Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-02-25T16:57:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Adson Silva_Impressão Final final.pdf: 6310961 bytes, checksum: 23a11f44ebd1ef6fa4f71b3bbd70d9a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-25T16:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Adson Silva_Impressão Final final.pdf: 6310961 bytes, checksum: 23a11f44ebd1ef6fa4f71b3bbd70d9a3 (MD5) Previous issue date: 2015-07-01 / Capes / Este trabalho teve como objetivo projetar um vaso de pressão segundo a norma ASME, efetuar uma análise deste usando o método analítico e o Método dos Elementos Finitos e comparar os resultados obtidos pelos dois métodos. Dois vasos de pressão foram dimensionados seguindo especificações oriundas de um sistema virtual, determinado apenas para este estudo e aplicando essas especificações à ASME seção VIII Divisão I e II. Com base nessas determinações, os vasos foram modelados em 3D utilizando o software SOLIDWORKS®. Foram determinadas as tensões de membrana para cada vaso, via método analítico e com os modelos tridimensionais foram feitas as simulações utilizando o software ANSYS® para obtenção da distribuição das tensões. Com base nas teorias de membrana e nos resultados das simulações, pôde-se entender o comportamento das tensões atuantes no vaso devido ao carregamento e identificar as regiões com maiores concentração de tensões. Conseguiu-se estabelecer um paralelo entre os requisitos exigidos pela norma e o impacto destes no projeto de um vaso de pressão. Pôde-se concluir que os vasos determinados por norma apresentam maior robustez e que, quando analisados através do Método dos Elementos Finitos em um modelo 3D, apresentam a possibilidade de uma redução em suas espessuras. / This study aimed to design a pressure vessel according to ASME standard, make an analysis using analytical method and compare the results with those obtanied by using the Finite Element Method. Two pressure vessels were determined by following specifications derived from a system that works with the pressure vessel and applying ASME Section VIII Division I and II w. Based on these determinations these vessels were modeled in 3D using the software SOLIDWORKS®. Membrane tensions were determined for each vessel by using an analytical method, and for the models, simulations were performed with the software ANSYS® in order to determine the stress distribution. Based on the analytical method and the results of numerical simulations, it was possible to understand the behavior of the stresses acting on the vessel due to loading. We could draw a parallel between the requirements of the standard and the impact of these in a pressure vessel project. It could be concluded that vessels determined by standards are stronger and when analyzed using the Finite Element Method by using a 3D model, present the possibility of a reduction in their thicknesses.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:34:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2192_1.pdf: 10083795 bytes, checksum: 651c6b6c8bcfdd3c7b014bf4893e6e93 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo do presente trabalho é desenvolver um sistema computacional capaz de simular numericamente escoamentos laminares de fluidos governados pelas Equações de Navier- Stokes escritas na sua forma incompressível, com variáveis primitivas em domínios tridimensionais. Para tal, o fluido é considerado viscoso e incompressível, e no domínio fluido emprega- se uma formulação com estabilização da convecção e da pressão do tipo SU (Streamline Upwind), o Método dos Elementos Finitos e o Método do Passo Fracional para realizar o fracionamento dos sistemas de equações algébricas no tempo, resultando em uma formulação monolítica, e com estabilidade de segunda ordem no tempo. Foi utilizada uma estrutura de dados baseada nas arestas dos elementos tetraédricos lineares, que apresentam como principal vantagem o ganho de tempo computacional, visto que cada termo pode ser obtido via préprocessamento na forma de coeficientes de contribuição de cada aresta. O programa foi escrito em linguagem FORTRAN 90. Foram aplicados os conceitos de computação paralela em computadores com memória distribuída para permitir a análise de problemas de grande porte, comuns na Dinâmica dos Fluidos Computacional. Utilizou-se a decomposição de domínio via PARMETIS (Parallel Graph Partitioning and Sparse Matrix Ordering) para particionar a malha computacional e MPI (Message Passing Interface) para viabilizar a comunicação paralela. Também foi utilizado o pacote PETSc (Portable Extensible Toolkit for Scientific Computations), que possui uma vasta gama de estruturas paralelas úteis no desenvolvimento de algoritmos paralelos para computação distribuída. Diversas aplicações foram analisadas de forma a verificar e validar o sistema computacional desenvolvido. Os resultados obtidos nas análises estão em conformidade com dados experimentais, teóricos e numéricos disponíveis na literatura

