Orientadores : Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Marli de Freitas Gomes Hernandez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kleucio_Claudio_M.pdf: 6718409 bytes, checksum: 010b4add6c8b4ec7667ffc4ad6a968e5 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Isaias Vizotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_VivianLima_M.pdf: 9513820 bytes, checksum: e175622c15dfaa535ce57ab6a9dea11a (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Sergio Tonini Button / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:38:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_FredericoOzanan_D.pdf: 8879577 bytes, checksum: 2f2f7a4f466c3804a9c562a96d482129 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Elementos tubulares que apresentem tensões residuais compressivas na parede interna poderiam vir a ser utilizados como componentes mecânicos resistentes à tensões cíclicas de torção e flexão. Este trabalho tem por objetivo propor um conjunto de ferramentas que induzam tais tensões residuais compressivas na parede interna dos tubos trefilados de Aço Inox ABNT 304, simultaneamente, reduzindo o esforço de trefilação necessário e, também propõe métodos indiretos para a determinação destas tensões residuais, uma vez que o método convencional de medição por difração de raios-x exige uma superfície plana para sua execução. Para a execução deste trabalho foram feitas simulações da trefilação de tubos através de modelos criados por meio de métodos analíticos e do Método dos Elementos Finitos. Ensaios experimentais da trefilação de tubos com plugs fixos onde se variou o lubrificante, a velocidade de trefilação e o tipo de lubrificação também foram executados. Os resultados obtidos nos ensaios experimentais foram comparados aos obtidos nas simulações para validar aqueles modelos. Estes resultados mostraram que se pode empregar o método proposto para a determinação das tensões residuais e que o conjunto de ferramentas empregado foi eficiente na redução da força de trefilação e na indução de tensões residuais compressivas na parede interna dos tubos trefilados / Abstract: Tubular components that present compressive residual stresses in their inner surface can be used as mechanical parts to improve their resistance to torsion and bending cyc1ic stresses. The main objective of this work is to design a cold drawing tool set to generate these compressive residual stresses within ABNT 304 stainless steel tubes, and concurrent1y reduce the drawing loads. This work also presents an indirect experimental procedure to determine these residual stresses, since the conventional x-ray diffraction method used to measure these stresses demands a planar surface. Tube drawing was simulated by analytical methods and by the finite element method. Experimental tests with the tube drawing tool set were also carried out with fixed plugs to analyze the influence of the lubricant, drawing speed and lubrication regimes on the drawing load. Experimental results were compared to numerica1 results to validate these models and to define the best drawing conditions. These results showed that the x-ray diffraction method used in this work is reliable to determine the residual stresses. It was also shown that the tube drawing tool set was efficient to reduce the drawing load and to generate compressive residual stresses in the inner surface of the drawn tubes / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:57:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_LucianoPradode_M.pdf: 882154 bytes, checksum: 50a64e4d365accdfb6a88a03078e223a (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

Orientador: Aloisio Ernesto Assan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-24T20:31:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SedanoTapia_LuisGilbert_M.pdf: 3679387 bytes, checksum: 670092559cff076eda5961cd1d7dd77e (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Apresenta-se um elemento finito triangular de sete nós para a análise de placas laminadas de material composto, pelo método dos deslocamentos. É necessário conhecer as propriedades elásticas do material, os coeficientes de correção do cisalhamento, a geometria da placa, assim como as orientações das fibras de cada lâmina. Este modelo é formulado usando o princípio da mínima energia potencial total junto com a teoria de deformação de cisalhamento de primeira ordem (Reissnerl/Mindlin). O elemento é baseado numa representação isoparamétrica