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.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-24T03:07:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336114.pdf: 5173221 bytes, checksum: 8f30abdbff1c2a777b7178ce2c1d481a (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho propõe uma abordagem que acopla o método dos elementos finitos generalizados global-local (MEFGgl) e o MEFG-CK para a modelagem de problemas bidimensionais que contemplem concentração de tensões. O primeiro método combina o MEF global-local clássico com a estrutura da partição da unidade, construindo funções de enriquecimento numericamente. Estas funções são geradas a partir da solução de problemas de valor de contorno locais na vizinhança de características locais, sendo usadas para enriquecer o problema global. O segundo método é bastante similar ao MEFG clássico (MEFG-C0), exceto pela partição da unidade (PU) que é arbitrariamente suave, gerando campos de tensões arbitrariamente diferenciáveis, o que não é possível com o MEFG-C0 devido à descontinuidade das derivadas normais ao longo das arestas dos elementos. O método proposto é chamado MEFGgl-Ck e sua formulação utiliza funções PU Ck no problema local, construídas através da PU de Shepard, e funções PU C0 nos problemas globais inicial e enriquecido. Assim, o método proposto não depende de soluções analíticas e somente a solução local é usada no problema global como enriquecimento. Neste contexto, pretende-se comparar a performance do MEFGgl-Ck com o MEFGgl clássico, analisando o efeito da regularidade da PU no desempenho das aproximações. Em muitas aplicações práticas de engenharia é comum analisar estruturas complexas que mostram, ao longo de grandes extensões, um comportamento elástico linear, mas que exibem plasticidade confinada em algumas pequenas regiões críticas. Estes tipos de problemas são importantes devido ao alto gradiente do campo de deformações que ocorre ao longo do contorno da zona de processo, que é difícil de representar com malhas grosseiras e funções convencionais do MEF padrão. Desta forma, além do problema de elasticidade, também é modelado um problema elastoplástico com plasticidade confinada numa pequena região do domínio global. Neste caso, os problemas local e global enriquecido são solucionados com um modelo constitutivo elastoplástico e os custos computacionais relacionados às iterações não lineares, quando comparados ao MEFG clássico, podem ser reduzidos com o uso de uma malha grosseira na resolução do problema global. Para representar a resposta irreversível e efeitos de encruamento do material, é considerada a teoria da plasticidade J2 independente de taxa, com encruamento isotrópico do material e critério de plastificação de von Mises. É considerado apenas carregamento monotônico e a cinemática de pequenos deslocamentos e pequenas deformações, com estado plano de deformações. O enriquecimento adotado no problema local é o polinomial uniforme e na interface global-local utiliza-se o método da penalidade, devido à sua simplicidade e generalidade para impor condições de contorno de Cauchy.<br> / Abstract : This work investigates an approach that couples the global-local generalized finite element method (GFEMgl) and the GFEM-CK for modeling two-dimensional problems involving stress concentration. The first method combines classic global-local FEM with the partition of unit structure, building enrichment functions numerically. These functions are generated from the local solution of boundary value problems in the neighborhood of the local features, and are used to enrich the global problem. The second method is quite similar to classic GFEM (GFEM-C°), except that the partition of unit (PoU) is arbitrarily smooth, building continuous stress fields, which is not possible with the GFEM-C° due to the discontinuity of the normal derivatives across interelement edges. The proposed method is called MEFGgl-Ck and its formulation uses C° PoU functions in the initial and the enriched global problems, and Ck PoU functions in local problem constructed by Shepard PoU. Thus, the proposed method does not rely on analytical solutions and only the local solution is used in the global problem as enrichment. In this context, the goal is to compare the MEFGgl-Ck and classic MEFGgl performances, analyzing the effect of PoU regularity in the quality of approximation. For many practical applications in engineering, a complex structure shows linear elastic behavior over almost all its extension, but exhibits confined plasticity contained in some small critical regions. These kinds of problems are important due the high gradient of deformation field which occurs along the boundary of the process zone, which is difficult to be represented with coarse meshes and conventional functions of FEM. Thus, in addition to the elastic problem, an elastoplastic one with plasticity confined in a small area of the global domain is also modeled. In this case, the local and global enriched