Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015. / A descrição precisa e correta do comportamento mecânico de materiais dúcteis é uma questão que vem sendo abordada desde o século XIX por vários pesquisadores ao redor do mundo. Uma das formulações mais comumente utilizadas para descrever o comportamento mecânico de materiais dúcteis durante o regime elasto-plástico foi proposta por von Mises e se baseia na teoria do segundo invariante do tensor das tensões desviadores, J_2. Contudo para alguns grupos de materiais dúcteis, como ligas de alumínio, a formulação clássica de von Mises não é capaz de capturar efeitos importantes, como o efeito da tensão hidrostática/triaxialidade, do terceiro invariante/ângulo de Lode, dos pontos de calibração, e entre outros. Desta forma, este trabalho tem como contribuição o estudo de dois modelos elasto-plásticos que contemplam a influência do terceiro invariante do tensor desviador (J_3 ) em suas formulações. O primeiro destes modelos selecionados foi proposto na década de 1970 por Hosford e inclui o efeito da magnitude de tensão (J_2 ) e do terceiro invariante do tensor desviador (J_3 ); o segundo modelo, proposto por Gao et al., contempla a magnitude de tensão (J_2 ), o terceiro invariante do tensor desviador (J_3 ) e a tensão hidrostática (p). Como primeira etapa do trabalho, faz-se uma revisão dos conceitos da mecânica dos materiais e da modelação constitutiva. Posteriormente, uma análise dos modelos de Hosford e Gao et al. é feita, levando em consideração seus aspectos matemáticos e numéricos. Através de simulações numéricas preliminares, demonstra-se o ganho de precisão obtido pelos modelos, na descrição do comportamento elasto-plástico de materiais dúteis, quando efeito do terceiro invariante do tensor desviador (J_3 ) é introduzido. Em seguida, sete indicadores de fratura dúctil (Freudenthal, Datsko, Cockcroft & Latham, Rice & Tracey, Brozzo et al., Vaz jr. e Xue) são adicionados à etapa de pós-processamento do algoritmo de retorno proposto para o modelo elasto-plástido de Gao et al., baseado na metodologia de decomposição do operador e implementado através de um método de integração implícita em uma ferramenta acadêmica de elementos finitos, juntamente com sua matriz tangente consistente. Por fim, através de uma comparação entre os resultados obtidos numericamente e dados experimentais disponíveis na literatura, avalia-se o desempenho destes indicadores de fratura dúctil quanto as suas capacidades preditivas para o local e instante esperado para a falha dúctil, com base em um campo de tensão e deformação realístico. Para tal, considera-se a liga de aço SAE1045 e uma liga de alumínio aeronáutico, e corpos de prova que simulem estados de tensão dentro das regiões de alta e baixa triaxialidade. / The precise and correct description of the mechanical behavior of ductile materials is an issue that has been addressed since the 19th century by several researchers around the world. One of the most widespread yield functions used to describe mechanical behavior of ductile materials was proposed by von Mises and it is based on the theory of the second invariant of the deviatoric stress tensor, J_2. However for some groups of ductile materials like aluminum alloys, the traditional J_2 theory is not capable of capturing important effects that contribute to the description of the ductile behavior. In this sense, new approaches have been suggested coupled with the introduction of important effects, as the effects of hydrostatic stress/triaxiality, third invariant/Lode angle, multi calibration points and others. In this sense, this work presents a study of two elasto-plastic models which include the influence of the third invariant of the deviatoric stress tensor (J_3 ) in their formulations. The first selected model was proposed in the 1970s by Hosford and includes the effects of stress intensity (J_2 ) and third invariant of the deviatoric stress tensor (J_3 ); the second model, proposed by Gao et al., contemplates the stress intensity (J_2 ), the third invariant (J_3 ) and the hydrostatic stress (p) parameters. As the first stage of the work, a review of the concepts of Mechanics of Materials and Constitutive Modeling Theory is conducted. Subsequently, an analysis of Hosford’s and Gao’s models with isotropic hardening is done, taking into account its mathematical and numerical aspects. Through preliminary numerical simulations, the precision improvement obtained in the description of the mechanical behavior of ductile materials, when the third invariant (J_3 ) is introduced, is demonstrated. Next, seven fracture criteria (Freudenthal, Datsko, Cockcroft & Latham, Rice & Tracey, Brozzo et al., Vaz jr. e Xue) are added to the post-processing step of the return map algorithm of Gao et al.’s elasto-plastic model, based on the operator splitting methodology and implemented through an implicit numerical integration method in an academic finite element environment, along with its consistent tangent matrix. Finally, through a comparison between the numerical results and experimental data available in the literature, an assessment of performance is carried out regarding the ability of these fracture indicators to point out the correct fracture onset, based on realistic stress and strain fields. For this, two types of materials, an aeronautics aluminum alloy and the SAE1045 steel alloy, and different specimens that simulate stress states within the high and low stress triaxiality regions are taken into account.