aliada a estratégia de interpolação interdependente; polinômios de ordem cúbica para os deslocamentos de flexão e polinômios de ordem quadrática para a geometria do elemento, rotações e deslocamentos no plano médio. O elemento resultante é desenvolvido fazendo-se uso de integração numérica exata, com os domínios corrigidos e livre do efeito de travamento de cisalhamento (shear locking). Resultados numéricos são apresentados para demonstrar seu bom comportamento frente a outros elementos triangulares existentes na análise de problemas usuais / Abstract: A seven-nodal degrees of freedom triangular finite element for analysis of laminated plates of composite material is presented. It is necessary to know the elastic properties of the material, the shear correction coefficients, the plate geometry as well as the orientation of the fibers of each one of the laminates. This model is formulated using the minimum total potencial energy with the theory of shear deformation of first order (Reissner/Mindlin). The element is based upon a isoparametric representation with a interdependent interpolation strategy; bicubic polynomials for the transverse displacements and biquadratic polynomials for the element geometry, in-plane rotations and displacements. The resulting element, developed using exact numeric integration, has correct rank and is free of shear locking. Numeric results are presented to show its good performance when compared with other existent triangular elements in the analysis of standard test problems / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Renato Pavanello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T02:11:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zavala_PauloAlexandreGalarce_M.pdf: 8555394 bytes, checksum: 8fdadf9f1b23563d93f65871a8ee18f8 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Neste trabalho buscou-se um Método de Acoplamento Fluido-Estrutura que levasse em consideração a presença de meio fluido infinito. Após uma revisão de literatura sobre tratamento de meios infinitos, adotou-se o Método Dirichlet-to-Neumann (DtN), por ser exato, não reflexivo e podendo ser diretamente inserido no Método de Elementos Finitos (MEF) usado na modelagem Fluido-Estrutura. Assim, a modelagem clássica em elementos finitos para meios estrutural e fluido são apresentadas conjuntamente com a formulação para alguns elementos simples bi-dimensionais. O Método DtN para meios fluido infinitos e semi-infinitos é apresentado junto com sua forma discretizada para inclusão no MEF, sendo discutida suas principais implicações. Um Método de Expansão de Resultados para fora do domínio discretizado é apresentado. A modelagem Fluido-Estrutura em meio fluido infinito usando-se o Mapeamento DtN (MEF jDtN) é apresentada. Na sequência, é feita a investigação do Método DtN, com a validação da implementação adotada, análise da influência dos parâmetros do Método DtN e análise do Método de Expansão dos Resultados. Para a investigação da modelagem Fluido-Estrutura com Mapeamento DtN foram escolhidos dois exemplos, o primeiro traz a comparação de resultados experimentais (de outro autor) do campo acústico radiado a partir de uma placa vibrando em meio aéreo (espaço completo) com resultados usando-se o MEF jDtN. O segundo exemplo traz a comparação de resultados obtidos usando-se o Método de Elementos de Contorno para o comportamento dinâmico estrutural de uma viga cantilever (engastada-livre) em uma parede infinita (semi-espaço) com resultados usando-se o MEF jDtN. Ao final, são apresentadas sugestões para trabalhos futuros dentro desta área de pesquisa / Abstract: This work were interested in finding a method of fluid-structure coupling with infinite fluid medium. After a literature analysis in infinite fluid medium modeling, were adopted the Dirichlet-to-Neumann (DtN) Method, wich is exact, non refiexive and can be directly included in the Finite Element Method (FEM) wich is used in fluid-structure modeling. First, the classic finite element modeling for structure and fluid are presented with the formulation of some simple bi-dimensional elements. The DtN Method for infinite and semi-infinite fluid medium is presented with the discretized form for inclusion in FEM. The main implications of that are discussed. A method of expansion of results for outside of the discretized domain is presented. The fluid-structure modeling with DtN mapping (FEMjDtN) is presented. A investigation of the DtN Method is shown, with