Orientador: Renato Pavanello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T16:55:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Passalacqua_RicardoLuizAntoniolli_M.pdf: 1761222 bytes, checksum: 210835d85bf894a9e08c80add1420ec1 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Reparos estruturais são frequentemente utilizados para restauração da resistência original de estruturas que apresentem alguma falha considerando critérios associados à integridade estrutural ou à alteração de alguma capacidade inicial do projeto. As principais aplicações na engenharia são: em estruturas aeronáuticas, na recuperação de pontes e em dutos da indústria de petróleo e gás. Neste trabalho, estuda-se o comportamento mecânico de reparos estruturais manufaturados em materiais isotrópicos e compósitos. Duas técnicas de fixação dos reparos são consideradas: rebitagem para os reparos metálicos e colagem para os reparos metálicos e compósitos. Os critérios de falha considerados são: critérios da energia de distorção de von Mises e critério de fratura frágil linear elástica. O objetivo principal é o desenvolvimento de métodos de predição numérica do comportamento mecânico dos reforços estruturais levando-se em conta a modelagem das falhas na estrutura original, dos reparos adicionados e da técnica de adesão utilizada. As aplicações propostas envolvem análise numérica de chapas e placas homogêneas e de materiais compósitos. A técnica numérica selecionada é o método dos elementos finitos, que é empregado para os casos de estado plano de tensão e de flexão de placas delgadas. Critérios de desempenho relativo são propostos para auxiliar na análise e otimização de estruturas trincadas, reparadas pelo uso de chapas em compósito coladas. Para a modelagem do adesivo, são utilizadas formulações de parâmetros concentrados equivalentes, sendo que as tensões normais e cisalhantes são avaliadas na região dos adesivos. Exemplos bidimensionais e tridimensionais foram implementados para validar a metodologia proposta. Finalmente, as conclusões são apresentadas e sugestões de investigações futuras são propostas / Abstract: Structural repairs are often used to restore the original strength of structures that present failure associated with structural integrity or the modification of any initial capacity. The main applications in engineering are: aeronautical structures, the rehabilitation of bridges and pipelines in the oil and gas industry. This work present an analysis of the mechanical behavior of structural repairs manufactured in isotropic or composites material. Two techniques for join the repairs are considered: riveting for metallic repairs and bonding for metallic and composite repairs. The considered failure criteria are: the criteria of distortion energy of von Mises and the criteria of fracture mechanics. The main objective is the development of methods for numerical prediction of the mechanical behavior of structural reinforcements considering the failures in the original structure, the repair and the join technique. The proposed applications involve numerical analysis of plates considering isotropic and composite materials. The numerical technique used is the finite elements method, applied to plane stress and bending plates cases. Criteria for relative performance are proposed to assist in the analysis and optimization of cracked structures, repaired by the bonding of composite patchs. For the modeling of the adhesive, a concentrated parameters formulation is used, and the normal and shear stress are evaluated in the adhesive layer. Two-dimensional and three-dimensional examples have been implemented to validate the proposed methodology. Finally, conclusions are presented and suggestions for future research are proposed / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Katia Lucchesi Cavalca, Eduardo Paiva Okabe / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:22:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_PedroMenezes_M.pdf: 1559305 bytes, checksum: 5e83f98a9c2a81717c597a0f31a71208 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Um sistema rotativo, quando gira, pode apresentar precessão no mesmo sentido (precessão direta) ou no sentido contrário (precessão retrógrada) ao da rotação. Estes dois modos combinados podem definir o comportamento da vibração do rotor. A formulação direcional é utilizada para representar os modos de precessão, possibilitando a obtenção da resposta dos modos diretos e retrógrados, separados no domínio da freqüência. O modo retrógrado, que pode ser resultado da anisotropia do sistema, deve ser evitado, já que provoca variações constantes nas tensões de tração e compressão nas fibras do eixo, o que pode propagar trincas e causar falha por fadiga. Este trabalho tem o objetivo de analisar a influência do grau de anisotropia dos mancais e da estrutura de suporte na resposta do modo retrógrado de precessão. Diversas configurações de sistema rotor-mancais foram modelados e estudados, utilizando coordenadas direcionais, para diferentes graus de anisotropia dos mancais