorreram na região, sofreu liquefação. Esse material viscoso formado pela mistura de solo+água que foi caracterizado através da utilização da reologia. Para isso foram apresentados os conceitos da reologia e dos ensaios reométricos, e as possíveis aplicações para solos e na caracterização de corridas de lama. Foram utilizados três ensaios para caracterizar o solo no estado fluido, que foi o squeeze flow, o reômetro de torque com reometria planetária, e o reômetro de placas paralelas. O principal objetivo para utilização desses ensaios é a praticidade para realização dos ensaios, que tem como características: a rapidez na execução, a coleta de dados é realizada automaticamente, apresentam receptibilidade e a facilidade na execução. Com os resultados obtidos foi possível observar a mudança de comportamento do solo (de um material com comportamento elástico para um material como um fluxo de lama) com a elevação da umidade, para os dois ensaios. Os resultados demonstram que o valor do limite de liquidez calculado através do aparelho de Casagrande é confirmado com esses novos aparelhos, ii sendo que, para esses aparelhos é visível a mudança de comportamento que define o limite de liquidez. Através dos resultados também foi possível determinar que o solo em estado fluido tem seu comportamento regido pelo modelo de Herschel Bulkley. Para tornar os resultados obtidos aplicáveis foi apresentado um capítulo ligando os resultados obtidos da reometria com a possibilidade do solo sofrer liquefação, aliado com os resultados obtidos dos ensaios de caracterização geotécnica. Sendo realizadas análises de estabilidade com os resultados obtidos, correlacionando a inclinação do talude, o nível dágua e a ocorrência da liquefação. / Landslide caused by rainfalls cause major damage each rainy season in southeastern Brazil. This dissertation studied two soil samples from the mountainous region of Rio de Janeiro in a new light analysis for landslides. Samples were collected four months after the occurrence of disaster, when rainfall with intensity of 325mm in 48 hours caused more than 1,500 deaths. In reports and video obtained from mass movements that occurred at this event was observed that the soil responded as a dense liquid, viscous draining the citys landscape. The drenched soil, by heavy rains that occurred in the region, suffered liquefaction. This viscous material formed by mixture of soil and water that was characterized by the use of rheology. In this dissertation was presented the concepts of rheology and rheometric tests for application in soils and characterization of fluid movements. Tree different rheometric tests were performed to characterize the soil in the fluid state, which was the squeeze flow, torque rheometer with planetary geometry and parallel plate rheometer. The main objective of these tests is to use the convenience for the tests, that presents the follow characteristics: the speed of execution, data collection is performed automatically and the testes present repeatability apart from ease of application. With the results we observed the change of soil behavior (of a material with elastic properties for a material that presents the behavior as a mud flow) with increasing humidity for the tests. The results show that the value of the liquidity limit calculated by the Casagrande apparatus is confirmed with these new devices, furthermore with the use of these devices is visible the behavior change that defines the liquid limit. iv Was determined that the Herschel Bulkley model is the one that best represents the behavior of the soil in the fluid state. Was presented a chapter with an application of the results obtained by adding the results of the rheometer with the results of geotechnical characterization tests to determine the possibility of soil suffer liquefaction. To this aim, were performed stability analysis considering the results obtained, correlating the slope inclination, the water level and the occurrence of liquefaction.

Para proporcionar menores prazos e custos, o projeto de ampliação da sede da Petrobras, na cidade de Salvador, estado da Bahia, contemplou estacas barretes de grandes dimensões para grandes capacidades de carga. Porém, para atingir as cargas escolhidas, foi necessário embutir as estacas no topo rochoso. Portanto, foram projetadas estacas barretes embutidas em rocha, escavadas com hidrofresa. Esta pesquisa apresenta o estudo de duas provas de carga estáticas executadas em uma mesma estaca barrete teste embutida em rocha, a fim de proporcionar um melhor entendimento de seu comportamento, assim como os principais fatores que influenciam resistência e deformabilidade. Em março de 2012, foram realizadas duas provas de carga estáticas na mesma estaca barrete teste embutida em rocha. Os ensaios foram executados a partir das metodologias normativas NBR 12131 (2006) e NBR 6122 (2010), com carregamentos lento e rápido, respectivamente e subsequentemente. No primeiro ensaio (lento), aplicou-se a carga máxima de 12 MN, enquanto que no segundo (rápido), aplicou-se a carga máxima de 14 MN. Os dados obtidos nos ensaios, de acordo com a bibliografia utilizada, são pioneiros no Brasil, por se tratar da primeira estaca barrete embutida em rocha com utilização de hidrofresa, submetida à prova de carga de desempenho. A estaca foi instrumentada em profundidade, o que propiciou a avaliação da distribuição de carga nas camadas atravessadas. Foram realizadas comparações entre resultados obtidos da instrumentação e do topo, por meio do repique elástico. Além da avaliação e interpretação dos dados obtidos nos ensaios de provas de carga estáticas, esta pesquisa apresenta previsões de comportamento, com diferentes conceitos, para estacas embutidas em rocha, sem reação de ponta, com intuito de comparar seus resultados com os obtidos nos ensaios. Em conjunto com as previsões, foram apresentados métodos para estimativa de adesão lateral na interface da estaca com o maciço rochoso. / To use high loads on foundations of the Petobras Headquarters, the designers chose the barrette pile with great dimensions and a few units compared with others types, to shorten the deadline and optimize costs. However, to reach these assumptions, it was necessary make the piles deeper than the soil strata, and, therefore, made a rock socket design. This research presents two static load tests study and analysis in the same barrette test pile, to forecast behavior and find resistance and strain influences. In March, 2012, two static load tests were made in the same barrette test pile located in Salvador Bahia, in Petrobras headquarters. The first essay was made according to a slow maintained test with 12 MN maximum compressive loads. The second essay was made immediately after, according to a quick load test and 14 MN maximum compressive loads. The data obtained from both tests, far as is known, were the first results on rock socket barrette pile in Brazil, using hydromill for the excavations in rock. The pile had depth instrumentation with expansible strain gages and an expanded polystyrene block below the cage, to make the tip useless. Beyond the data assessment and interpretation from static load tests, this research presents forecasting methods to only shear resistance rock socket piles, with the aim of comparison. Lastly but not least, side resistance empirical methods between pile and rock interface were presented.