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-09-12T18:09:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) UMA METODOLOGIA PARA ANÁLISE DE COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DE COMPONENTES DE AEROGERADORES.pdf: 2234628 bytes, checksum: c801a59ec85918d199458eb62c41c451 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T18:09:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) UMA METODOLOGIA PARA ANÁLISE DE COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DE COMPONENTES DE AEROGERADORES.pdf: 2234628 bytes, checksum: c801a59ec85918d199458eb62c41c451 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Simulações computacionais do comportamento dinâmico dos modernos aerogeradores constituem-se em informação técnica estratégica muito empregada e, cada vez mais valorizada, nas etapas de projeto e certificação de uma nova máquina para o cada vez mais concorrido mercado global de energia eólica. Essas simulações são realizadas com o emprego de complexos sistemas computacionais que demandam do usuário expertise em vários campos de conhecimento técnico das engenharias. Este trabalho objetiva apresentar e testar uma metodologia para investigar o comportamento estrutural de componentes de aerogeradores. O estudo de caso é desenvolvido com um aerogerador modelo do tipo Velocidade Varável Pitch Variável de 2 MW disponível em um código aeroelástico, GL Bladed que será utilizado nas simulações dinâmicas dos principais estados operacionais (operação normal, partida, parada normal, parada de emergência) e não operacionais (estado ocioso, estado estacionário) do aerogerador para obter as forças e momentos tridimensionais que serão transmitidas para toda a estrutura do aerogerador. Uma ferramenta de CAD (Solidworks) é utilizada para representar em 3D o modelo do aerogerador completo, considerando-se duas situações para a sua estrutura de sustentação: torre de aço e torre de concreto armado. Em seguida, os modelos geométricos são exportados para uma ferramenta de elementos finitos (COMSOL Multiphysics) visando realizar simulações numéricas da resposta estrutural dos modelos através de verificação das tensões e deslocamentos produzidos. A ferramenta de elementos finitos é alimentada pelos cenários mais críticos identificados, dentre os elencados pela IEC 61400-1. Ao se comparar os resultados obtidos pela solução do modelo de elementos finitos para todas as condições simuladas, verificou-se que nenhum dos valores de tensões máximas de Von-Mises sofridas pelas torres de aço e de concreto atingiu o valor das suas respectivas tensões de cálculo. Este resultado evidencia que tanto o modelo da torre de aço quanto ao de concreto resistiriam aos piores cenários de forças e momentos tridimensionais. Observaram-se concentrações de tensões nas regiões de descontinuidade geométricas da estrutura das torres. Por outro lado, os deslocamentos máximos obtidos para as torres foram analisados para verificar o aspecto da flexibilidade da estrutura de sustentação. Por fim, analisou-se o comportamento estrutural dos modelos das torres de aço e de concreto armado em regime estacionário, sob a ação da velocidade básica do vento (velocidade extrema) da região de interesse. Este estudo de caso demonstrou a aplicabilidade da metodologia proposta para análise do comportamento estrutural de componentes de aerogeradores. Sugere-se a aplicação da mesma para outros componentes da máquina visando demonstrar a robustez do método proposto. / Computational simulations of the dynamic behavior of modern wind turbines provide technical strategic information very much employed and, increasingly valued during the design stages and certification of a new wind turbine for the increasingly competitive global wind energy market. These simulations are performed with the use of complex computational systems that require user experience in several technical expertise fields of engineering. This work seeks to present and test a methodology in order to investigate the structural behavior of wind turbine components. The case study is performed with a 2 MW Variable Speed Variable Pitch (VSVP) wind turbine model available in an aeroelastic code, GL Bladed where dynamic simulations of the main operational (normal operation, start-up, normal stop, emergency stop) and non-operational (idling and parked state) states of the wind turbine are performed in order to obtain the tridimensional forces and moments transmitted to the whole turbine structure. A CAD tool (Solidworks) is employed to represent the complete wind turbine model in 3D, considering two situations for the support system: steel tower and reinforced concrete tower. The geometric models are exported to a finite element tool (COMSOL Multiphysics) with the aim of simulating numerically their structural behavior by observing the stresses and displacement produced. The finite element tool is fed with the most critical scenarios identified, among others given by IEC 61400-1. When the results of the solution given by the finite element model for all the simulated conditions were compared, it was observed that the maximum von Mises stresses produced in each of the towers did not reach the respective calculated stress value. This result proves that both concrete and steel towers resisted the worst scenarios of tridimensional forces and moments. Stress concentrations were identified in the discontinuity regions of the tower structures. On the other hand, the maximum displacements produced on the towers were analyzed with the aim of verifying the flexibility aspect of the support structure. Finally, the influence of extreme wind on the structural models of the steel and reinforced concrete tower model were analyzed under the rotor parked mode at the region of interest. The case study demonstrated the applicability of the proposed methodology for analyzing the integrity of wind turbine components. It is recommended that this methodology is applied for other wind turbine components in order to demonstrate the robustness of the proposed method.

Com desenvolvimento significativo da indústria aeronáutica, naval e automotiva a partir de 1960, houve a necessidade de diminuir peso, juntamente com a melhora de propriedades como resistência mecânica, controle de vibrações, aumento de resistência a agentes químicos, etc. É neste contexto que surgem os materiais compostos por laminados modernos, utilizados como uma primeira tentativa para projetar novos materiais a partir da combinação em escala macroscópica de duas ou mais matérias simples. Juntamente com o desenvolvimento de materiais de alto desempenho, obtidos por empilhamento de compostos laminados, tornou-se necessário o desenvolvimento de novas teorias capazes de modelar adequadamente as tensões cisalhantes responsáveis pelos acoplamentos interlaminares. Neste sentido as novas teorias aplicadas a modelos macro mecânicos, como, a FSDT (First shear deformation theory) e as teorias cinemáticas cúbicas TSDT (Third shear deformation theory), são as mais adequadas para prescrever o comportamento anisotrópico severo e falhas por delaminação do que a teoria clássica da laminação (TCL) inicialmente desenvolvida para abordar este tipo de problemas. A utilização destas teorias chamadas de alta ordem remonta dos anos oitenta e há inúmeros trabalhos publicados em problemas de placas retangulares e cascas sem restrições cinemáticas ao deslocamento. A partir do exposto este trabalho traz estudos de problemas estáticos de placas circulares e cascas de revolução ortotrópicas obtidas por material composto por laminados. Os modelos numéricos são obtidos utilizando o método de elementos finitos (MEF) com elementos lagrangeanos de alta ordem do tipo ( 0C ) juntamente com as teorias cinemáticas de primeira ordem FSDT (Reissner-Mindlin) e teorias de cinemática cúbica TSDT propostas por Reddy (1984) e Kant et al. (1982). Os estudos apresentados neste trabalho trazem o desempenho das teorias supracitadas na abordagem de problemas como: travamento de cisalhamento e membrana; fenômenos de camada limite e capacidade de aproximar soluções em deslocamento de modelos numéricos tridimensionais. Dentro deste contexto será utilizado para uma das análises um problema motivador que consiste de um reservatório cilíndrico submetido a pressões elevadas. Os resultados apresentados concordam com os exemplos benchmarking trazidos no desenvolvimento do trabalho, representando suas características. / With significant development of the aeronautical, naval and automotive industry from 1960, there was a need to reduce weight, along with the improvement of properties