Dans de nombreux domaines, il est primordial de bien comprendre la dynamique de structures complexes. Les outils numériques modernes, comme la méthode des éléments finis, ont grandement amélioré le niveau de modélisation mais sont souvent limitées au cadre linéaire. Pourtant l'évolution des structures, plus légères et plus flexibles, vers un comportement non linéaire suggère la mise en œuvre de méthodes adaptées, couplant rapidité et précision. C'est dans cet esprit que ce travail de recherche développe une méthode de réduction de modèles non linéaires basée sur les variétés invariantes.

Universiẗat, Diss., 2003--Bonn.

Freie Universiẗat, Diss., 2003--Berlin. / Dateiformat: zip, Dateien im PDF-Format.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:48:26Z : No. of bitstreams: 1 000846965.pdf: 797428 bytes, checksum: daaf15e4de7fbef0eebfbdbc0bb8123d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Em [6], Andrade e Fanti definiram o invariante E(G, W, M), sendo G um grupo, W um G-conjunto e M um Z2G-m'odulo, e apresentaram alguns resultados usando E(G, W, Z2) ( Z2 visto como Z2G-m'odulo trivial) relacionados com decomposi¸c˜ao de grupos e dualidade. E(G, W, M) 'e definido usando (co)homologia de grupos para o par ((G, W), M) seguindo [14]. O objetivo deste trabalho 'e apresentar os resultados dados em [6], por'em acrescentando as provas de alguns resultados que s˜ao mencionados em [6], mas que n˜ao foram provados, como por exemplo, a invariˆancia de E(G, W, M) por pares isomorfos e a independˆencia do conjunto de representantes das G-'orbitas. Procurou-se tamb'em generalizar alguns resultados para um Z2G-m'odulo M qualquer (n˜ao necessariamente Z2), e apresentar algumas outras propriedades de E(G, W, M), em especial para o Z2G-m'odulo FTG, sendo T um subgrupo de G, explorando, sempre que poss'ıvel, sua rela¸c˜ao com decomposi¸c˜ao de grupos. Muitos desses resultados est˜ao fortemente relacionados com alguns apresentados em [7], para o invariante de pares de grupos E(G, S, M), sendo S uma fam'ılia de subgrupos de G. / In [6], Andrade and Fanti defined the invariant E(G,W,M), where G is a group, W is a G-set and M is a Z2G-module, and presented some results using E(G,W, Z2) ( Z2 seen as a trivial Z2G-module) related to splitting of groups and duality. E(G,W,M) is defined using (co)homology of groups for the pair ((G,W),M) following [14]. The purpose of this work is to present the results given in [6] but adding proofs of some results that were referred but not proved there, such as the invariance ofE(G,W,M) for isomorphic pairs and the independence of the set of orbit representatives in W. We also attempt to generalize some results for any Z2G-m'odulo M (not necessarily Z2) and present some other properties of E(G,W,M), specially for the Z2G-module FTG where T is a subgroup of G, exploring, whenever possible, its relationship with splitting of groups. Many of those results are strongly related with some given in [7] for the invariant of pairs of groups E(G, S,M) where S is a family of subgroups of G.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-09T17:32:41Z No. of bitstreams: 1 MARTA ÉLID CONCEIÇÃO AMORIM - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2006..pdf: 311493 bytes, checksum: 839fa55790d058f7e88a3735ab098065 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T17:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARTA ÉLID CONCEIÇÃO AMORIM - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2006..pdf: 311493 bytes, checksum: 839fa55790d058f7e88a3735ab098065 (MD5) Previous issue date: 2006-02 / Capes / Neste trabalho apresentamos o Polinômio de Tutte com duas e quatro variáveis e o associamos a Função de Möbius, o Polinômio Característico e o Beta Invariante. Veremos, também, que por recursão sobre certas equações, algumas funções relacionadas a matróides podem ser obtidas pela avaliação do Polinômio de Tutte para certos valores. / Inthiswork,weshowTuttePolynomialwithtwoorfourvariablesandweassociateitwith Möbius Function the charateristic Polynomial and the Beta Invariant. We also see, to turn to undersomeequations,somefunctionsrelatedtomatroidscanbeobtainedforTuttePolynomial assessmentforsomevalues.