While there is a wide variety of both open source and proprietary source code static analyzers available in the market, each of them usually performs better in a small set of problems, making it hard to choose one single tool to rely on when examining a program. Combining the analysis of different tools may reduce the number of false negatives, but yields a corresponding increase in the number of false positives (which is already high for many tools). An interesting solution, then, is to filter these results to identify the issues least likely to be false positives. This work presents kiskadee, a system to support the usage of static analysis during software development by providing carefully ranked static analysis reports. First, it runs multiple static analyzers on the source code. Then, using a classification model, the potential bugs detected by the static analyzers are ranked based on their importance, with critical flaws ranked first, and potential false positives ranked last. To train kiskadee\'s classification model, we post-analyze the reports generated by three tools on synthetic test cases provided by the US National Institute of Standards and Technology. To make our technique as general as possible, we limit our data to the reports themselves, excluding other information such as change histories or code metrics. The features extracted from these reports are used to train a set of decision trees using AdaBoost to create a stronger classifier, achieving 0.8 classification accuracy (the combined false positive rate from the used tools was 0.61). Finally, we use this classifier to rank static analyzer alarms based on the probability of a given alarm being an actual bug. Our experimental results show that, on average, when inspecting warnings ranked by kiskadee, one hits 5.2 times less false positives before each bug than when using a randomly sorted warning list. / Embora exista grande variedade de analisadores estáticos de código-fonte disponíveis no mercado, tanto com licenças proprietárias, quanto com licenças livres, cada uma dessas ferramentas mostra melhor desempenho em um pequeno conjunto de problemas distinto, dificultando a escolha de uma única ferramenta de análise estática para analisar um programa. A combinação das análises de diferentes ferramentas pode reduzir o número de falsos negativos, mas gera um aumento no número de falsos positivos (que já é alto para muitas dessas ferramentas). Uma solução interessante é filtrar esses resultados para identificar os problemas com menores probabilidades de serem falsos positivos. Este trabalho apresenta kiskadee, um sistema para promover o uso da análise estática de código fonte durante o ciclo de desenvolvimento de software provendo relatórios de análise estática ranqueados. Primeiramente, kiskadee roda diversos analisadores estáticos no código-fonte. Em seguida, utilizando um modelo de classificação, os potenciais bugs detectados pelos analisadores estáticos são ranqueados conforme sua importância, onde defeitos críticos são colocados no topo de uma lista, e potenciais falsos positivos, ao fim da mesma lista. Para treinar o modelo de classificação do kiskadee, realizamos uma pós-análise nos relatórios gerados por três analisadores estáticos ao analisarem casos de teste sintéticos disponibilizados pelo National Institute of Standards and Technology (NIST) dos Estados Unidos. Para tornar a técnica apresentada o mais genérica possível, limitamos nossos dados às informações contidas nos relatórios de análise estática das três ferramentas, não utilizando outras informações, como históricos de mudança ou métricas extraídas do código-fonte dos programas inspecionados. As características extraídas desses relatórios foram utilizadas para treinar um conjunto de árvores de decisão utilizando o algoritmo AdaBoost para gerar um classificador mais forte, atingindo uma acurácia de classificação de 0,8 (a taxa de falsos positivos das ferramentas utilizadas foi de 0,61, quando combinadas). Finalmente, utilizamos esse classificador para ranquear os alarmes dos analisadores estáticos nos baseando na probabilidade de um dado alarme ser de fato um bug no código-fonte. Resultados experimentais mostram que, em média, quando inspecionando alarmes ranqueados pelo kiskadee, encontram-se 5,2 vezes menos falsos positivos antes de se encontrar cada bug quando a mesma inspeção é realizada para uma lista ordenada de forma aleatória.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010