validation of the computational code adopted, analysis of the influence of the DtN parameters and analysis of the Method of Expansion of Results. Two examples were choosen for the investigation of the fluid-structure modeling with DtN mapping. The first is a comparision of experimental results (made by other author) of the acoustic field radiated from a vibrating plate in air medium (fulI space) with results obtainned using FEMjDtN. The second, brings a comparision of results obtainned using the Boundary Element Method, for the dynamic behaviour of a cantilever beam (clamped-free) in an infinite wall (semispace) with results obtainned using the FEMjDtN. Finally, are presented sugestions for future works in this research area / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Roberto Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T06:46:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Blanco_LisaBeatriz_M.pdf: 10719993 bytes, checksum: 35b30fd4be41f528a359712cdebe867e (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: o trabalho trata da investigação dos diferentes métodos de elevação de óleos pesados, enfatizando-se o sistema de Bombeio por Cavidades Progressivas (BCP). A caracterização reológica de três óleos ultra-viscosos de campos petrolíferos brasileiros foi realizada, considerando-se o comportamento dinâmico das amostras, bem como o efeito da temperatura nos ensaios. A simulação do escoamento laminar, isotérmico, em regime permanente, do óleo com comportamento não-Newtoniano, através do anular concêntrico formado entre o revestimento de produção e a coluna de hastes de acionamento da bomba, foi realizada através do Método de Elementos Finitos. Foi utilizado um modelo bidimensional para representação do escoamento axi-rotacional, com formulação mista de velocidade-pressão e Método de Newton com um esquema incremental de carregamento. Os resultados mostraram que as perdas de carga no espaço anular são significativas no dimensionamento do sistema BCP, sendo o conhecimento das propriedades reológicas do material de fundamental importância nesse tipo de análise / Abstract: This work is about the investigation of different methods of heavy of lifting, with emphasis in the Progressive Cavity Pumping system (PCP). The rheological characterization of three ultra-viscous oils of Brazilian's fields was accomplished, considering the dynamic behavior of the samples, as well as the effect of the temperature in the tests. The simulation of the steady, laminar and isothermal flow, of oil with non-Newtonian behavior, through the concentric annulus formed between the production tubing and the rod string which drives the pump, was accomplished by applying the Finite Element Method. A bidimensional model was used for the representation of the axi-rotational flow, with mixed formulation of velocity-pressure and the Newton's Method with an incremental loading scheme. The results showed that the pressure drop in the annular space is significant in the PCP system design, and the knowledge of the rheological properties of the material is of fundamental importance in this type of analysis / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Isaias Vizotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-25T10:45:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SedanoTapia_MiguelAngel_M.pdf: 5792195 bytes, checksum: a12ad36b93a81dff59c8b9493e65fe78 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: : O presente trabalho tem como objetivo a geração de formas livres de estruturas em casca, utilizando-se um programa gráfico denominado MTOOL para o desenho inicial das malhas planas de elementos finitos. O programa também fornece a discretização da malha de elementos finitos, sendo que o arquivo de saída deste programa é feito em fornato neutro (ver apêndice B). Depois, a partir do modelo computacional desenvolvido por Vizotto (1993), procede-se a geração das geometrias de diferentes formas livres de estruturas em casca, concentrando-se neste trabalho em formas de grande interesse em Engenharia Civil, cascas com projeção em plantas quadradas, com e sem domo. O programa desenvolvido por Vizotto fornece um arquivo de saída que é lido pelo programa de análise numérica ANSYS. As geometrias obtidas para estruturas em casca de formas livres são aquelas em que os estados ideais de tensões são de compressão pura para as principais solicitações atuantes. Para as outras solicitações secundárias, é desejável que ocorra o mínimo possível de flexão das cascas, uma vez que o estado ideal, que é a ausência de flexão para todos os carregamentos, é praticamente impossível. Deste modo é possível projetar formas livres e esbeltas de estruturas em casca para coberturas, com quaisquer formatos na projeção horizontal e que, em essência, possuam um comportamento aproximado de acordo com a Teoria de Membrana. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The present work has as objective the generation of free form shelI structures, being used a denominated graphic program MTOOL for the initial drawing of the plane meshes of finite elements. The program also supplies the discretize of the mesh of finite elements, and the file of exit of this program is made in neutral format. Then, the starting froro the model computacional developed by Vizotto (1993), proceeded the generation of the geometries in different free form shelIs structures, concentrating on this work in forms of great interest in Civil Engineering, peels with projection in square plants, with and without dome. The program developed by Vizotto supplies an exit file that is read by the program o numeric analysis ANSYS. The geometries obtained for structures in free form shelIs are those in that the ideal states of tensions are of pure compression for the main solicitations atuantes. For the other secondary solicitations, it is desirable that happens the possible minimum of bending load of the peels, once the ideal state, that it is the bending load absence for alI the shipments, it is practicalIy impossible. This way it is possible to project free fonns and slender of structures in shell for coverings, with any fonnats in the horizontal projection and that, in essence, possess a behavior approached in agreement with the Theory of Membrane. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Jorge Stolfi, Marcio Luiz de Andrade / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T14:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomide_Anamaria_D.pdf: 6352100 bytes, checksum: b07d47a1dff8e6fa46d1d0bc33ed1952 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Estudamos neste trabalho o método de elementos finitos para aproximação de funções, e integração de equações diferenciais parciais sobre a esfera S2. Tais problemas ocorrem em várias aplicações práticas, incluindo modelagem global do tempo, geofísica, iluminação, etc. Definimos um polinômio esférico como sendo a restrição à esfera sn-l de um polinômio nas coordenadas cartesianas (Xl, x2,.", xn) de Rn. Denotamos por pd,n /sn-l o espaço de todos os polinômios esféricos de grau total :s:d, e por 1ld,n/sn-l o espaço dos polinômios esféricos homogêneos de grau total d. As funções que investigamos são as funções esféricas Cr polinomiais por partes, ou splines esféricos Cr, definidos em relação a uma triangulação esférica T de sn-l. Seja p~,n[T]/sn-l o espaço de todas as funções f de sn-l em R tais que (1) a restrição de f a cada triângulo de T coincide com uma função de pd,n/sn-l; e (2) a função f tem continuidade de ordem-r através das fronteiras de T. Analogamente, seja 1l~,n[TJlsn-l o sub-espaço de p~,n[T]/sn-l dos splines esféricos homogêneos, que consiste das funções que são 1ld,n/sn-l em cada triângulo de T. Neste trabalho mostramos que pd,n/sn-l = 1ld-l,n /sn-l EB1ld,n/sn-l, e estendemos esse resultado aos splines esféricos, mostrando que p~,n[TJlsn-l = 1l~-l,n[TJlsn-l EB1l~,n[T]jsn-l. Alfeld, Neamtu e Schumaker propuseram recentemente o espaço 1l~[TJlS2 para aproximação na esfera S2, e obtiveram uma construção explícita de uma base para o espaço 1l~[T]/S2, quando d 2: 3r + 2. Combinando .esta construção com o nosso resultado, acima descrito, nós obtemos uma base local explícita para o espaço P~[T]jS2 quando d 2:3r + 3. Nossa tese é que o P~[T]jS2 é um espaço de aproximação mais natural e eficaz do que 1l~[T]/S2. Analisamos, em particular, o uso dos espaços Pg[T]jS2 e Pf[T]jS2 para aproximar funções restritas a esfera S2, pelo critério dos mínimos quadrados. Analisamos também o uso do espaço Pf[TJlS2 para resolução numérica de equações diferenciais parciais na esfera, pelo método dos elementos finitos, e descrevemos uma técnica multi-escala para acelerar a convergência em malhas finas / Abstract: We study in this work the finite element method for function approximation and integration of partial differential equation on the sphere S2. These problems occur in many pratical applications, including global weather