Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências Mecânicas, Joinville, 2017. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:21:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346020.pdf: 1675068 bytes, checksum: 31c7bcc495240051703cf54edd306b71 (MD5) Previous issue date: 2017 / O aumento da utilização dos polímeros na indústria para diferentes aplicações trouxe a necessidade de novos desenvolvimentos, principalmente no que diz respeito a superfícies poliméricas revestidas com filme de pintura. Alguns dos polímeros largamente utilizados, como as poliolefinas, apresentam pobres propriedades superficiais, o que faz necessário a aplicação de um pré-tratamento nesses materiais antes da aplicação do revestimento de pintura. Existe disponível uma variedade de pré-tratamentos com o intuito de melhorar as propriedades de superfície dos polímeros, entre eles, o mais comumente aplicado na indústria é a flambagem pela sua característica de atingir os níveis desejados de energia de superfície com pequeno tempo de tratamento. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da flambagem no aumento da aderência de revestimentos de pintura em substratos de polipropileno. Para isso, foram preparadas amostras com e sem o tratamento de flambagem e, posteriormente, as amostras foram caracterizadas para avaliar os resultados obtidos. Os resultados comprovam a eficácia do tratamento de flambagem no aumento da energia de superfície e assim na aderência dos revestimentos aplicados aos substratos de polipropileno (PP). Análises químicas mostraram a formação de novos grupos funcionais hidroxila e carbonila na superfície do PP e análises físicas validaram os ganhos em termos de melhoria de aderência dos revestimentos ao substrato de PP após o tratamento de flambagem.<br> / Abstract : The increase of polymers use on the industry for many different applications bring the need of new developments, especially in the subjects related with polymeric substrates coated with a painting film. Some of the polymers largely used, as polyolefins, have poor superficial properties making necessary a pretreatment before coating the paint film. There is a number of pretreatments related to the polymer?s superficial properties improvement, the most known at the industry is the flame process because it is possible to achieve the necessary level of surface energy in a short processing time. This work has as a target to study the effect of flame process in the adhesion increase for painting films applied on polypropylene substrates, for that samples will be made with and without flame process and after that they will be characterized to check the results. The results obtained prove the efficiency of flame treatment on the surface energy increase also on the paint film adhesion when applied in polypropylene (PP) substrates. The chemical analyses have proved the new functional groups formation such as hydroxyl and carbonyl at the PP surface and physical analyses have validated the improvements on adhesion between the PP substrates and the paint film after flame treatment.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T15:31:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 82634.pdf: 1547508 bytes, checksum: 98e6d34966b15fb8b5e451a519b87366 (MD5) Previous issue date: 1986 / A utilização dos materiais compostos nas diversas cons truções de estruturas tem aumentado nos ultimos anos juntamente com o avanço da tecnologia. Particularmente, este trabalho tem por objetivo verificar o comportamento da carga crítica de flambagem em placas laminadas retangulares, simplesmente apoiadas, pertencentes a uma classe híbrida de materiais compostos envolvendo duas outras classes: compostos fibrados e compostos laminados. Segundo pesquisas já realizadas, a estabilidade elástica desses tipos de placas depende de suas constantes de rigidez, da forma como a mesma se vincula com outras estruturas, da geometria da placa e dos esforços que as mesmas podem estar submetidas. O problema de auto-valor na flambagem de placas foi neste trabalho formulado, considerando-se uma placa laminada retangular, simplesmente apoiada, submetida a um estado de tensões de membrana combinadas e posteriormente solucionado através do algoritmo QR. Os resultados obtidos demonstram que o número de lâminas no laminado é um fator importante na estabilidade elástica das placas laminadas. Verificou-se que a presença dos termos Bij da matriz de rigidez de acoplamento, tendem a diminuir a resistência à flambagem das placas laminadas antissimétricas. Este fato foi confirmado tendo em vista que a resistência à flambagem crescia sempre que o número de lâminas aumentava no laminado. Nas placas laminadas simétricas Angle-Ply observou-se que a presença dos termos D13 e D23, da matriz de rigidez de flexão, também exercem um papel importante na flambagem das mesmas principalmente quando a tensão cisalhante Nxy está presente no estado combinado de tensões. Os resultados demonstraram que quanto maior o número de lâminas menor a influência da tensão cisalhante. Em todos os casos analisados observou-se que a carga crítica de flambagem tende a crescer sempre que no estado combinado de tensões existe uma tensão normal trativa, porém, se existir somente tensões normais compressivas o valor desta carga sempre tende a decrescer.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2016-01-15T14:42:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333007.pdf: 15498493 bytes, checksum: 4edf8e76af540f27034f056500a04f79 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de absorção de impacto para a melhoria do nível de segurança de um veículo urbano de pequeno porte. Este veículo-conceito típico ocupa a metade da largura de um veículo convencional e é utilizado em sistema carsharing, de forma a estimular a redução do fluxo de tráfego nos centros das cidades. Deseja-se que o veículo proposto se posicione como uma opção melhor, em termos de segurança, às motocicletas, e de mobilidade, aos veículos de passeio, a partir da proposta de utilização apresentada. Para tanto, o trabalho tem como foco a pesquisa e o projeto de um sistema de segurança suplementar para o citado veículo, de forma a aumentar o nível de proteção aos ocupantes em colisões frontais contra veículos maiores - uma condição de compatibilidade de colisões desfavorável ao veículo pequeno. O Absorvedor Suplementar de Impacto - ASI tem como objetivo tornar uma colisão frontal menos severa para os ocupantes de um veículo urbano leve e de dimensões reduzidas. Através da deformação da estrutura, com colapso por flambagem dinâmica progressiva de tubos de alumínio de parede fina, o ASI permite um deslocamento longitudinal adicional aos ocupantes, absorvendo uma parcela da energia cinética durante a retenção dos mesmos aos assentos pelos cintos de segurança e airbags. Este sistema funciona como um limitador de carga adicional, reduzindo-se, assim, a severidade do impacto para a cabeça e peito dos ocupantes. Foi realizado o desenvolvimento e avaliação do ASI, através de análises experimentais e numéricas de impacto dos tubos componentes do sistema e de simulações numéricas de impacto tipo sled tests de uma cabine modelada com dummy, assento, cinto de segurança e airbag, para avaliação da atuação do ASI na redução dos níveis de severidade em colisões. A comparação de resultados numéricos e experimentais valida a simulação mais completa da cabine com dummy e demais componentes.<br> / Abstract : This work presents the development of a system for absorbing impact to improve the safety level of a small urban vehicle. This typical concept vehicle occupies half the width of a conventional vehicle and it is preferably used in carsharing system in order to stimulate the reduction of traffic flow in city centers. It is expected that the proposed vehicle reaches a position of better option in terms of security, in relation to the motorcycles, and in terms of mobility, in relation to vehicles, from the presented utilization proposal. Therefore, this work focuses on the research and design of a supplemental safety system for the corresponding vehicle to increase the level of protection for the occupant in frontal crashes with larger vehicles - which it is a unfavorable crash compatibility condition to this small vehicle. The Supplemental Impact Absorber - SIA aims to make the frontal impact less severe to the occupants of a small urban vehicle. Through the deformation of the seat fixation structure to the vehicle body, with a progressive dynamic buckling with thin-walled circular aluminum tubes, SIA allows an additional longitudinal displacement to the occupant, absorbing a portion of the kinetic energy while restraining the same to the seats by seatbelts and airbags. This system works as an additional load limiter, thereby reducing the impact severity to the occupants head and chest. The development and evaluation of the sia was performed through experimental and numerical analysis of the impact of the tubes that compose the system and numerical impact simulations using sled tests with a modeled cabin dummies, seat, seatbelt and airbag for evaluation of the performance of the SIA in reducing the severity collisions levels. The comparison of numerical and experimental results validate the most complete simulation of the cabin with dummy and other components.

Orientador: Luiz Roberto Sobreira de Agostini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-27T19:53:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_CarlosEduardo_M.pdf: 11341471 bytes, checksum: b5915cd58fd30f285cf24bbc5ae7b92d (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A Norma Brasileira [NBR 6118]': Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado, ao tratar de pilares usuais de concreto que serão abrangidos nesta pesquisa, no que se refere à proteção contra flambagem das barras longitudinais prescreve que: "os estribos poligonais garantem contra a flambagem as barras longitudinais situadas em suas quinas e as por eles abrangidas e situadas no máximo à distância de 20rpt da quina, se nesse trecho de comprimento 20rpt não houver mais de duas barras, não contando a da quina; no entanto, quando houver mais de duas barras nesse trecho ou fora dele, deverá haver estribos suplementares, com diâmetro e espaçamento idênticos aos dos estribos poligonais" (item 6.3.4.3). Observado o que prescreve a Norma, e considerando que esta pesquisa enfoca os casos de pilares que possuem apenas uma barra longitudinal a ser protegida junto à mesma extremidade do estribo, surgiu o interesse de se estudar a real necessidade deste estribo suplementar. Foram comparados os resultados obtidos na primeira etapa da pesquisa, com os resultados do trabalho realizado em 1987, na Faculdade de Engenharia de Limeira da Unicamp por [AGOSTINI, L. R. S. e FERNANDES, G. B.]8, trabalho este intitulado "Contribuição ao Estudo de Armaduras Transversais de Pilares Usuais", uma vez que foram utilizados pilares com as mesmas características e os ensaios observaram os mesmos procedimentos executados pelos autores em seu trabalho. Nas etapas seguintes foram ensaiados modelos de pilares contendo ou não estribos suplementares, variando-se os espaçamentos dos estribos poligonais e o traço do concreto para, análise da real colaboração dessa armadura suplementar na proteção contra a flambagem das barras longitudinais / Abstract: The Brazilian Code [NBR 6118]1: Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado where conceming normal strength reinforced concrete columns, which are treated in this investigation, regarding to protection of longitudinal bars against buckling prescribes: "the polygonal stirrups protects against buckling the longitudinal bars placed at the edges and those placed at a distance not greater than 20rpt from the edge, if within this 20rpt length there is no more than two longitudinal bars not included those in the edges; howewer whereas there are more than two bars in this length or beyond it supplementary stirrups will be needed with diameter and spacing equal to those of the polygonal stirrups" (c1ause 6.3.4.3). Considering what the Code prescribes, an interest was raised about the real need of this supplementary stirrups when using on1y one longitudinal bar within those in the edges. This is the subject of this research. The results obtained from the first series of tests was compared with those of an investigation conducted by [AGOSTINI, L.R.S. e FERNANDES, G.B.]8 at Faculdade de Engenharia de Limeira - UNICAMP, during 1987; whose test specimens had the same characteristics of those used in this investigation. In the following series the specimens werw tested with and without supplementary stirrups differing by stirrup spacing and concrete strength, to check the real contribution of this reinforcement regarding to buckling protection of the longitudinal bars / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Leandro Palermo Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-28T09:44:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoes_Rogerio_M.pdf: 5922658 bytes, checksum: 7e2eb7b630ee23fbcf077a9ce1778395 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O Método dos Elementos de Contorno foi utilizado para estudar placas com a hipótese de pequenos deslocamentos segundo a teoria clássica. O efeito da não linearidade geométrica foi considerado para se obter as cargas críticas para placas homogêneas e isotrópicas. Também foram obtidas as freqüências naturais das placas usando a teoria das vibrações livres. Ambas as análises foram feitas para várias condições de contorno. A iteração inversa do coeficiente de Rayleigh foi utilizada para se obter os menores autovalores, assim como seus correspondentes autovetores. Foram utilizados elementos isoparamétricos lineares para a discretização do contorno e do domínio da placa. A discretização do domínio da placa foi necessária para a inclusão do efeito da não linearidade geométrica nos problemas estáticos e do efeito de inércia nos problemas dinâmicos. A integral de domínio, em cada célula, foi transformada em uma integral de contorno equivalente, acelerando desta forma o processo de integração / Abstract: The Boundary Element Method was used to study plates with small strain hypotheses under classical theory. The geometrical non-linearity effect was considered to obtain in plane critical loads for homogeneous and isotropic plates. On the other hand, the natural frequencies of the plates were computed using the free vibration theory. Several plates were analyzed with different boundary conditions. The inverse iteration with the Rayleigh quotient was employed to obtain the smaller eigenvalues with their corresponding eigenvectors. Isoparametric linear elements were used on the boundary and in the domain. The domain discretization was required to include the geometrical non-linear effect in static problems or the inertia effect in dynamic problems. The domain integral was converted to an equivalent boundary integral at each cell to accelerate the integration process / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-04-09T17:11:34Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2284718 bytes, checksum: 33eac63a58120f212251a53045c788b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-09T17:11:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2284718 bytes, checksum: 33eac63a58120f212251a53045c788b8 (MD5) Previous issue date: 2018-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As vigas casteladas são obtidas a partir de perfis I cortados longitudinalmente na alma, deslocados em seu comprimento e soldados, produzindo aberturas hexagonais ou octogonais, quando entre as partes são introduzidas chapas expansoras, promovendo assim o aumento da inércia dos perfis sem alteração significativa do peso. Dessa forma, essas vigas são indicadas para grandes vãos e situações em que os estados limites de serviço condicionam o dimensionamento, além de possuírem forte apelo arquitetônico, facilitando a passagem das instalações prediais pelas aberturas e consequente redução da altura da edificação. Porém, a presença de aberturas na alma modifica a distribuição de tensões na alma do perfil castelado em relação ao perfil de alma cheia, reduzindo sua capacidade resistente sob determinadas condições de carregamento, podendo ocasionar fenômenos de instabilidade próprios das vigas casteladas. Esses comportamentos podem ser ainda mais alterados em situação de incêndio, uma vez que, com o aumento da temperatura, o aço tem seu módulo de elasticidade e sua resistência degradadas. Assim sendo, realizou-se um estudo numérico, com o uso do software ABAQUS, de vigas casteladas de aço nos padrões Litzka, Peiner e anglo-saxão submetidas a altas temperaturas, o que permitiu delinear o comportamento dessas vigas quanto à flambagem do montante de alma em situação de incêndio. Os resultados obtidos na análise numérica foram validados com os obtidos experimentalmente por Vieira (2015) 1 e por Redwood e Demirdjian (1998) 2 para a temperatura ambiente, e foram utilizados para proposição de uma formulação para dimensionamento de tais vigas em situação de incêndio, com base nas proposições da norma ABNT NBR 14323:2013 e na analogia com o modelo de biela. / The castellated steel beams are manufactured from I-section steel beams that are cut longitudinally along the web and then web-post are re-welded together. The obtained castellated steel beam has hexagonal or octagonal openings and so a higher inertia than the original beam. Therefore, these beams are suitable for structures with long spans and for situations where the serviceability limit state is critical. They also have strong architectural appeal and allow service integration to be installed within the beam depth, which reduces the height of the building. Due to the openings in the web, the stress distribution is modified in relation to the solid web beam and the resistance is reduced. Thus, local failures modes may occur in castellated beams. In fire, these behaviors can be further modified, because, with the elevation of the temperature, the elasticity modulus and the strength of the steel are degraded. Therefore, a numerical study of Litzka, Peiner and anglo-saxon castellated steel beams exposed to elevated temperatures was done with the software ABAQUS. The results of numerical analysis were validated with experimental results at ambient temperature (REDWOOD and DEMIRDJIAN, 1998; VIEIRA, 2015), and had been used to propose a formulation for the design of castellated steel beams in fire, based on the propositions of ABNT NBR 14323:2013 and the strut model analogy.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-06-30T17:02:47Z No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseTeórico-Experimental.pdf: 24556122 bytes, checksum: 9787ee29b4537c0a33506dfcd759b581 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-07-24T13:12:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseTeórico-Experimental.pdf: 24556122 bytes, checksum: 9787ee29b4537c0a33506dfcd759b581 (MD5) / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-18T15:13:43Z No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseTeórico-Experimental.pdf: 24556122 bytes, checksum: 9787ee29b4537c0a33506dfcd759b581 (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: O PDF não confere com os metadados on 2014-11-19T16:11:44Z (GMT) / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-19T16:48:58Z No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseTeórico-Experimental.pdf: 24556122 bytes, checksum: 9787ee29b4537c0a33506dfcd759b581 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-20T17:06:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseTeórico-Experimental.pdf: 24556122 bytes, checksum: 9787ee29b4537c0a33506dfcd759b581 (MD5) / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-01-23T17:20:36Z No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseTeórico-Experimental.pdf: 24556122 bytes, checksum: 9787ee29b4537c0a33506dfcd759b581 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-01-26T11:16:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseTeórico-Experimental.pdf: 24556122 bytes, checksum: 9787ee29b4537c0a33506dfcd759b581 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-26T11:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseTeórico-Experimental.pdf: 24556122 bytes, checksum: 9787ee29b4537c0a33506dfcd759b581 (MD5) Previous issue date: 2013 / Os perfis formados a frio têm sua utilização crescente devido às suas características, principalmente economia e versatilidade. Uma de suas aplicações é a construção de sistemas de armazenagem, os racks, em que as colunas constituem-se de perfis formados a frio com seção característica e perfurações ao longo de seu comprimento que visam facilitar a montagem. As seções utilizadas estão sujeitas aos modos local, distorcional e global. A influência das perfurações na ocorrência destes modos ainda não é inteiramente conhecida. O objetivo deste trabalho é contribuir para o entendimento deste fenômeno com a realização de análise teórico experimental para avaliação da ocorrência dos modos de flambagem em perfis perfurados e a possível interação entre eles. A Teoria Generalizada de Vigas (GBT) e o Método dos Elementos Finitos foram utilizados na definição da geometria de uma série de protótipos com e sem perfurações sujeitos à ocorrência dos modos de local, distorcional e global, de forma isolada ou em interação. Estes protótipos foram ensaiados, e os resultados experimentais foram utilizados para a validação de um procedimento via elementos finitos de análise não linear de perfis formados a frio. A comparação entre resultados numéricos e experimentais demonstrou a validade do uso de Método dos Elementos Finitos, com dispersão máxima de 5,3%. A análise da estabilidade da seção por meio do Método dos Elementos Finitos foi utilizado no Método da Resistência Direta para a avaliação de sua eficiência na previsão da resistência dos perfis formados a frio do tipo rack com e sem perfurações. Foi considerada a ocorrência dos modos isolados e em interação. A consideração dos modos de forma isolada levou a uma dispersão máxima em relação aos resultados experimentais de 22,1% com a consideração da área bruta e 19% com a consideração da área líquida. A consideração dos modos em interação levou a dispersões de 30,5% e 32,4% considerando-se a área bruta e a área líquida, respectivamente. Porém, quando se aprofunda a análise da estabilidade da seção e são excluídos os modos que não estão presentes nos comprimentos das colunas consideradas, o Método da Resistência Direta com a consideração da interação entre os modos leva a dispersões máximas de 11,4% e 13,8% considerando-se a área bruta e a área líquida, respectivamente, o que indica a viabilidade de sua aplicação para colunas com perfurações. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Cold formed steel sections are widely used in many structural applications, due to their versatility and low cost if compared to other structural sections. They are used in Steel Storage Systems, usually called racks. These systems are built with a special section, with holes along columns length in order to easier fitting connections. The rack sections are under local, distortional or global buckling influence, and the holes effect in buckling modes is still under investigation. This work aims at analyzing perforated columns buckling behavior, evaluating the local distortional and global buckling modes occurrence and the interaction among them by a theoretical-experimental analysis. The Generalized Beam Theory (GBT) and the Finite Element Method were firstly used in order to define specimens with and without perforations, under local, distortional and global modes and local/distortional or distortional/global modes interaction. The specimens were tested under pure compression, and the experimental results were used to validate a non linear Finite Element procedure to analyze perforated cold formed columns. The comparison between experimental and numerical results showed dispersion up to 5,3%, which demonstrates the Finite Element model suitability to this study. In a second stage, Finite Element model was used to determine local, distortional and global critical loads to use the Direct Strength Method (DSM) to assess columns with and without holes resistance. The modes were firstly considered in isolated form, and dispersion between DSM and experimental results was up to 22,1%, if the section gross area is considered and 19 % if considering section net area. The use of DSM predictions to modes in interaction lead to difference between DSM and experimental results up to 30,5% e 32,4%, considering gross and net section area, respectively. An accurate section stability analysis leads to exclusion of modes absent in the columns used in DSM, and in this case the dispersion between experimental and DSM results are up to 11,4% and 13,8% considering gross and net area, respectively, indicating the viability of DSM to evaluate perforated columns resistance.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-08-06T14:21:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6349004 bytes, checksum: 5fc34621be24009902143537293add8e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-06T14:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6349004 bytes, checksum: 5fc34621be24009902143537293add8e (MD5) Previous issue date: 2018-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho compreende a realização de um estudo numérico-experimental do comportamento estrutural de 12 protótipos de perfis soldados com alma castelada sujeitos à flexão. Os objetivos específicos foram avaliar experimentalmente o desempenho estrutural de vigas casteladas soldadas susceptíveis à flambagem do montante de alma por cisalhamento (FMAV); avaliar a influência do método de fabricação das vigas casteladas soldadas nas imperfeições geométricas iniciais e comparar os resultados com os das vigas casteladas laminadas da literatura; e propor um modelo analítico para verificação do estado limite de FMAV. Dez das doze vigas ensaiadas falharam por FMAV. Uma das vigas falhou por formação de mecanismo Vierendeel e outra por ruptura da junta soldada no montante de alma. De acordo com os resultados obtidos no presente trabalho, observou-se que praticamente não existem diferenças entre o comportamento de vigas alveolares soldadas e laminadas. O programa experimental conduzido contribuiu para o estabelecimento de uma proposta de verificação ao modo de colapso por FMAV. Por fim, o modelo numérico utilizado para realização das análises numéricas prévias foi capaz de estimar satisfatoriamente a resposta estrutural dos modelos ensaiados. A coerência e correlação entre os resultados de modelos pares e entre os resultados experimentais e numéricos evidenciam rigor na execução dos procedimentos de análise. / This work comprises the execution of a numerical-experimental study of the structural behavior of 12 specimens of welded castellated beams subjected to bending. The specific objectives were to experimentally evaluate the structural performance of welded castellated beams susceptible to web-post buckling under vertical shear; to evaluate the influence of the manufacture method on the initial geometric imperfections by comparing the results with those in the literature from castellated beam specimens fabricated from hot rolled parent sections; and to propose an analytical model to verify the shear capacity of the web-post. Ten of the twelve specimens tested failed by web-post buckling. One of the specimens failed due to Vierendeel mechanism and another by rupture of the welded joint in the web-post. According to the results obtained in the present work, it was observed that there are practically no differences between the behavior of welded and hot rolled castellated beams. The experimental program conducted contributed to the establishment of an analytical model to verify the shear capacity of the web-post. Finally, the numerical analysis was able to appropriately estimate the structural response of the tested specimens. The consistency and correlation of results for identical models and between the experimental and numerical results show rigor in the execution of the analysis procedures.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-18T15:40:47Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 21192293 bytes, checksum: 719ddf71e6c3d8f330d578a3c787e469 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-18T15:40:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 21192293 bytes, checksum: 719ddf71e6c3d8f330d578a3c787e469 (MD5) Previous issue date: 2015-03-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho consistiu de um estudo amplo sobre o comportamento estrutural de vigas casteladas de aço com foco no Estado Limite de Flambagem do Montante de Alma (FMA). A pesquisa envolveu um programa experimental no qual 14 vigas de três padrões geométricos diferentes foram ensaiadas à flexão simples. O processo de análise experimental, que envolveu diversas etapas, desde a fabricação dos modelos e montagem dos experimentos até ao tratamento dos dados, evidenciou a importância do controle de qualidade na fabricação e do estabelecimento de valores para os limites de imperfeições geométricas iniciais para vigas casteladas. Os resultados experimentais permitiram a elucidação de diversas questões relacionadas ao comportamento estrutural de vigas casteladas sujeitas à FMA, bem como possibilitaram a calibração de modelos numéricos capazes de simular o comportamento da viga e o do montante de alma. Com os modelos numéricos realizados no ABAQUS foi realizado um estudo paramétrico cujos resultados viabilizaram a elaboração e ajustamento de modelos semiempíricos representativos das curvas de resistência à FMA para os principais padrões de vigas casteladas de aço. Os modelos propostos, para a determinação da capacidade resistente de vigas casteladas no estado limite último de FMA, permitem descrever de maneira realista o comportamento das vigas em regime elástico ou inelástico, possibilitando a obtenção de resultados mais econômicos e seguros que os dos modelos mais antigos existentes na literatura, contribuindo para o incremento da competitividade e da sustentabilidade da solução. Palavras-chave: vigas casteladas, flambagem do montante de alma, método dos elementos finitos, análise experimental, modelagem numérica, curvas de resistência. / This work presents of an extensive study on the structural behavior of castellated steel beams (CSB) focused on the ultimate limit state of web-post buckling (WPB). The research involved an experimental program in which 14 beams from three different geometric patterns were tested in bending. The process of experimental analysis, which involved several steps, from manufacturing of models and assembly of experiments to the processing of data, highlighted the importance of quality control in manufacturing and the establishment of values for the limits of initial geometric imperfections for CSB. The experimental results elucidate various issues related to the structural behavior of CSB subjected to the WPB and allowed the calibration of numerical models to simulate the behavior of the beam and the web post. With the numerical models in ABAQUS was conducted a parametric study, which made possible the establishment and adjustment of representative semi-empirical models of the WPB resistance curves for the main patterns of castellated steel beams. The proposed models, to determine the bearing capacity of castellated beams in the ultimate limit state of WPB, allow realistically describe the behavior of these beams in elastic or inelastic regime, making possible to obtain more economical and safe results than older models in the literature, contributing to increase the competitiveness and sustainability of the solution. Keywords: castellated beams, web-post buckling, finite element method, experimental analysis, numerical modelling, buckling curves.

CAPES / Materiais compósitos laminados são utilizados em diversos setores da indústria, principalmente nas áreas automobilística de competição e aeroespacial, pois apresentam relações resistência-peso e rigidez-peso muito superiores aos materiais metálicos em geral. Estruturas fabricadas a partir desses materiais são normalmente finas e, consequentemente, estão sujeitas à flambagem. Requisitos tradicionais de projeto normalmente levam em conta a flambagem mas, para alguns casos, o projeto é conservador, visto que a estrutura pode ainda ser funcional no regime de pósflambagem. Entretanto, o comportamento nesse regime é não-linear, além da dificuldade de se estimar quando ocorre a falha da estrutura, o que torna a análise mais complexa e onerosa em relação à uma análise de flambagem linear. Nesse contexto está inserido o presente trabalho, que visa encontrar as orientações das fibras que maximizam as cargas de flambagem e de pós-flambagem de estruturas compósitas, usando no processo de otimização metamodelos para aliviar o custo computacional. Duas técnicas de metamodelagem são utilizadas e testadas: redes neurais artificiais e regressão de vetores de suporte, com ênfase para a última. Em combinação com os metamodelos são empregadas duas metaheurísticas de otimização desenvolvidas recentemente: o algoritmo harmony search e o algoritmo de vaga-lumes. Vários problemas com diferentes níveis de dificuldade são apresentados e discutidos. Os melhores resultados de otimização foram obtidos com o algoritmo de vaga-lumes associado ao metamodelo de regressão de vetores de suporte, mostrando que tais técnicas são promissoras na solução dessa classe de problemas. Como uma das principais contribuições desta tese tem-se a adaptação/implementação da técnica de regressão de vetores de suporte para problemas de empilhamento de lâminas em estruturas compósitas, particularmente na otimização em flambagem e pósflambagem. Além disso, foram realizados avanços na modelagem do comportamento e da otimização em pós-flambagem com a utilização de critérios de falha e de dano para compósitos. / Laminated composite materials are applied in many industrial sectors, particularly in competition automotive and aerospace fields, since they have strength-to-weight and stiffness-to-weight ratios much higher than the metals in general. Structures made by these materials are usually thin and hence they are subject to buckling. Traditional design requirements usually take into account the buckling, but in some cases the design is conservative since the structure can still be functional in the postbuckling regime. However, the behavior in this regime is nonlinear, in addition of being difficult to evaluate when the failure of the structure takes place, which makes the analysis more complex and computational expensive if compared to a linear buckling analysis. Within this context this work is inserted, which aims to find the orientations of the fibers that maximize the buckling and postbuckling load of composite structures using metamodels in the optimization process to alleviate the computational cost. Two metamodeling techniques are used and tested: artificial neural networks and support vector regression, with emphasis on the latter. In combination with the metamodels, two recently developed metaheuristics, the harmony search algorithm and the firefly algorithm, are employed. Several problems, with different levels of difficulty, are presented and discussed. The best optimization results were obtained with the firefly algorithm associated with the support vector regression metamodel, showing that these techniques are promising to solve this class of problems. One of the main contributions of this thesis is the adaptation/implementation of support vector regression for layup orientation sequence problems of composite structures, in particular for buckling and postbuckling optimizations. Moreover, advances were made in the modeling of the behavior and optimization in postbuckling regime using failure and damage criteria for composites.