such as mechanical resistance, vibration control, increased resistance to chemical agents, etc. It is in this context that the materials composed of modern laminates appear, used as a first attempt to design new materials from the combination on a macroscopic scale of two or more simple materials. Along with the development of high performance materials obtained by stacking laminated compounds, it became necessary to develop new theories capable of adequately modeling the shear stresses responsible for interlaminar couplings. In this sense, the new theories applied to macro mechanical models, such as the First Shear Deformation Theory (FSDT) and the TSDT (Third Shear Deformation Theory) cubic kinetic theories, are the most appropriate to prescribe severe anisotropic behavior and delamination failures The classical lamination theory (TCL) initially developed to address this type of problem. The use of these so-called high-order theories dates back to the 1980s and there are numerous published works on problems of rectangular plates and shells without kinematic restrictions on displacement. From the above, this work presents studies of static problems of circular plates and orthotropic shells obtained by material composed of laminates. Numerical models are obtained using the Finite Element Method (MEF) with high-order lagrangean elements of type ( 0 C ) along with the first-order kinematic theories FSDT (Reissner-Mindlin) and TSDT cubic kinematics theories proposed by Reddy (1984) and Kant et al. (1982). The studies presented in this work bring the performance of the aforementioned theories in the approach of problems such as: shear locking and membrane; Boundary layer phenomena and the ability to approximate solutions in displacement of three-dimensional numerical models. Within this context, a motivating problem consisting of a cylindrical reservoir subjected to high pressures will be used for one of the analyzes. The presented results agree with the benchmarking examples brought in the development of the work, representing its characteristics

Esta dissertação tem como objetivo apresentar e verificar uma série de métodos de análise numérica não convencional em relação ao método de elementos finitos (MEF) utilizado comercialmente. Inicialmente é realizada uma revisão bibliográfica para posterior construção do referencial teórico. Dentre os itens abordados neste referencial teórico estão uma breve descrição e histórico de vasos de pressão, método MEFG (Elementos Finitos Degenerados), o método H-FEM (Elementos Finitos de Hermite), método Stable GFEM (Metódo de Elementos Finitos Generalizados com Estabilização) e o método FEM B-Spline (Método de Elementos Finitos B-Spline). No referencial teórico é construído todo equacionamento de cada método numérico para posterior programação de cada um no programa Matlab®. Os resultados gerados abordam os estudos dos efeitos de travamento devido ao esforço cisalhante sobre a primeira frequência natural em placas circulares, análise dos efeitos de regularidade dos espaços de aproximação obtidos segundo os métodos citados anteriormente, estudo do erro relativo das frequências naturais em relação à solução de referência para um intervalo definido por 50% dos primeiros modos aproximados numericamente e estudos dos efeitos de vibração forçada produzido por forças de impulso aplicadas no plano de simetria radial de cascas de revolução cilíndricas e esféricas. / This dissertation has as objective presents and checks a series of non-conventional methods for numerical analysis in comparison with the finite element method (FEM) applied commercially. Initially is performed a bibliographic revision for a posterior building of theoretical reference. Among the approached items of this theoretical reference are a quick description and history about pressure vessels, GFEM method, H-FEM method, Stable GFEM method and FEM B-Spline method. On the theoretical reference is built all equation basis of each method for posterior programming of each one in the software Matlab®. The generated results approaches the studies of locking due shear forces in circular plates under the first natural frequency, analysis of approximation spaces regularity obtained according to the methods cited before, study of relative error of natural frequencies than the reference solution for an interval of 50% of first modes numerically approximated and studies of effects due forced vibration generated by impulse forces applied in the radial symmetric plan of cylindrical shells and spheres.

Neste trabalho são descritas análises estática e dinâmica em regime elástico de pórticos espaciais com incerteza no carregamento utilizando o método de elementos finitos (MEF). A abordagem do problema dinâmico estrutural de vibrações forçadas será feita dentro do regime elástico linear com amortecimento viscoso. O pórtico é abordado com teoria de viga fina onde são considerados os acoplamentos devido às forças normais e a torção sobre o modelo de flexão em viga fina de Bernoulli-Euler. A formulação forte do problema dinâmico da viga com carga axial é obtida a partir das equações de equilíbrio de Euler-Lagrange, decorrentes do princípio variacional de Hamilton e, a formulação forte do problema dinâmico do eixo longo sujeito a torção é determinada utilizando o modelo de torção de Saint-Venan. Para a determinação da formulação fraca para o elemento de viga tridimensional foi aplicado o método dos resíduos ponderados Galerkin. Também é descrita neste trabalho, a análise da confiabilidade estrutural considerando a incerteza no carregamento e, em algumas propriedades mecânicas dos materiais, utilizando o método de Monte Carlo (MMC). A série de Neumann foi utilizada como alternativa para reduzir o tempo de processamento do problema dinâmico. A análise simultânea das diversas variáveis foi abordada utilizando a estatística multivariada. Os resultados da analise estática e de vibrações livres dos exemplos numéricos são apresentados com o intuito de validar os métodos contidos neste trabalho comparando-os com resultados obtidos utilizando um software comercial de análise estrutural. / In this thesis, static and dynamic analysis of elastic space frames with regime uncertainty in loading using the finite element method (FEM) are described. A structural approach to the dynamic problem of forced vibrations will be made within the linear elastic regime with viscous damping. The structure is approached with thin beam theory which the couplings are considered normal forces due to twisting and bending about the model thin Bernoulli-Euler beam. The strong formulation of the dynamic problem of the beam with axial load is obtained from the equilibrium equations of Euler-Lagrange equations arising from the variational principle of Hamilton and the strong formulation of the dynamic problem of the long shaft under torsion is determined using the model of twist of Saint-Venan. To determine the weak formulation for three-dimensional beam element applies the Galerkin method of weighted residues. Is also described in this study, the analysis of structural reliability considering the uncertainty in loading and some mechanical properties of materials using the Monte Carlo method (MMC). Neumann series will be used as an alternative to reduce the processing time of the dynamic problem. The simultaneous analysis of several variables is addressed using multivariate statistics. Some results of numerical examples are presented in order to validate the methods contained in this work compared with the results obtained from structural analysis of commercial software.

Orientador: Kátia Lucchesi Cavalca Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T19:43:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tuckmantel_FelipeWenzeldaSilva_M.pdf: 5340309 bytes, checksum: a62c87427ed691bb455fd23f46cde6f0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O estudo de máquinas rotativas ocupa uma posição destacada no contexto de máquinas e estruturas, tendo em vista a grande aplicação das máquinas rotativas e a importância de conhecer o seu funcionamento com fins de otimização e de projeto para diminuição de custos, melhora de qualidade e aumento da vida útil dos componentes. Estas máquinas, e seus componentes, possuem características peculiares em seu funcionamento, as quais se refletem em seu comportamento dinâmico e, conseqüentemente, nos problemas mecânicos a estes associados. A análise do comportamento das máquinas rotativas envolve considerável complexidade, já que são constituídas, geralmente, por um sistema de equipamentos que abrangem, além do rotor, eixos e mancais, fundação e outros equipamentos auxiliares, como, por exemplo, selos de fluxo. Portanto, para se estudar o comportamento dinâmico desses sistemas, é necessário determinar a interação de todos os componentes para o entendimento dos fenômenos envolvidos. O sistema rotativo foi matematicamente modelado através da modelagem do eixo por elementos finitos, através de um conjunto de discos rígidos e segmentos de eixo com massa e elasticidade distribuídas, e dos mancais hidrodinâmicos, cuja representação ocorre a partir de seus coeficientes equivalentes de rigidez e amortecimento. A fundação também teve sua influência contemplada pelas representações por Parâmetros