flexíveis. Foram utilizados modelos de eixo rígido e flexível, incluindo um modelo de elementos finitos. Diferentes modelos experimentais de fundação foram incorporados ao sistema rotor-mancais. Os principais modos da fundação foram representados por coordenadas principais, e o sistema resultante é, portanto, representado por coordenadas mistas (físicas para o rotor e principais para a fundação). / Abstract: A rotating system, as it spins, can perform a whirling at the same direction (forward whirl) or at the opposite direction (backward whirl). These two whirling modes can define the rotor's vibration behavior. The directional formulation is used in modal analysis to represent the whirling modes, so it can be possible to obtain the forward and backward response separately on the frequency domain. The backward mode, that may occur as a result of the system's anisotropy, must be avoided, since it generates constant variations of the traction and compression tensions at the shaft, which can provoke fatigue failure. The objective of this work is to analyze the influence of the anisotropy degree of the bearings and supporting structure on the backward mode of whirl. Different rotor-bearings configuration where modeled and studied, using directional coordinates, for different bearings' coefficients. Rigid and flexible shaft models where used, including a finite elements model. For a better understanding of the system's response, different experimental supporting structure (foundation) models where incorporated to the rotor-bearings system, and the directional response of the rotor-bearings-foundation system was calculated. The main foundation modes were represented by modal coordinates, and the resulting system is, thus, represented by mixed coordinates (physical coordinates for the rotor and modal coordinates for the foundation). / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Renato Pavanello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T13:01:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaJunior_FranciscoIlsonda_D.pdf: 14371994 bytes, checksum: 62ec5e37c9e4a7e588b3e344df5a1542 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho, estudam-se os fenômenos de propagação de ondas elásticas e acústicas em meios poroelásticos acoplados e se propõe uma metodologia de projeto de isolação acústica em baixas freqüências, utilizando-se de técnicas de otimização topológica. Duas formulações para o método de elementos finitos são utilizadas, baseadas nas equações clássicas de Biot modificadas, escritas em termos do deslocamento estrutural (u) e da pressão acústica (p) nos interstícios preenchidos pelo fluido. O problema físico consiste em um material poroelástico absorvedor presente em um tubo de Kundt acoplado a um guia de onda no domínio das baixas freqüências. A célula representativa é composta por dois sub-domínios: Acústico e Poroelástico. Dois métodos para a maximização da absorção acústica são propostos. O primeiro método é uma seqüência evolucionaria baseada no número de sensibilidade determinado a partir dos valores de absorção elementar acústica. O segundo método é baseado na técnica SIMP (¿Simple Isotropic Material with Penalization¿) e envolve uma análise de sensibilidade e métodos de programação matemática. A análise de sensibilidade do sistema acoplado é feita através de três metodologias distintas. Um Método de Programação Linear Seqüencial, o SLP (¿Sequential Linear Programming¿) é utilizado na solução do problema de otimização para validar a metodologia proposta. Finalmente, as principais conclusões são apresentadas e algumas sugestões de investigações futuras são propostas / Abstract: This work aims to study the coupled poroelasticity and build a design methodology based on Evolutionary and Topological optimization techniques. Two version of the classical Biot equations are written in terms of solid phase structural displacements (u) and interstitial acoustic pressure (p). The problem is solved using a Kundt tube model coupled to an acoustic wave guide in the low frequency domain. Two methods for the maximization of the acoustic absorption at a specific frequency are proposed. The first method is an evolutionary sequence, based on a sensitivity number and obtained by acoustic elementary absorption determination. The second method is based on a SIMP technique (Simple Isotropic Material With Penalization). It involves a sensitivity analysis and mathematical programming methods. A sensitivity analysis of the coupled system is done by three different methodologies. A Sequential Linear Programming Method (SLP) is used to solve the optimization problem. Bidimensional and Tridimensional examples have been implemented and optimized to validate the proposed methodology investigations are proposed. Finally, the main conclusions are presented and some suggestions about future investigations are proposed. / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Nilson Tadeu Mascia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T14:29:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Forti_NadiaCazarimdaSilva_M.pdf: 2737779 bytes, checksum: ef0859d0c54102ccc7c7df3f3e38f2b0 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O desenvolvimento tecnológico do projeto em estruturas de madeira permitiu melhorar o conhecimento de suas propriedades mecânicas e dos sistemas de conexões em estruturas. Estruturas mistas de madeira com concreto ou aço e os reforços do material com fibras de polímeros estruturais passaram a ser realidade. As estruturas mistas, constituídas por materiais de diferentes propriedades mecânicas associados, são uma solução alternativa às estruturas de uso corrente na construção civil. Essa medida busca obter redução de custos de construção, mantendo também a segurança estrutural, com um desempenho arquitetônico e ambiental vantajoso. A integração de uma estrutura mista deve-se, em geral, à eficiência do sistema de ligação, podendo ser do tipo rígido ou flexível. Esse sistema é responsável por transmitir a força de cisalhamento longitudinal na interface dos dois materiais combinados ao longo do comprimento da viga e também, impedir o desprendimento vertical dos mesmos. Esta pesquisa contribui para a análise do comportamento mecânico de vigas mistas de três maneiras: via programa de elementos finitos bidimensionais, via resolução analítica das equações de equilíbrio e via a equação do princípio dos trabalhos virtuais. A última abordagem foi concebida a partir de pesquisas de teoria das estruturas, expandindo seus conceitos para vigas mistas. A formulação proposta satisfaz as equações de equilíbrio mostrando-se consistente e seus resultados são condizentes com dados experimentais. Essa formulação pode ser facilmente integrada a códigos de elementos finitos requerendo apenas elementos unidimensionais / Abstract: The technologycal development of the design in wood structures has improved the knowledge of the material mechanical properties and the connection systems applied to structures. Composite structures of wood with concrete or steel and structural reinforcement using polymer fibers have become a reality. These structures, constituted by associating materials with different mechanical properties are an alternative solution for current using structures in civil construction. This arrangement aims at obtaining a reduction of construction costs also maintaing the structural safety with advantageous environmental and architectural performance. The integration of a composite structure is, in general, due to the efficiency of the connection system that can be rigid or flexible type. This system is responsible to transfer the longitudinal shear force on the interface of the associated materials along the beam length and to avoid the vertical detachment of them as well. This research contributes to the analysis of the mechanical performance of the composite beams in three ways: bidimensional finite element program, analytical solution of the equilibrium equations and virtual work principle equation via. The last approach was conceived from structural theory researches, expanding their concepts for composite beams. The proposal formulation fulfils the equilibrium equation showing to be consistent and the results fit with the experimental data. This formulation can be easily integrated to a finite element procedure requiring unidimensional elements only / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-14T23:57:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_ErickSlisRaggio_D.pdf: 9701048 bytes, checksum: ef950a7408bf4167850acdaf6ee45a45 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A exploração de recursos minerais tem se apresentado como uma atividade de destaque na economia brasileira. Os ambientes nos quais estes recursos são encontrados se apresentam complexos e desafiadores à produção e requerem tecnologia e conhecimento indisponíveis no mercado para permitir converter reservas em produção. No âmbito da perfuração e completa ção de poços de petróleo, torna-se cada vez mais importante a compreensão e reprodução do comportamento hidromecânico de rochas em profundidade. É comum o emprego da teoria da elastoplasticidade para a modelagem dos comportamentos de deformações reversíveis e irreversíveis observados em rochas. A modelagem do comportamento hidráulico do meio poroso conduz a acoplamentos poroelastoplásticos de diversas naturezas. Contudo, não foi encontrado na literatura um texto único que postule a formulação poroelastoplástica considerando a contrapartida plástica do armazenamento de fuidos na formação. Neste trabalho objetiva-se reunir uma formulação poroelastoplástica consistente capaz de empregar modelagens constitutivas elastoplásticas que reproduzem mais fidedignamente o comportamento de rochas em relação aos largamente empregados modelos baseados na superfície de falha de Mohr-Coulomb. São empregados os modelos constitutivos de Lade-Kim e Sandler e Dimaggio, que apresentam endurecimento isotrópico e são capazes de modelar comportamentos de compactação e controle de dilatância. Formula-se também um algoritmo genérico de decomposição elastoplástica com controle de erro por subincrementação e capaz de determinar a matriz tangente elastoplástica consistente com auxílio de estratégias de diferenciação automática. A implementação deste módulo na linguagem C++ genérica e orientada a objetos, juntamente com módulos de análise elastoplástica e poroelastoplástica, permitiram a extensão do ambiente de computação científica PZ para modelar estes tipos de problemas. Como resultado obtiveram-se algoritmos bastante robustos e respostas mecânica e hidromecânica de simulações de perfuração de poços bastante condizentes com a experiência do doutorando. / Abstract: The exploration of mineral resources is growing in importance in the Brazilian economy. Since the environments in which these resources are found are becoming increasingly more complex and challenging for the production phase, currently unavailable knowledge and technologies are required to produce these reserves. In the particular well drilling and completion areas, the comprehension and numerical reproduction of the hydromechanical behavior of rocks in such deep environments become an issue. The observed reversible and irreversible strain behavior of rocks is commonly modeled by the elastoplasticity theory. The hydraulic modeling of a porous media leads to poroelastoplastic couplings of several kinds, but an unique text on poroelastoplastic postulation concerning the plastic counterpart of fluid storage in the formation had not been found in the bibliography. Thus, this thesis aims for the development of a consistent poroelastoplastic formulation applied to the elastoplastic consitutive models of Lade-Kim and Sandler & Dimaggio. These models embody isotropic hardening and allow the correct modeling of rock compaction and controled dilatancy, resembling the rock behavior in a more reliable sense than the conventional and largerly applied models based on the Mohr-Coulomb yield surface. The author presents a generic elastoplastic decomposition algorithm with adaptive substepping in order to constrain the ODE's integration deviation. A consistent jacobian operator evaluation becomes feasible by the adoption of automatic differentiation strategies. The final C++ implemented generic and object-oriented elastoplastic decomposition and elastoplastic and poroelastoplastic simulation modules extend the PZ scientific computation environment to the simulation of such problems. The resultant algorithms presented high computational robustness and mechanical and hydromechanical well drilling behavior agreeing to the author's experience. / Doutorado / Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Geraldo Lucio Diniz / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:26:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_AndersonDias_M.pdf: 1758374 bytes, checksum: 7e78723cd6edfc87defaf3b173b3ea96 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho é estudado um problema de dispersão de poluentes num trecho do rio Paraguai, na cidade de Cáceres, onde desemboca o córrego Sangradouro. Feita a modelagem do problema para um sistema bi-dimensional, é obtida a formulação variacional, introduzindo uma solução denominada solução fraca, para a qual se tem demonstrada a existência e unicidade de solução. Em seguida, são definidos os processos de aproximação da solução fraca, com a discretização espacial (via método de Galerkin) e temporal (via método de Cranck-Nicolson). Por fim, são apresentadas algumas simulações de cenários para teste do código numérico, implementado em ambiente MATLAB® / Abstract: In this thesis, a problem of pollutant dispersion in an urban part of the Paraguay River is presented. The studied part of the river is in the city of Caceres-MT, Brazil, where the Sangradouro creek flows. The mathematical model is made for a bi-dimensional system, and the weak formulation of the problem is developed, for which existence and uniqueness of solution are obtained. Furthermore, the approximations of weak solution by the Galerkin scheme, for spatial discretization, and Crank-Nicolson scheme, for the time discretization are defined. Finally, some simulations of scenarios are presented in order to test the numerical code which was implemented in the MATLAB® environment / Mestrado / Biomatematica / Mestre em Matemática

Submitted by Gábia Leite (gabya.leite@gmail.com) on 2016-06-24T13:53:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Lourival Paula de Goes .pdf: 4833010 bytes, checksum: 6328d388a4d8dafcdff687bcb04d56d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-07-05T15:10:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Lourival Paula de Goes .pdf: 4833010 bytes, checksum: 6328d388a4d8dafcdff687bcb04d56d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-07-05T15:13:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Lourival Paula de Goes .pdf: 4833010 bytes, checksum: 6328d388a4d8dafcdff687bcb04d56d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T15:13:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Lourival Paula de Goes .pdf: 4833010 bytes, checksum: 6328d388a4d8dafcdff687bcb04d56d2 (MD5) Previous issue date: 2015-11-06 / Não informada / Innovation of new materials and construction systems require sophisticated and rational solutions of structures designers. Therefore, the purpose of this paper is to contribute to the optimization of procedure for buildings cover design within a new design project concept, metallic structure covering, with pre-tensioned steel bars, and plastic tiles made of politerephthalate ethylene waste (PET). Its application in buildings used at first only a constructive way gable, subject to normal requests, in shell behavior. This work presents a new geometric arrangement of coverage where the metal structure works as gantry and steel bars, in support of the tiles, submitted to a tractive effort, as well as a conducted study in order to verify the offsets for certain vains subject to the same charge used in toppings. The analysis and verification of performance and behavior of the roof structure, based on this new model, are made using results from experimental simulations and numerical analysis, employing a modeling of the structure using ANSYS software version 12.0. Subsequently, they are checked the ultimate limit state (ULS) and service (ELS) as a result of active efforts. The results show that the theoretical predictions, obtained by linear analysis as well as the values obtained through experimental measurements, suggested to consider the coverage model as hybrid, we mean, not rigid nor flexible, proving that the numerical modeling were satisfactory during the simulation coverage of behavior. / Inovações de novos materiais e sistemas construtivos exigem soluções sofisticadas e racionais dos projetistas de estruturas. Sendo assim a finalidade deste trabalho é de contribuir com a otimização de procedimento para o dimensionamento de cobertura de edificações dentro de uma nova concepção de projeto, cobertura em estrutura metálica com barras de aço prétensionadas e cobrimento com telhas plásticas fabricadas com resíduos de Politereftalato de etileno (PET). Sua aplicação em edificações utiliza a princípio apenas uma forma construtiva de duas águas, sujeita a solicitações normais, com comportamento de casca. Este trabalho aborda um novo arranjo geométrico de cobertura onde a estrutura metálica trabalha como pórtico e barras de aço, como suporte das telhas, submetidas a um esforço de tração, sendo realizado um estudo visando verificar os deslocamentos para determinados vãos sujeitos a mesma carga utilizada em coberturas. A análise e verificação do desempenho e comportamento da estruturada cobertura, baseado neste novo modelo, são feitos por meio de resultados obtidos em simulações experimentais e análise numérica empregando uma modelagem da estrutura utilizando o software ANSYS versão 12.0. Posteriormente, são verificados o estado limite último (ELU) e o de serviço (ELS) em consequência dos esforços atuantes. Os resultados mostram que as previsões teóricas, obtidas através de análise lineares, assim como os valores obtidos através das medições experimentais, sugeriram considerar o modelo de cobertura como sendo híbrido, isto é, nem rígida é nem flexível, comprovando que as modelagens numéricas foram satisfatórias durante a simulação do comportamento da cobertura.

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

Problemas de otimização se fazem cada vez mais presentes nos mais diversos ramos da Engenharia. Encontrar configurações ótimas para um determinado problema significa, por exemplo, melhorar desempenho, reduzir custos entre outros ganhos. Existem hoje diversas maneiras de atacar um problema de otimização, cada qual com suas particularidades, vantagens e desvantagens. Dentre os métodos de otimização que utilizam gradientes de sensibilidade, o cálculo numérico dos mesmos consiste em uma importante etapa do projeto que, dependendo do problema, pode acarretar em custos computacionais muito elevados inviabilizando a abordagem escolhida. Este trabalho visa desenvolver e apresentar uma nova metodologia para o cálculo desses gradientes de sensibilidade, com base no Método Adjunto. O Método Adjunto é um método amplamente estudado e com diversas aplicações principalmente em Engenharia Aeronáutica. Nesse trabalho, todo o conhecimento prévio é utilizado para a derivação do método para aplicá-lo a escoamentos viscosos e incompressíveis. É desenvolvido também o cálculo do gradiente de sensibilidade com respeito a parâmetros geométricos e não geométricos. Para validar a metodologia proposta são feitas simulações numéricas das equações governantes do escoamento e adjuntas utilizando dois códigos computacionais distintos, SEMTEX e FreeFem++, o primeiro baseado no Método dos Elementos Espectrais e o segundo no Método dos Elementos Finitos, mostrando assim a independência do Método Adjunto na sua formulação contínua em relação a métodos computacionais. Para a validação são cujos gradientes possam ser calculados de outras formas permitindo comparações para calibrar e aperfeiçoar o cálculo do gradiente de sensibilidade. / Optimization problems are widely present in differents fields of Engineering. Finding optimal configurations in a problem means, for example, improving performance, reducing costs, among other achievements. There are several wellknown ways to tackle an optimization problem, each one has its own advantages and disadvantages. Considering the gradient-based optimization methods, the step of their numerical calculation is extremely important, as it may result in huge computational costs, thus making the chosen method impracticable. This work aims to develop and present a new methodology to compute these sensitivity gradients based on the Adjoint Method. The Adjoint Method is a widely studied method with several applications chiefly in A eronautical Engineering. In the present work, all the previous knowledge will be used to derive the equations of the method in order to apply them to viscous incompressible flows. The calculation of the sensitivity gradient, with respect to both geometric and non-geometric paramatersm will be developed as well. To validate the proposed methodology, numerical simulations of the governing and adjoint equations are carried out, using two computational codes called SEMTEX and FreeFem++, the former is based on the Spectral Element Method and the later, on the Finite Element Method, thus showing that the Adjoint Method, in its continuous formulation, is independent of the particular numerical method that is used. In order to validate the algorithm, simple problems are chosen, for which the gradients can be computed by other methods. This choice admits comparison between numerical values of gradients in order to calibrate and improve the methodology proposed.

O foco do presente trabalho é estudar a intensificação da pressão de contato entre os dentes de duas engrenagens cilíndricas de dentes retos, que ocorre por causa do deslocamento dos componentes de um redutor de velocidades. Essa intensificação ocorre inclusive em um redutor fabricado sem quaisquer erros de usinagem ou de montagem. A correção de hélice é uma usinagem realizada na superfície do dente da engrenagem que compensa os deslocamentos dos eixos e engrenagens, devido à flexão e à torção, e os deslocamentos dos dentes das engrenagens, devido à flexão e à pressão de contato. Foram estudados efeitos importantes para essa correção de hélice em um redutor de velocidades. Com isso, foi desenvolvido um modelo analítico que calcula a correção necessária para diminuir esse intensificador de pressão de contato em função dos deslocamentos citados acima. Esse modelo analítico foi comparado com um modelo analítico da literatura e com o software comercial RIKOR®. Os resultados de correção de hélice propostos são similares aos da literatura e do RIKOR® com exceção das bordas das engrenagens, aonde existem algumas divergências. Posteriormente, foi desenvolvido um modelo sólido de engrenagem com o perfil evolvente e com as correções de hélice calculadas analiticamente. Este modelo tridimensional (3D) foi elaborado usando os softwares SolidWorks® e Inventor® e simulado por elementos finitos por meio do software ANSYS®. Verificou-se que as três correções de hélice - a proposta, a da literatura e a do RIKOR® - realmente diminuem a intensificação de pressão de contato no flanco do dente da engrenagem. Por fim, foi possível visualizar que a correção proposta nesta dissertação é 3% mais efetiva que a proposta pela literatura e pelo RIKOR® para o caso analisado. / This work will study the contact pressure intensifier between two spur gears teeth, which exists due to the displacement of the components of the gearbox. This effect occurs even in gearboxes manufactured without any machining and/or assembling errors. The lead correction is a machining operation conducted at the gear tooth surface that compensates the displacement of shafts and gears, due to bending and torsion, and the gear teeth displacement, due to bending and contact pressure. Factors that are important to the lead correction in gearboxes were studied. An analytical model was proposed in order to evaluate the lead correction necessary to diminish the contact pressure intensifier as a function of the displacements mentioned above. This analytical model was compared to a literature one and to the commercial software RIKOR®. The results of the proposed lead correction are similar to the literature and RIKOR® ones, although there are differences at the borders of the gears. This work also describes the development of a solid model of the gears and shafts with the involute profile and the lead correction evaluated analytically. This model is tridimensional (3D) and was designed using SolidWorks® and Inventor software. It was simulated using finite element analysis software ANSYS® and it was possible to verify that the three lead corrections - proposed, from literature and from RIKOR® - diminished the contact pressure intensifier at the gears tooth flank. It was also possible to verify that the lead correction proposed is 3% more effective than the other ones for the case analyzed.