Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2408_1.pdf: 3478641 bytes, checksum: eb0a9acd07c63f1148e729cf12fd792a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis / O comportamento de solos e rochas pode ser descrito através de modelos constitutivos que associam estados de tensões com estados de deformações. Trata-se de um problema de valor inicial cuja solução é obtida empregando de técnicas numéricas. Neste problema, a partir de um estado de tensão inicial e de um incremento de deformações, obtém-se um novo estado de tensões resultante da integração da lei constitutiva ao longo do passo de tempo. As relações constitutivas usadas são do tipo elastoplástica e visco-plástica com regularização viscosa de Perzina. Os critérios de plastificação adotados foram os de Mohr-Coulomb e o de Drucker-Prager, ambos com suavização da superfície de fluência. Foram analisados problemas mecânicos e hidro-mecânicos. Para representar o acoplamento hidro-mecânico foram adotadas leis que relacionam variáveis mecânicas a deformação do meio. Na dissertação foram implementados, no programa de elementos finitos CODE_BRIGHT, o método explícito de integrações de tensões de Euler Modificado e o de Runge-Kutta-Dormand-Price, ambos com controle de erro. As implementações foram verificadas através de um problema de expansão de cavidade cilíndrica e as análises de desempenho dos esquemas de integração foram feitas tomando como critério o número de passos e o tempo total de CPU. Esta mesma análise também foi realizada para os casos de escavação do túnel de Brasília e o de reativação de falha selante, mostrando que os algoritmos implementados funcionam satisfatoriamente para problemas geomecânicos com e sem acoplamento de fluxo de fluidos

O fenômeno de impacto mecânico entre corpos sólidos está presente em diversas áreas da engenharia. Exemplos atuais deste tipo de problema podem ser encontrados no projeto de elementos de máquinas, sistemas de transporte como containers com material nuclear, tubulações em indústrias químicas, autoveículos e várias outras estruturas que devem obedecer à códigos de segurança estabelecidos por legislações governamentais. Na maioria destes casos, o conhecimento das tensões oriundas do impacto entre os corpos é fundamental para evitarem-se fa-lhas nas estruturas projetadas, predizer danos indesejáveis, diminuir coeficientes de segurança, etc. Neste contexto, é proposta neste trabalho uma metodologia de projeto contra impacto em sistemas mecânicos elásticos baseada nas equações de superfície de tensão máxima, que representam diferentes situações de impacto em uma determinada geometria. O Método dos Elementos Finitos com a integração explícita no tempo é aplicado para resolver o problema dinâmico associado ao impacto. Como exemplos de aplicações são estudados um suporte e um eixo chavetado. / Impact between solid bodies is present in many areas of engineering. Relevant examples of this sort of problem can be found in machine element design, transport systems such as containers for nuclear material, pipes in chemical plants, vehicles and many others structures that should comply with safety codes issued by govern agencies. In the majority of these cases, the knowledge of the stresses due to the impact between the bodies is fundamental to avoid failures on the designed structures, to predict undesired damages, and to decrease safety factors. Therefore, in this work a design methodology for linear mechanical systems submitted to impact is proposed. It is based on the surface of maximum stress which represents different crash situations for a given elastic model. The Finite Element Method with the explicit time integration algorithm is used to solve the associated dynamic problem. Examples are presented such as a bracket and a shaft.

O fenômeno de impacto mecânico entre corpos sólidos está presente em diversas áreas da engenharia. Exemplos atuais deste tipo de problema podem ser encontrados no projeto de elementos de máquinas, sistemas de transporte como containers com material nuclear, tubulações em indústrias químicas, autoveículos e várias outras estruturas que devem obedecer à códigos de segurança estabelecidos por legislações governamentais. Na maioria destes casos, o conhecimento das tensões oriundas do impacto entre os corpos é fundamental para evitarem-se fa-lhas nas estruturas projetadas, predizer danos indesejáveis, diminuir coeficientes de segurança, etc. Neste contexto, é proposta neste trabalho uma metodologia de projeto contra impacto em sistemas mecânicos elásticos baseada nas equações de superfície de tensão máxima, que representam diferentes situações de impacto em uma determinada geometria. O Método dos Elementos Finitos com a integração explícita no tempo é aplicado para resolver o problema dinâmico associado ao impacto. Como exemplos de aplicações são estudados um suporte e um eixo chavetado. / Impact between solid bodies is present in many areas of engineering. Relevant examples of this sort of problem can be found in machine element design, transport systems such as containers for nuclear material, pipes in chemical plants, vehicles and many others structures that should comply with safety codes issued by govern agencies. In the majority of these cases, the knowledge of the stresses due to the impact between the bodies is fundamental to avoid failures on the designed structures, to predict undesired damages, and to decrease safety factors. Therefore, in this work a design methodology for linear mechanical systems submitted to impact is proposed. It is based on the surface of maximum stress which represents different crash situations for a given elastic model. The Finite Element Method with the explicit time integration algorithm is used to solve the associated dynamic problem. Examples are presented such as a bracket and a shaft.