problems are solved with an elastoplastic constitutive model and the computational costs related to nonlinear iterations, compared to the classic GFEM, can be reduced with the use of a coarse mesh in solving the global problem. The irreversible response and hardening effects of the material is represented by the rate independent J2 plasticity theory with linear isotropic hardening law together with the von Mises yield criteria. Here, it is considered only monotonic loading and the kinematics of small displacements and small deformations and plane strain are assumed. The enrichment adopted in local problem is the uniform polynomial and the penalty method is used in the global-local interface due its simplicity and generality for imposing Cauchy boundary conditions.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T15:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 83266.pdf: 3268262 bytes, checksum: a392207f2ce6fcd60ab125f7eacee776 (MD5) Previous issue date: 1988 / Neste trabalho, inicialmente, desenvolve-se uma metodologia, em contexto matemático abstrato, para estabelecer relações de reciprocidade generalizadas. A partir dessas relações, empregando função de Green que satisfaz condições de contorno do tipo de Cauchy, definida em subregiões, obtem-se uma formulação integral denominada Método Modificado da Função de Green Local (MMFGL). A seguir, propõe-se uma técnica geral para obtenção direta (sem usar função de Green ou solução fundamental do problema) dos elementos das matrizes do problema discreto. Essa técnica amplia o campo de aplicação dos métodos de elementos de contorno. Aplica-se o MMFGL para solucionar problemas de hastes, vigas e membranas elásticas. Os resultados obtidos são precisos, mesmo quando se emprega malhas esparsas para discretização do problema. Prosseguindo, determina-se uma solução fundamental para o operador diferencial presente na teoria de placas de Mindlin. Estabelece-se, através da metodologia acima referida, uma relação de reciprocidade que origina uma formulação integral direta para placas modeladas pela teoria de Mindlin. A discretização do problema é realizada por colocação e a aproximação por elementos finitos. Os resultados obtidos, empregando-se essa formulação, são precisos e comprovam que não ocorre "locking" quando aplicada para analisar placas finas.

Dissertação (mestrado) Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, 1989 / Made available in DSpace on 2016-01-08T16:28:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 80396.pdf: 3107523 bytes, checksum: cd79187dc50288e698ba9c431d8dc9c8 (MD5) Previous issue date: 1989 / Este trabalho é direcionado para a análise dinâmica de rotores. Através do método dos elementos finitos é desenvolvido um modelo matemático, representativo do comportamento do sistema mecânico ROTOR-DISCO-SUPORTE e desenvolvida toda a formulação energética de um elemento finito viga-eixo, incluindo-se os efeitos de inércia rotacional, momento giroscópio, carga axial, deformação cisalhante e massa desbalanceada. As equações de movimento do modelo são obtidas através da formulação Lagrangeana. A eficiência do modelo é verificada através da análise comparativa das freqüências naturais e críticas, para as vigas clássicas de Bernoulli-Euler, Rayleigh e Timoshenko. Após esta análise é apresentada a modelagem de grupos hidrogeradores de grande porte, cujos resultados são comparados com alguns trabalhos já desenvolvidos nesta área. Um sistema computacional chamado PADIR (Programa para Análise Dinâmica de Rotores) foi desenvolvido para obter-se os resultados apresentados neste trabalho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 87143.pdf: 1565599 bytes, checksum: 01fe75f29fd32be4d309f011feba399c (MD5) Previous issue date: 1991 / Neste trabalho é apresentado um elemento finito desenvolvido para análise estática linear de cascas de material composto multilaminado. A formulação usada é baseada num método misto de deformações e no princípio de Hellinger-Reissner modificado. O conceito de casca sólida degenerada e campos independentes, de deslocamentos e de deformações supostas, foram usados na formulação do elemento. Uma transformação covariante, entre o sistema natural e o sistema local, é usada para as deformações supostas. O elemento trata o laminado como um meio homogêneo, usando-se para tal um modelo de lâmina equivalente. Conseqüentemente o número de graus de liberdade do elemento finito independe do número de lâminas. Vários exemplos para materiais isotrópicos e multilaminados são apresentados para ilustrar o comportamento do elemento proposto.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 95670.pdf: 2527828 bytes, checksum: 6e702f1703e344b8e80b67312fb6f82f (MD5) Previous issue date: 1992 / Modelos de elementos finitos sólidos ortotrópicos são formulados e aplicados à análise de placas espessas. Seis elementos sólidos isoparamétricos são desenvolvidos a partir do método de deslocamentos, diferindo entre si quanto à ordem de suas funções de interpolação. Os elementos possuem funções de interpolação quadráticas ou cúbicas no plano e lineares, quadráticas ou cúbicas na espessura. Os modelos são aplicados à análise estática de placas isotrópicas, ortotrópicas e laminadas, os resultados sendo comparados com soluções analíticas da teoria da elasticidade. As tensões são calculadas diretamente da relação constitutiva ou através da integração das equações diferenciais de equilíbrio. Na suavização global do campo de tensões é utilizada a técnica de diferenças finitas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:24:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 97699.pdf: 5805699 bytes, checksum: 321d765ef5d0e45e93bddfb3234c8612 (MD5) Previous issue date: 1993 / O trabalho desenvolvido apresenta uma análise de lajes de concreto armado através do método interativo direto aproximado considerando não linearidade fisica. O método interativo direto aproximado consiste basicamente na repetição de um processo linear de resolução de estruturas variando a cada interação os dados físicos e/ou geométricos por regras pré-definidas. Estas regras representam o comportamento sob a ação de cargas do material e da peça estrutural envolvida. A repetição do processo linear continua até que em um número descrito de pontos estudados as regras sejam satisfeitas. O processo linear utilizado foi o método de elementos finitos implementado com o elemento de placas semi-espessas "heterosis". O parâmetro físico que se variou a cada interação foi o módulo de elasticidade representativo do material concreto armado. A regra que guiou essa variação foi vinculada a diagramas que relacionam momentos com curvaturas em lages de concreto armado. Esses diagramas momento-curvaturas foram definidos pelo tipo de solicitação que ocorre em lajes e pelas relações não lineares entre as deformações e as tensões dos componentes aço e concreto.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T19:17:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 99941.pdf: 6551935 bytes, checksum: 55a916d717a6a30a192666ddd5fa850b (MD5) Previous issue date: 1994 / Este trabalho trata do desenvolvimento de uma metodologia para a modelagem e simulação de manipuladores contendo ligações e juntas rotacionais flexíveis. Na modelagem são utilizadas as equações de Lagrange. O conjunto de coordenadas generalizadas utilizado é composto de coordenadas que descrevem os grandes deslocamentos de corpo rígido das ligações, e das coordenadas que descrevem os pequenos deslocamentos devido as deformações das ligações. As ligações são discretizadas através de elementos finitos baseados na teoria de vigas de Timoshenko, e a flexibilidade das juntas através de molas torcionais lineares. Para a simulação, foram implementados procedimentos que permitem a obtenção da resposta estática da estrutura para diferentes carregamentos e posições, das freqüências naturais e dos modos de vibração, e a resposta dinâmica no tempo para dadas trajetórias. As informações geradas permitem que o desempenho do projeto estrutural seja avaliado para várias situações de trabalho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T19:17:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 99944.pdf: 1541003 bytes, checksum: 1ce956e07d2631dcb9abbc0ea25132e0 (MD5) Previous issue date: 1994 / Formulação e análise de problemas de contato em placas utilizando o Método dos Elementos Finitos. A teoria de placas semi-espessas ou teoria de Mindlin-Reissner é utilizada, e a versão lagrangiana atualizada do princípio dos trabalhos virtuais é adotada para o tratamento da não-linearidade advinda do fato da estrutura poder sofrer grandes deflexões. A desigualdade variacional, característica do problema de contato, é resolvida fazendo-se uso do método da penalidade.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:09:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 104620.pdf: 19527114 bytes, checksum: 31d185869e6b6e89df94b769eb0b2b5c (MD5) Previous issue date: 1996 / Análise da aplicação do Método do Fluxo de Potência usando funções de mobilidade em estruturas compostas por vigas, em forma de grelha. O objetivo é qualificar os principais tipos de ondas na transmissão de energia e obter a resposta dinâmica da estrutura. Calculou-se o fluxo de potência entre duas vigas unidas em L, considerando todos os tipos possíveis de acoplamento de ondas. Para a determinação da resposta, foi utilizado o Método da Mobilidade, onde a estrutura é separada em subestruturas menores e para cada uma são montadas equações de movimento. São determinados os esforços nas uniões e a resposta é determinada a partir destes esforços. As subestruturas utilizadas foram vigas dispostas em L ou em T. As vantagens são a obtenção determinística da resposta, para freqüências discretas e a necessidade de se determinar os esforços apenas nas uniões. Resultados analíticos para algumas configurações de vigas, são comparados com os obtidos numericamente, pelo Método de Elementos Finitos.