Differential systems appear modelling many natural phenomena in different branches of sciences, in biological and physical applications among other areas. Differential systems usually have invariant curves and we can obtain a better description of the qualitative behaviour of their solutions using them. Such invariant curves may be algebraic or not and in the case where they are closed, isolated in the set of periodic orbits and without singular points, they are called limit cycles. There is a very famous problem, proposed by David Hilbert in 1900 what ask about the maximum number of limit cycle that all polynomial differential systems of a given degree could present. In this work we investigate the existence of some invariant curves in quadratic polynomial differential systems and in discontinuous piecewise differential systems (they are known as Filippovs systems). Even after hundreds of studies on the phase portraits of real planar quadratic vector fields the complete characterization of their phase portraits is a quite complex task, they depend on twelve parameters, after affine transformations and time rescaling, we have families with five parameters, which is still a large number. So many subclasses have been considered instead of the complete system. In this work we investigate conditions under the parameters of the system for a planar quadratic differential system present invariant algebraic curve of degree 3 (a cubic curve) and a Darboux invariant and obtain all the topological non-equivalent phase portraits of these systems. The increasing interest in the theory of nonsmooth vector fields has been mainly motivated by their strong relation with physics, engineering, biology, economy, and other branches of sciences. In the study of the Filippovs systems, we investigate the number of periodic orbits that they can present. In this study we apply the averaging theory. Such theory is used to study some classical models and we also present generalization of such technique for a class of nonsmooth systems. In addition, we also show how the LyapunovSchmidt reduction method can be used to consider cases where the averaging theory is not sufficient to study periodic solutions. / Sistemas diferenciais aparecem na modelagem de muitos fenômenos naturais em diferentes ramos da ciência, em aplicações biológicas e físicas, entre outras áreas. Sistemas diferenciais geralmente possuem curvas invariantes e podemos obter uma melhor descrição do comportamento qualitativo de suas soluções utilizando-as. Tais curvas invariantes podem ser algébricas ou não e, no caso de serem fechadas, isoladas no conjunto de órbitas periódicas e sem pontos singulares, são chamadas de ciclos limites. Há um problema muito famoso, proposto por David Hilbert em 1900, que questiona o número máximo de ciclos limites que os sistemas diferenciais polinomiais de um determinado grau poderiam apresentar. Neste trabalho investigamos a existência de algumas curvas invariantes em sistemas diferenciais polinomiais quadráticos e em sistemas diferenciais contínuos por partes (eles são conhecidos como sistemas de Filippov). Mesmo após centenas de estudos sobre os retratos de fase dos campos vetoriais reais planares e quadráticos, a caracterização completa de seus retratos de fase é uma tarefa bastante complexa. Eles dependem de doze parâmetros e após transformações afins e reescalonamento de tempo, temos famílias com cinco parâmetros, o que ainda é um grande número. Assim muitas subclasses tem sido consideradas em vez do sistema completo. Neste trabalho investigamos condições sob os parâmetros do sistema para que um sistema diferencial planar quadrático apresente uma curva algébrica invariante de grau 3 (curva cúbica) e um invariante de Darboux e obtemos todos os retratos de fase não equivalentes destes sistemas. O crescente interesse na teoria dos campos de vetores suaves por partes tem sido motivado, principalmente, por sua forte relação com a física, engenharia, biologia, economia e outros ramos das ciências. No estudo dos sistemas de Filippov, investigamos o número de órbitas periódicas que eles podem apresentar. Para este estudo, aplicamos a teoria do averaging. Tal teoria é usada para estudar alguns modelos clássicos e também apresentamos a generalização de tal técnica para uma classe de sistemas suaves por partes. Além disso, mostramos também como o método de redução de Lyapunov Schmidt pode ser usado para considerar casos em que a teoria do averaging sozinha não é suficiente para estudar soluções periódicas.

Résumé : La principale caractéristique des marchés OTC (Over-The-Counter) est l’absence d’un mécanisme de négociation centralisée (comme des ventes aux enchères, des spécialistes ou des limit-order books). Les acheteurs et les vendeurs sont donc souvent dans l'ignorance des prix actuellement disponibles auprès d'autres contreparties potentielles et ont une connaissance limitée de l’amplitude des transactions récemment négociées ailleurs sur le marché. C'est la raison pour laquelle les marchés OTC sont qualifiés de relativement opaques et nommés «Dark Markets» par Duffie (2012) dans sa récente monographie afin de refléter le fait que les investisseurs sont en quelque sorte dans le noir au sujet du meilleur prix disponible et de la personne à contacter pour faire la meilleure transaction. Dans ce travail, nous sommes particulièrement intéressés à l’évolution temporelle de la transmission de l’information au cours des séances de négociation. Plus précisément, nous cherchons à établir la stabilité asymptotique de la dynamique de partage de l'information au sein d’une large population d’investisseurs caractérisés par la fréquence/intensité des rencontres entre investisseurs. L’effort optimal déployé par un agent en recherche d’informations dépend de son niveau actuel d'information et de la distribution transversale des efforts de recherche des autres agents. Dans le cadre défini par Duffie-Malamud-Manso (2009), à l’équilibre, les agents recherchent au maximum jusqu'à ce que la qualité de leur information atteigne un certain niveau, déclenchant une nouvelle phase de recherche minimale. Dans le contexte de percolation d'information entre agents, l'information peut être transmise parfaitement ou imparfaitement. La première étude de ce problème de percolation a été faite par Duffie-Manso (2007), puis par Duffie-Giroux-Manso (2010). Dans cette deuxième étude, le cas de la percolation de l'information par des groupes de plus de deux investisseurs a été abordé et résolu. Cette dernière étude a conduit au problème de l'extension des sommes de Wild dans Bélanger-Giroux (2013). D'autre part, dans Duffie-Malamud-Manso (2009), chaque agent est doté de signaux quant à l'issue probable d'une variable aléatoire d'intérêt commun dans l’optique de transmission d’informations dans une large population d'agents. Un tel contexte conduit à des systèmes d'équations non linéaires d’évolution. Leur objectif est d'obtenir une politique d'équilibre déterminée par un ensemble de paramètres d'une politique de cible traduisant le fait que l’effort de recherche qui doit être minimal lorsqu’un agent possède suffisamment d’information. Dans ce travail, nous sommes en mesure d'obtenir l'existence de l’état d’équilibre, même lorsque la fonction d'intensité n'est pas un produit. De plus, nous sommes également en mesure de montrer la stabilité asymptotique pour toute loi initiale par un changement de noyaux. Enfin, nous élargissons les hypothèses de Bélanger-Giroux (2012) pour montrer la stabilité exponentielle par le critère de Routh-Hurwitz pour un autre exemple de système à un nombre fini d’équations. // Abstract : Over-the-counter (OTC) markets have the main characteristic that they do not use a centralized trading mechanism (such as auctions, specialist, or limit-order book) to aggregate bids and offers and to allocate trades. The buyers and sellers have often a limited knowledge of trades recently negotiated elsewhere in the market. They are also negotiating in potential ignorance of the prices currently available from other counterparties. This is the reason why OTC markets are said to be relatively opaque and are qualified as «Dark Markets» by Duffie (2012) in his recent monograph to reflect the fact that investors are somewhat in the dark about the most attractive available deals and about whom to contact. In this work, we are particularly interested in the evolution over time of the distribution across investors of information learned from private trade negotiations. Specifically, we aim to establish the asymptotic stability of equilibrium dynamics of information sharing in a large interaction set. An agent’s optimal current effort to search for information sharing opportunities depends on that agent’s current level of information and on the cross-sectional distribution of information quality and search efforts of other agents. Under the Duffie-Malamud-Manso (2009) framework, in equilibrium, agents search maximally until their information quality reaches a trigger level and then search minimally. In the context of percolation of information between agents, the information can be transmitted directly or indirectly. The first studies of such a problem were made by Duffie-Manso (2007) and then by Duffie-Giroux-Manso (2010). In that second study the case of the percolation of information by groups of more than 2 investors was addressed and solved for a perfect information transmission kernel. That last study has led Bélanger-Giroux (2013) to the problem of extending the Wild sums for a general interacting kernel (not only for the kernel which adds the information). On the other hand, in Duffie-Malamud-Manso (2009), the authors explain that, for the information sharing in a large population, each agent is endowed with signals regarding the likely outcome of a random variable of common concern, like the price of an asset of common interest. Such a setting leads to nonlinear systems of evolution equations. The agents’ goal is to obtain an equilibrium policy specified by a set of parameters of a trigger policy; more specifically the minimal search effort trigger policies. We concentrate our study on those trigger policies in order to provide more intuitive and practical results. Doing so, we are able to obtain the existence of the steady state even when the intensity function is not a product. And in our framework, we are even able to show the asymptotic stability starting with any initial law. This can be done because we are able to show that, by a change of kernels, the systems of ODE’s, which are expressed by a set of kernels (one 1-airy and one 2-airy) are equivalent to systems expressed with a single 2-airy kernel even with a constant intensity equal to one (by a change of time). We show also that starting from any distribution, the solution converges to the limit proportions. Furthermore, we are able to show the exponential stability using the Routh-Hurwitz criterion for an example of a finite system of differential equations. The solution of such a system of equations describes the cross distribution of types in the market.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.