modeling, geophysics, illumination, etc.. A spherical polynomial is the restriction to the sphere sn-l of a polynomial in the coordinates Xl, X2,. . . , Xn of Rn. We denote by pd,n/sn-l the space of spherical polynomials with total degree :::; d, and by 1íd,n/sn-l the space of homogeneous spherical polynomials with total degree d. The functions we investigate are the Cr piecewise polynomial functions on sn-l, or Cr spherical splines, defined relative to a spherical triangulation T on the sphere sn-l. Let p~,n[T]jsn-l be the space of all functions f from sn-l to R such that (1) the restriction of f to each triangle of T matches some function in pd,n /sn-l; and (2) the function f has order-r continuity across the boundaries of T. Analogously, let 1í~,n[T]jsn-1 denote the subspace ofP~,n[T]/sn-l, the homogeneous spherical splines, which consists of the functions that are 1íd,n/sn-l within each triangle of T. We show that pd,n/sn-l = 1íd,n/sn-l EB1íd-l,n /sn-l, and generalize this result to spherical splines, showing that p~,n[T]jsn-1 = 1í~,n[T]jsn-1 EB1í~-I,n[T]jsn-l. Alfeld, Neamtu and Shumaker proposed recently the space 1í~[T]jS2 for approximation on the sphere S2, and they obtained explicit bases for that space, when d 2 3r + 2. Combining their construction with our result above, we obtain explicit local bases for the spaces p~[T]jS2, when d 2 3r + q. We argue that the space P~[T]jS2 is a more natural and effective tool than 1í~[T]jS2 for approximation on the sphere. We analyze, in particular, the use of spaces Pg[T]jS2 and Pf[T]jS2 for least squares function approximation on the sphere S2. We analyze also the use of the space Pf[T]jS2 in the numerical integration of partial differential equations; and we describe a multi-scale technique for accelerating the convergence on large grids / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e da Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nobrega_KleberZuza_D.pdf: 2646260 bytes, checksum: 5fab9976f2d458a8b82801542734e7c5 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho de tese, estão aqui apresentadas algumas ferramentas de desenvolvimento para duas formulações distintas do Método dos Elementos Finitos (MEF), nodal e com elementos de aresta, que, seguidamente, são aplicadas na análise de estruturas fotônicas. Numa primeira etapa, três programas gerados em Matlab® foram produzidos com o intuito de simplificar, estimular e facilitar o aprendizado do MEF; contudo, no âmbito da pesquisa, estes também mostraram-se eficientes em contemplar a possibilidade do desenvolvimento parcial de explorar novos códigos e formulações em elementos finitos. Na seqüência, estes programas são devidamente utilizados na simulação de algumas estruturas fotônicas lineares ou não-lineares, através de códigos elaborados em Fortran. Em princípio, nestas estruturas destacam-se três pontos principais: a geração de novas condições de camadas absorventes perfeitamente casadas (Perfectly Matched Layers) para meios não-lineares; a proposta de um novo guia de onda planar utilizando cristais fotônicos, para reduzir os níveis de potência crítica no fenômeno de biestabilidade óptica; e, por último, a obtenção de uma nova fibra óptica monomodo, com cristais fotônicos, possuindo uma região de invariância bem superior àquelas comentadas na literatura / Abstract: In this thesis, it has been implemented some numerical and symbolic tools to help in the development of computer subroutines of the Finite Element Method using two distinct formulations, with nodal and edge elements, applied to analysis of photonic structures. In a first stage, three computer programs were developed using Matlab® to simplify, to stimulate and to make easy the learning of the MEF. Concerning the research aspects, such programs have been shown to be efficient in the development and exploration of new computer codes and formulations in the MEF. Following, they also have been used to simulate some linear and nonlinear photonic structures, written in Fortran. At first, three main aspects have been considered: a series of new boundary conditions (Perfectly Matched Layers) for nonlinear media; the proposal of a new planar waveguide using photonic crystals, to reduce the critical power in the bistability phenomenon; and, finally, a new topology of a monomode photonic crystal fibers having a wider range of such characteristic than the conventional ones explored in the literature / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica