O presente trabalho aborda a concepção, o desenvolvimento e a otimização de um metamodelo de painel de cobertura aeronáutico, em alumínio, com reforçadores reticulados, resistente à compressão. O objetivo deste trabalho é mostrar que o conceito de painel reticulado apresenta melhores resultados do que um painel de cobertura aeronáutica tradicional, em termos de resistência à compressão e Eficiência Estrutural. Conclui-se que o painel com reforçadores reticulados apresenta resultados em termos de tensão compressiva de colapso de 20% a 30% melhor do que um painel tradicional, para diversas razões de aspecto, e de 10 a 15% em termos de Eficiência Estrutural. Dessa forma, existe um potencial de que a concepção de painéis de revestimento aeronáutico a partir desses metamodelos reticulados apresente um aumento do espaçamento entre os elementos longitudinais de suporte, i.e., nervuras de uma asa ou as cavernas de uma fuselagem, ou mesmo que tais elementos sejam desnecessários em algumas aplicações.

O valor do momento crítico à flambagem lateral de vigas em regime elástico-linear é geralmente obtido na literatura técnica por meio de teorias aproximadas e definido apenas para alguns casos usuais. Entretanto, a utilização de modernas técnicas computacionais permite que o estudo da flambagem lateral não fique restrito apenas a esses casos. O objetivo deste trabalho é determinar o valor do momento crítico de vigas de aço em regime elástico-linear para diversos casos de carregamento e de vinculação, por meio de uma Teoria Não-Linear Geometricamente Exata. Estes resultados são comparados aos obtidos com o emprego de expressões baseadas em teorias aproximadas, em particular as normas de projeto NBR8800:1986, prAISC-LRFD:2003, prEN1993-1-1:2002 Stage 54 e prEN1999-1-1:2004 Stage 54. Com o emprego do programa de elementos finitos PEFSYS, realiza-se, para vigas tipo I bissimétricas, uma análise paramétrica que incorpora a faixa usual de utilização destas vigas em projetos usuais de edifícios. Estuda-se a influência da restrição ao empenamento e à rotação no plano ortogonal ao da flexão para quatro condições de vinculo nas extremidades da viga. Consideram-se ainda alguns casos adicionais, como carga aplicada fora do centro de torção e vínculos ao longo do vão, para mostrar o potencial do método de análise utilizado. / The elastic lateral buckling moment is generally obtained in technical literature by means of approximated theories, and defined just for some common cases. However, the use of recent computational techniques allows that lateral-torsional buckling’s study doesn’t remain restricted to this few cases. The intend of this work is to establish accurate values for the elastic critical moment of steel beams in several cases of loading and end-restraint, using a Geometrically Exact Nonlinear Theory. This results are compared with the ones derived from approximate theories, in particular, Brazilian code NBR8800:1986, American Specification prAISC-LRFD:2003, and European Prestandards prEN1993-1-1:2002 Stage 54 and prEN1999-1-1:2004 Stage 54. A parametrical analysis is performed for doubly-symmetric I-beams using the finite element program PEFSYS for usual range in conventional structures. The influence of warping and lateral rotation restraints is studied for four idealized support conditions. Some other cases, like transverse load applied above and below shear center and presence of bracings along the span, are accounted of to corroborate the validity and the powerful of this procedure.

A utilização de perfis formados a frio na construção civil tem sido motivada pela elevada eficiência estrutural, expressa pela relação entre capacidade resistente e peso, e pela facilidade de fabricação, caracterizada pela possibilidade de produção de elementos com diferentes seções transversais. Devido à alta esbeltez dos elementos que os constituem, o projeto desses perfis, à temperatura ambiente ou em situação de incêndio, é governado pelos fenômenos de instabilidade local, distorcional e global. O objetivo dessa Tese é o desenvolvimento de ferramentas computacionais que possibilitem a avaliação do comportamento estrutural de pilares de aço formados a frio em situação de incêndio. Para esse fim são desenvolvidos dois programas de computador. O primeiro programa, denominado de ATERM, tem o objetivo de determinar o campo de temperaturas em regime transiente, de estruturas bidimensionais formadas por qualquer material, submetidas a qualquer curva temperatura-tempo de incêndio, com base no método dos elementos finitos. A esse programa acopla-se o programa ATERM-DIM para o dimensionamento em regime plástico de vigas de aço continuamente travadas, em situação de incêndio. Resultados obtidos do ATERM são comparados aos obtidos do programa sueco de computador Super Tempcalc. O segundo programa, denominado de INSTAB, realiza análises lineares e não lineares de estabilidade de perfis formados a frio, considerando as instabilidades local, global e distorcional, empregando o método das faixas finitas splines, para material elastofrágil, considerando a redução das propriedades mecânicas devido à temperatura. Valores de esforços resistentes obtidos pelo programa INSTAB são comparados aos determinados por meio do programa comercial de elementos finitos ANSYS, o qual considera o comportamento elastoplástico do material, e a resultados obtidos por meio de um método simplificado de dimensionamento de perfis formados a frio em situação de incêndio, proposto pelo autor para fins de normatização brasileira. Essa comparação permite avaliar o efeito da elastoplasticidade nos perfis axialmente comprimidos. Pretende-se, com base neste estudo, fornecer subsídios para o desenvolvimento de procedimentos para a verificação estrutural de perfis formados a frio em situação de incêndio. / The use of cold-formed steel profile in construction has increased because of its high efficiency, expressed as the ratio between load capacity and weight, and ease of manufacturing, characterized by the possibility of production of elements with different cross sections. Due the high slenderness ratio of the sections elements, the design of these profiles, either at room temperature or in case of fire, is determined by local, distortional and global buckling phenomena. The aim of this Thesis is to develop computational tools that allow the assessment of the structural behavior of cold-formed steel columns in fire. For this purpose, two softwares are developed. The first one, called ATERM, allows determining the temperature field under transient analysis of two-dimensional structures formed by any material, subjected to any time-temperature fire curve, and is based on the finite element method. This software interacts with another program, ATERM-DIM, used for plastic design of lateral restrained beams steel in fire. Results of ATERM are compared to those obtained from the Swedish software Super Tempcalc. The second program, named INSTAB, can perform linear and nonlinear stability studies of cold formed profiles, taking into account the local, distortional and global buckling, by means of the splines finite strip method for elastofragile material, considering the reduction of mechanical properties caused by the increase in temperature. Resistant values obtained by the INSTAB software are compared with results from the commercial finite element program ANSYS, which considers the plastic behavior of the material and also with results obtained by means of a simplified method for design of cold-formed profiles in fire, proposed by the author for the Brazilian fire standard. This comparison allows analyzing the effect of elastoplasticity in columns of cold-formed steel. Another objective of this study is to provide background for the development of procedures for the structural analysis of cold formed profiles in fire.

Neste trabalho reunimos alguns resultados afirmativos relacionados ao closing lemma de classe C^r em variedades bidimensionais compactas. / In this work we present some partial results corcerning closing lemma for smooth flows on compact bidimensional manifolds.

[pt] Neste trabalho estuda-se uma estratégia para o controle ativo não-linear de estruturas flexíveis submetidas a carregamentos dinâmicos. O algoritmo de controle é deduzido com base na teoria de controle ótimo não-linear com realimentação de estado, utilizando uma representação tensorial. Desenvolve-se as equações polinomiais de controle para diferentes ordens, partindo-se do controle linear clássico até um controle não-linear de quinta ordem. A estratégia é particularizada para aplicação em sistemas com um grau de liberdade que apresentem não-linearidades quadráticas e cúbicas, que podem representar, de forma aproximada, a maioria dos elementos estruturais encontrados nas Engenharias Civil e Mecânica, tais como vigas, arcos, placas e cascas. Determina-se analiticamente os coeficientes de ganhos até a terceira ordem, e utiliza-se os mesmos para estudar o feito das forças de controle sobre a não- linearidade e estabilidade do sistema. Vários exemplos numéricos de aplicação são apresentados, utilizando-se diferentes tipos de excitação. Uma atenção especial é dedicada a sistemas caracterizados pela coexistência de dois vales potenciais, um deles correspondente a uma posição de equilíbrio pós- flambagem. A influência do sistema de controle sobre a carga de escape é estudada. O efeito do retardo na aplicação das forças de controle é analisado tanto numericamente como analiticamente, utilizando-se o método das múltiplas escalas para desenvolver expressões que permitem encontrar situações críticas de retardo. Como exemplo de aplicação prática, estuda-se o problema de uma viga flambada submetida a um carregamento dinâmico lateral. / [en] The present thesis studies a strategy for the active non- linear control of dynamically loaded flexible structures. The control method is based on the non-linear optimal control theory using state feedback and the solution of the non-linear optimal control problem is obtained by representing system non-linearities and performance indices by power series with the help of algebraic tensor theory. General polynomial representations of the non-linear control law are obtained up to the fifth order. This methodology is applied to systems with quadratic and cubic nonlinearities, capable of representing most of the elements usually used in civil and mechanical engineering structures, such as beams, plates, shells and arcs. Control gains up to the third order are analytically derived and the effect of the control forces on the system is studied. Special emphasis is placed on systems susceptible to chaotic vibrations, escape from a potential well and dynamic jumps. Several examples are provided to illustrate the control approach. Strongly nonlinear systems subjected to free vibration, simple harmonic excitations, impact and ground acceleration are tested. The variation of the dynamic buckling load with the degree of the control algorithms is studied for the problem of structures with two potential wells, one of them corresponding to a post-buckling equilibrium position. The effect of time delay on controlled systems is studied analytically and numerically. The studied methodology is also applied to control the oscillations of simply supported buckled beams, in order to mitigate the effects of dynamic loading on the vibration amplitudes and prevent dangerous instability phenomena. / [es] En este trabajo estudia se una estrategia para el control activo no-lineal de extructuras flexibles sometidas la cargas dinámicas. EL algoritmo de control es deduzido con base en la teoría de control ótimo no lineal con realimentación de estado, utilizando una representación tensorial. Se dearrollan las ecuaciones polinomiales de control para diferentes órdenes, desde el control lineal clásico hasta el control no lineal de quinta orden. Se particulariza la estrategia para la aplicación en sistemas con un grado de liberdad que presenten no linealidades cuadráticas y cúbicas, que pueden representar, de forma aproximada, la mayoría de los elementos extructurales encontrados en las Ingenierías Civil y Mecánica, tales como vigas, arcos y placas. Se determinan analiticamente los coeficientes de ganancias hasta tercer orden, y se utilizan los mismos para estudiar las fuerzas de control sobre la no linealidad y estabilidad del sistema. Varios ejemplos numéricos de aplicación son presentados, utilizando diferentes tipos de excitación. Atención especial se le dedica a los sistemas caracterizados por la coexistencia de dos vales potenciales, uno de ellos correspondiendo a una posición de equilibrio posflameado. Se estudia también la influencia del sistema de control sobre la carga de escape. EL efecto de retardo en la aplicación de las fuerzas de control se anlaiza tanto numérica como analíticamente, utilizando el método de las múltiples escalas para dearrollar expresiones que permiten encontrar situaciones críticas de retardo. Como ejemplo de aplicación práctica, se estudia el problema de una viga flameada sometida a una carga dinámica lateral.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T00:22:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 292960.pdf: 8107987 bytes, checksum: de57fba601b6647b578161cebd9caddc (MD5) / O emprego de modelagem computacional por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF) se faz necessário no projeto de barragens de gravidade de concreto, quando se deseja considerar a deformabilidade da fundação e as subpressões por meio de critérios mais aprofundados, e/ou quando na existência de planos de descontinuidades em fundações de barragens, dentre outros. No entanto, as verificações de estabilidade global de barragens de gravidade de concreto por meio de modelagem computacional pelo MEF ainda suscita dúvidas e discussões. As pesquisas relacionadas ao assunto são de diferentes enfoques e áreas de conhecimento e muitas vezes não geram de imediato contribuições para o projeto de BGC por não abordarem a visão geral do problema. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma visão geral do problema de projeto de BGC e discutir metodologias para a análise computacional dessa estrutura. A visão geral do problema é feita a partir de um levantamento do "estado da arte" de projeto de BGC, incluindo alguns aspectos que são importantes e não são abordados nas referências pesquisadas. Em seguida, a visão geral do problema é utilizada para a discussão de metodologias de projeto de BGC por meio de programas computacionais. Em suma, mostra-se que as metodologias para a modelagem computacional de BGC e respectivos casos de carregamentos, com enfoque de projeto, envolvem uma previsão de fenômenos nos modelos numéricos muito maior do que a modelagem computacional segundo as publicações do Comitê Ad Hoc Sobre Aspectos Computacionais de Análise e Projeto de Barragens - CIGB/ICOLD. Apesar de não desenvolver e aplicar todas as teorias abordadas, este trabalho traz contribuições importantes para o projeto de barragens de gravidade de concreto, como a sistematização da validação e justificação dos modelos para projeto e a identificação dos aspectos que ainda precisam de maiores estudos para serem aplicados em projeto e pesquisa, entre outros. / Computational modeling by means of the Finite Element Method (FEM) is required in the design of concrete gravity dams (CGDs) when, for example, the deformability of the foundation and the uplift pressure are considered by means of more refined criteria and/or there are discontinuity planes in the dam foundations. However, the verification of the global stability of CGDs by means of computational modeling by FEM still raises doubts and discussions. Studies related to this subject have adopted different approaches and areas of knowledge and often do not generate immediate contributions to the design of CGDs since they do not consider an overview of the problem. The aim of this thesis is to present an overview of the problem of CGD design and discuss the methodologies available for structural computational analysis. A general overview of the problem is gained from a survey of the state of the art of CGD design, including some aspects that are important but have not been dealt with in the relevant publications. This overview of the problem is then used as a basis for the discussion of the methodologies available for CGD design by means of computational methods. In summary, it is demonstrated that the methodologies applied in the computational modeling of CGDs and the respective cases of loading, focusing the design aspects, involve predictions of the numerical modeling phenomena which are much greater than those of the computational modeling carried out according to the publications of the Ad Hoc Committee on Computational Aspects of Analysis and Design of Dams - ICOLD. Although all of the theories approached are not developed and applied, this study provides important contributions to the design of CGDs, including the systematization of the validation of models for design and the justification of their application, as well as the identification of the aspects that still require further study in order to be successfully applied in design and research, among others.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-07-28T15:10:24Z No. of bitstreams: 1 134010.pdf: 2719301 bytes, checksum: 183aa78f992ce5aaff8cec8559f4dac2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-28T15:10:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 134010.pdf: 2719301 bytes, checksum: 183aa78f992ce5aaff8cec8559f4dac2 (MD5) Previous issue date: 1973-12 / Analisa a estabilidade elástica de estruturas, utilizando o método dos elementos finitos. Procurou-se inicialmente apresentar um sumário dos critérios gerais de estabilidade, para em seguida, baseando-se nestes critérios, introduzir-se uma modificação no processo desenvolvido por Gallagher e outros. Foi elaborado um programa de cálculo automático e aplicado a diversos casos de vigas, pórticos e arcos planos. / Study the elastic stability of structures, using the finite elements method. In the first part it is presented an overall view of the stability criteria, and the essential differences among them. Using the criteria of the stationary value of the potential energy we have modified the method of Gallagher. It was prepared a computer program for the analysis of the stability problems and we present some applications for the case of beams, frames and archs.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-07-27T17:14:32Z No. of bitstreams: 1 134227.pdf: 3706246 bytes, checksum: 52532bf6264df689ca7f3f3a4556530f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-27T17:14:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 134227.pdf: 3706246 bytes, checksum: 52532bf6264df689ca7f3f3a4556530f (MD5) Previous issue date: 1973-12 / Esta fase se compõe de um programa de computador para resolução de estruturas espaciais compostas de elementos unidimensionais. Os elementos unidimensionais podem ter eixo reto ou curvo, secção constante ou variável. A secção transversal pode ser qualquer desde que possua pelo menos um eixo de simetria. Quando esta condição não é satisfeita os resultados obtidos são aproximados. Os elementos de eixo curvo podem ter forma circular, parabólica ou qualquer outra. Os elementos podem ter liberações nas extremidades e os apoios podem ser rígidos ou elásticos. É possível analisar também estruturas que possuam elementos de diferentes materiais. O programa foi desenvolvido baseado no Gere e Weaver e em teses já existentes na COPPE. São apresentadas a listagem do programa bem como exemplos de aplicação. / The present thesis deals with a computer program for the solution of space framed structures. Their unidimensional elements may have straight or curved axis, and constant or variable sections. The cross-section may be of any shape, provided it has at least an axis of simmetry. When this condition is not satisfied, the final results are only approximated. Curved axis elements may be circular, parabolic or assume any other form of plane curve. Curved elements may have start or end releases and their supports may be either rigid or elastic. It is also possible to analize structures having elements of different materials. This program was developed based upon Gere and Weaver and on theses already existing in COPPE. The computer program is listed and examples of its application are shown.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-05T16:59:08Z No. of bitstreams: 1 141951.pdf: 1974904 bytes, checksum: d18873a51d71c2321bbde07d952da769 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T16:59:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 141951.pdf: 1974904 bytes, checksum: d18873a51d71c2321bbde07d952da769 (MD5) Previous issue date: 1976-04 / A obtenção de parâmetros hiperbólicos a serem utilizados numa análise de tensões e deformações, pelo método dos elementos finitos, é feita a partir de ensaios triaxiais em amostras de solo indeformadas. O solo estudado foi uma areia contendo 7% de argila e 8% de silte. Extrairam-se duas amostras indeformadas em bloco, com dimensões aproximadas de 30 x 30 x 30 cm, da cava do metrô do Rio de Janeiro ao lado do Palácio Monroe, em pontos situados a 10,50 m e 12,00 m de profundidade, e distantes horizontalmente em cerca de 20 m. Foram ensaiados corpos de prova sob condições não-drenada e adensada-drenada. Os ensaios adensados-drenados foram executados segundo dois caminhos de tensões: 1) σ1 crescente e σ3 constante, 2) σ1 constante e σ3 decrescente. Desenvolveram-se programas de computador para cálculo e desenho dos ensaios não-drenados e para obtenção dos parâmetros hiperbólicos dos ensaios drenados com σ1 crescentes e σ3 constante. Esses programas e outros para obtenção dos parâmetros de resistência ao cisalhamento são listados em apêndices. Os resultados dos ensaios drenados foram utilizados na análise de uma escavação escorada, nos trabalhos de tese de Jorge Fujii e Mitsuo Tsutsumi, da COPPE-UFRJ. / Hyperbolic parameters to be used in stress-strain analysis by the Finite Element Method are obtained with triaxial tests on undisturbed soil samples. The soil studied was a sand containing 7% clay and 8% silt. Two 30 x 30 x 30 cm undisturbed samples were collected in the subway excavation, near Monroe Palace, in Rio de Janeiro. Sample locations were, 10,50 m and 12,00 m deep, and approximately 20 m apart. Tests under consolidated-undrained and consolidated-drained conditions were carried out. The consolidated-drained tests were performed under two stress-paths: 1) σ1 increasing, σ3 constant, 2) σ1 constant, σ3 decreasing. Computer programs were developed in order to elaborate tests results and to obtain the hyperbolic parameters automatically. These programs as well as others concernig the shear parameters are listed herein. The results of the consolidated-drained tests were used by Jorge Fujii and Mitsuo Tsutsumi, as they performed the analysis of a braced excavation, in their M.Sc. thesis, COPPE//UFRJ.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-30T12:06:37Z No. of bitstreams: 1 152002.pdf: 4644527 bytes, checksum: c25ce580160fc1c2ab38706030d832a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-30T12:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 152002.pdf: 4644527 bytes, checksum: c25ce580160fc1c2ab38706030d832a7 (MD5) Previous issue date: 1979-11 / Estudamos um modelo teórico de uma máquina-ferramenta que leva em consideração a vibração da peça e da ferramenta relativa a parte da estrutura da máquina que pode ser suposta rígida. A grande vantagem deste estudo é a simplicidade de sua aplicação prática. Conhecendo os mesmos parâmetros da máquina necessários para o cálculo de modelos clássicos, podemos obter, com um número reduzido de operações matemáticas, as faixas de frequência em que a máquina deve operar para que ela tenha um bom desempenho. / A theoretical model of a machine tool is studied which takes into consideration the vibration of the workpiece and the tool in relation to the part of the structure that can be assurred to be rigid. The greatestadvantage of this study is the simplicity of its practical application. Employing the sarne parameters necessary for the calculation of classical models, one can obtain with a reduced number of mathematical operations the frequency bands in which the machine has good performance.