Concentrados, Impedância Mecânica e Coordenadas Mistas. Portanto, neste trabalho, desenvolveu-se a configuração do pacote computacional, a padronização da entrada e saída dos arquivos, a implementação dos elementos de viga e de disco rígido, a excitação por desbalanceamento, a determinação dos carregamentos nos mancais e a resposta dinâmica do sistema no domínio da freqüência, tendo como objetivo robustez, flexibilidade, confiabilidade, além de usabilidade e interface amigável do pacote / Abstract: The Rotordynamics occupies a prominent position in the design of machines and structures, due to the wide application of rotating machinery and the importance of the knowledgment of its operation for purposes of optimization and design for cost reduction, quality improvement and increased component life cycle. These machines and their components have peculiar characteristics in its operation, which will reflect in its dynamic behavior and, consequently, on the mechanical problems associated with these. The behavior of rotating machinery involves considerable complexity, as they are composed, usually by a system of equipment which includes, besides the rotor, shafts and bearings, foundation and other auxiliary equipment, for example, shaft seals. Therefore, to study the dynamic of these systems, it is necessary to determine the interaction of all components for understanding the phenomena involved. The rotation system was mathematically modeled by the shaft modeling through the Finite Element Method, through a set of disks and shaft segments with elasticity and mass distribution, and hydrodynamic bearings, whose representation occurs through the coefficients of equivalent stiffness and damping. The foundation also had its influence covered by the formulation of Concentrated Parameters, Mechanical Impedance and Mixed Coordinates. Therefore, in this work, it is developed the computational package configuration, standardization of input and output files, the implementation of beam elements and disks, the unbalance excitation, the determination of loads on the bearings and the frequency dynamic response of the system, aiming at robustness, flexibility, reliability, usability and user-friendly of the software / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: José Roberto Nunhez, Nicolas Spogis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:12:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nasato_DanielSchiochet_M.pdf: 8429075 bytes, checksum: 08b5ea34c892e0a82506be022a1613ee (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho propõe um acoplamento entre o método dos elementos discretos (DEM), utilizado para simular o manuseio de materiais particulados, e o método dos elementos finitos (FEM), utilizado para estimar respostas estruturais a uma dada condição de carregamento. O acoplamento é de 1 via, onde as forças na estrutura calculadas pelo software de DEM são passadas ao software de FEM. Foi proposta uma validação numérica a fim de avaliar a precisão do acoplamento em passar as forças do software de DEM para o software de FEM. Apenas efeitos estáticos são avaliados neste primeiro teste. Uma validação experimental foi realizada utilizando-se medidas em um tanque de mistura, permitindo assim a captura de efeitos dinâmicos das partículas. Com o modelo desenvolvido e validado, foram realizadas simulações em um equipamento industrial utilizando os softwares de DEM e FEM e o acoplamento desenvolvido, como parte de um projeto realizado com uma empresa do setor de mineração / Abstract: This work proposes a coupling between the discrete element method (DEM), used to simulate bulk materials handling, and the finite element method (FEM), used to simulate structural response to a certain loading condition. It is a one-way coupling, where the forces in the structure calculated by the DEM software are sent to the FEM software. It was proposed a numerical validation in order to evaluate the precision of the coupling to pass the forces from the DEM to the FEM software. Only static effects are evaluated in this initial test. An experimental validation was done using data measured from a mixing tank, allowing dynamic effects to be considered. With the model developed and validated simulations were done in industrial equipment using DEM and FEM software and the developed coupling, as part of a project with a mining sector company / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-18T01:44:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cecilio_DiogoLira_M.pdf: 5163879 bytes, checksum: 102fa941f977c8a36107d3d37f05c5af (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este estudo revisa os fundamentos da teoria da plasticidade incremental em uma formulação elastoplástica do comportamento no ponto material e sua ligação com o método dos elementos finitos. Documenta a implementação na linguagem de programação C++ dos modelos elastoplásticos de Drucker-Prager, Mohr-Coulomb e von Mises. É realizado uma série de simulações de carregamento uniaxial para os modelos implementados e finalmente solucionados três problemas elastoplásticos em elementos finitos. Em cada um dos problemas resolvidos foi utilizado o modelo elastoplástico adequado ao material do problema em questão. Os problemas solucionados foram todos em estado plano de deformação e consistiram em: i) um ensaio de compressão diametral; ii) um problema de estabilidade de taludes; iii) e um tubo de aço pressurizado internamente. A implementação da formulação elastoplástica foi validada comparando os resultados das simulações com os da literatura / Abstract: This work reviews the fundamentals of the theory of plasticity in an incremental formulation of the elastoplastic behavior at a material point and its connection with the finite element method. It documents the implementation of the elastoplastic models of Drucker-Prager, Mohr-Coulomb and von Mises in the programming language C++. A series of simulations of uniaxial loading models are carried out and three problems in elastoplastic finite element method are solved. In each of the modeled cases the most appropriate elastoplastic model among those implemented is employed. The problems were solved in plane strain state and comprise: i) a diametral compression test of concrete or Brazilian Disc Test; ii) a problem of slope stability; iii) and an internally pressurized vessel. The implementation of the elastoplastic formulation was validated by comparing the simulation results with the results from the literature / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Renato Pavanello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T00:16:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bispo_RafaelSantana_M.pdf: 3924997 bytes, checksum: eedf2e79312457d2dfe0c4ce2418dfe4 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Atualmente, existe uma grande tendência no incremento da produção de energia elétrica através de fontes renováveis. Em especial, a geração de energia elétrica produzida através de parques eólicos tem sido bastante adotada. O projeto desses equipamentos envolve a modelagem dinâmica acoplada solo-fluido-estrutura que pode ser estudada usando-se a formulação particionada, onde o problema da interação entre os meios é tratado de maneira iterativa. Nesse tipo de técnica, é possível que modelos fisicamente heterogêneos, chamados de partições, possam utilizar diferentes técnicas de discretização, como por exemplo o domínio do fluido ser baseado em uma formulação de Elementos de Contorno e o domínio estrutura baseado em uma formulação em Elementos Finitos. Neste trabalho, é realizado um estudo dinâmico de turbinas eólicas, utilizando tratamento particionado e Multiplicadores de Lagrange afim de se obter as frequências características e as curvas de resposta em frequência do sistema em análise. A discretização do problema é realizada através do Método dos Elementos Finitos (FEM) utilizando elemento de pórtico e quadrilateral de Wilson. Desta forma, a resolução de problemas de interação, utilizando a formulação particionada, é estudada com a finalidade de avaliar a convergência e a viabilidade da técnica em problemas harmônicos estruturais / Abstract: Currently, there is a great tendency in increasing the production of electricity through renewable sources. In this context, the generation of electric energy produced by wind farms has been widely adopted. The design of these devices involves the dynamic modeling of coupling fluid-structure-soil that can be studied using the partitioned formulation, where the problem of interaction between the parties is iterative manner. In this type of technique, it is possible that physically heterogeneous models, called partitions, can use different discretization techniques, such as the domain of fluid is based on a formulation of boundary element or based on a finite element formulation. In this paper a harmonic simulation of wind turbines, using partitioned treatment and Lagrange multipliers is studied in order to obtain the characteristic frequencies and frequency response function of the system under analysis. The discretization of the problem is performed using the Finite Element Method (FEM), as well as beam elements and the quadrilateral Wilson element. Thus, the resolution of elastodynamics problems, using the partitioned formulation is studied with the aim of assessing the feasibility and convergence of this technique, applied to dynamic harmonic analysis / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica