Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006. / Submitted by Alexandre Marinho Pimenta (alexmpsin@hotmail.com) on 2009-09-24T23:29:47Z No. of bitstreams: 2 Tabelas_Anexo.pdf: 74695 bytes, checksum: d33eeed17ee9a8df1748e4320480309b (MD5) Dissert_Marina Frossard Ribeiro Mendes.pdf: 3768320 bytes, checksum: fd70cc79d6ac214e2cf75989f55b727e (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-01-18T14:00:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tabelas_Anexo.pdf: 74695 bytes, checksum: d33eeed17ee9a8df1748e4320480309b (MD5) Dissert_Marina Frossard Ribeiro Mendes.pdf: 3768320 bytes, checksum: fd70cc79d6ac214e2cf75989f55b727e (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-18T14:00:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tabelas_Anexo.pdf: 74695 bytes, checksum: d33eeed17ee9a8df1748e4320480309b (MD5) Dissert_Marina Frossard Ribeiro Mendes.pdf: 3768320 bytes, checksum: fd70cc79d6ac214e2cf75989f55b727e (MD5) Previous issue date: 2006-06-27 / O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência a fadiga de componentes sob condições de fretting através de uma metodologia usualmente utilizada para componentes entalhados. Utilizou-se para isso o Método da Distância Crítica de Taylor associado aos critérios de fadiga multiaxial propostos por Dang Van e por Susmel e Lazzarin (Método da Curva de Wöhler Modificada). A aplicação desta metodologia foi validada a partir de dados disponíveis na literatura para duas diferentes ligas aeronáuticas: Al4Cu e Ti6Al4V. Estes dados envolvem o contato mecânico entre cilindros sob regime de deslizamento parcial e revelam um efeito do tamanho do contato sobre o limite de fadiga do material. Os resultados fornecidos mostraram que a metodologia proposta é capaz de estimar corretamente o limite de fadiga para a maioria dos dados. Como a avaliação da resistência a fadiga sob condições de fretting requer a determinação do campo de tensão cíclico no interior da região de contato, foi também objetivo deste trabalho, apresentar um mapeamento gráfico deste campo para a configuração experimental considerada. O campo de tensão foi obtido numericamente através dos métodos dos elementos finitos. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / The goal of this work is to evaluate the fatigue limit of components under fretting conditions through a methodology usually applicated to notched componentes. The proposed methodology is based on the application of multiaxial models proposed by Dang Van and Susmel and Lazzarin (Method of Wöhler Curve Modified) in terms of the Theory of Critical Distance by Taylor. To validate the methodology, are considered experimental data on literature for two aeronautic alloy: Al4Cu and Ti6Al4V. These experimental data involves cylindrical-on-flat contact under partial slip conditions and showed that the contact size influences the fatigue limit of the configuration despite the fact that the superficial stress state is identical on the hot spot for all tests. To estimate the fatigue limit under fretting conditions is required the determination of the cyclic stress field. To determine this cyclic stress field was also a goal in this work. The finite element method was used to determine the cyclic stress field and the methodology to estimate the fatigue limit under fretting conditions provided good results for the experimental data considered in this work.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-02T04:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345238.pdf: 3074374 bytes, checksum: 9cbf1bee316322ad8bd16d2f96f57c88 (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho apresenta o dimensionamento elétrico e magnético de um gerador síncrono de ímãs permanentes de fluxo magnético radial que será acoplado em um dispositivo de conversão eletromecânica de energia, cuja energia primária é proveniente do movimento das ondas do mar. Primeiramente, calcula-se a geometria do rotor e do estator a partir de especificações das induções magnéticas, da tensão tangencial do rotor, da densidade máxima de corrente nos enrolamentos, e das características elétricas do gerador na condição nominal. Em seguida, aplica-se uma técnica de otimização a fim de maximizar a potência transferida no entreferro considerando como restrição o valor máximo de densidade linear de corrente do gerador na condição nominal. A otimização permite redimensionar a geometria do estator e diminuir a massa de aço elétrico utilizado, reduzindo assim o custo do gerador. Com a geometria e os materiais definidos, realiza-se a modelagem do gerador usando o método de elementos finitos para verificar se as grandezas como induções magnéticas, força eletromotriz induzida (em vazio), tensões elétricas (com carga), e torque eletromagnético atendem as especificações do projeto. Analisando os resultados das simulações, conclui-se que as induções da máquina estão em faixas de operação aceitáveis e que não há saturação magnética no gerador na condição nominal, e que as condições de potência e torque especificadas são atendidas.<br> / Abstract : This work presents the electric and magnetic sizing of a permanent magnet synchronous generator of radial flux, which will operate coupled to an electromechanical device for energy conversion whose primary source of power are sea waves. Initially, the rotor and stator geometry is calculated based on specifications of magnetic induction, rotor tangential tension, maximum current density on windings and electrical characteristics of the generator at rated condition. Then, an optimization technique is employed to maximize the air-gap power, considering as a restriction the maximum value of current linear density of the generator at rated condition. The optimization process allows the adjustment of the stator geometry in order to reduce the weight of the magnetic core, thus reducing the cost of the generator. Once the geometry and the materials are defined, the generator is modeled through the finite element method in order to verify if the values of magnetic induction, induced voltage at no load condition, voltage under load and electromagnetic torque meet the project specifications. From the analysis of the simulation results it is concluded that the values of magnetic induction stand within acceptable operating ranges without magnetic saturation and that the specified power and torque conditions are met.

MELO, C. D. R. Estudo do colapso progressivo de pórticos planos de concreto armado via análise não linear. 2015. 105 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-02-23T13:42:43Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_cdrmelo.pdf: 18680444 bytes, checksum: 0b2ef388ef356c4cea064d0bfbc54616 (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: corrogir arquivo on 2017-02-23T14:21:25Z (GMT) / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-02-23T14:22:33Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_cdrmelo.pdf: 18680444 bytes, checksum: 0b2ef388ef356c4cea064d0bfbc54616 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-02-23T14:30:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_cdrmelo.pdf: 18680444 bytes, checksum: 0b2ef388ef356c4cea064d0bfbc54616 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-23T14:30:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_cdrmelo.pdf: 18680444 bytes, checksum: 0b2ef388ef356c4cea064d0bfbc54616 (MD5) Previous issue date: 2015-09-30 / Safety is one of the major concerns of structural engineering. Therefore, in the design of building structures may be necessary not only to consider the dead load and live loads, but also special situations, as earthquakes, fire and explosions. In this sense, progressive collapse is a failure mechanism that has attracted the interest of designers and researchers in the last fifteen years, especially after the collapse of the Word Trade Center in 2001. Progressive collapse may be defined as a phenomenon where an initially localized damage causes a disproportionate effect on the structure, including its partial or total collapse. The goal of this work is to contribute to the study of this phenomenon developing a computational tool capable of modeling the progressive collapse of reinforced concrete structures. This tool is based on Finite Element Method and uses plane frame elements based on the Euler-Bernoulli theory of beams. Both geometric and material nonlinearity are modeled. The co-rotational kinematic description is used in order to allow adequate representation of the behavior of the structure when subjected to large displacements and rotations. Inelastic constitutive models based on plasticity theory and damage mechanics are used to model the mechanical behavior of reinforced concrete. The integration of sectional forces and the tangent matrix is carried out using the Gauss quadrature or the fiber method. The mathematical formulations presented in this work were implemented in the open source program FAST (Finite Element Analysis Tool) that has been developed in the Laboratory of Computational Mechanics and Visualization (LMCV) of the Federal University of Ceará (UFC). Initially, the tool was tested using classical examples of beams and frames with the geometric and material nonlinearity, and very good results were obtained. After verification, the program was used to analyze reinforced concrete frames tested in laboratory to study progressive collapse. Good agreement was obtained considering the complexity of the problem and the lack of knowledge of some important data required by the computational simulation. Therefore, the computational tool developed in this work was able to model the physical and geometric behavior of concrete structures subjected to progressive collapse, including the initial failure and the recovery of strength due to the catenary effect. The parametric studies performed showed that the reinforcement ratio is the most important parameter for resistance to progressive collapse, while the compressive strength has little influence. In addition, the cover for reinforcement has a significant effect on the initial response and peak load, but loses importance for large deformations where the response is dominated by the catenary effect. / A garantia da segurança é uma das principais preocupações dos projetos de estruturas civis. Além das falhas devidas aos carregamentos permanentes e acidentais, é preciso considerar também aquelas ocasionadas por carregamentos especiais ou situações extremas, como sismos, incêndios e explosões. Um dos mecanismos de falha que tem atraído o interesse dos projetistas e pesquisadores nos últimos anos é o Colapso Progressivo (CP), onde uma ação inicialmente localizada acaba tendo um efeito esproporcional sobre a estrutura, podendo levá-la até ao colapso total. Visando contribuir para o estudo deste fenômeno, este trabalho busca desenvolver uma ferramenta computacional capaz de modelar de forma adequada o Colapso Progressivo de estruturas planas de concreto armado. Esta ferramenta é constituída de elementos de pórtico plano baseado na teoria de vigas de Euler-Bernoulli e leva em consideração a não-linearidade geométrica e a não-linearidade física. Para a primeira é utilizada a descrição cinemática corrotacional de maneira a permitir a representação adequada do comportamento da estrutura quando sujeita a grandes deslocamentos e rotações. Para representação da não-linearidade física, foram implementados modelos constitutivos inelásticos uniaxiais para o concreto e o aço baseados na Teoria da Plasticidade e da Mecânica do Dano. Para a integração dos esforços internos e da matriz tangente na seção transversal da barra, foram utilizados o Método das Fatias e a Quadratura de Gauss. Todas as formulações foram implementadas no programa acadêmico FAST (Finite Element Analysis Tool) que vem sendo desenvolvido no Laboratório de Mecânica Computacional e Visualização (LMCV) da Universidade Federal do Ceará (UFC). A ferramenta foi verificada e validada pela modelagem de exemplos disponíveis na literatura. Inicialmente foram considerados exemplos clássicos (benchmarks) de vigas e pórticos com comportamento elástico e elastoplástico, seguido da análise de pórticos de concreto armado ensaiados em estudos sobre colapso progressivo. Os resultados obtidos para os exemplos elastoplásticos apresentam uma concordância muito boa com os resultados esperados. No caso das estruturas de concreto armado, os resultados obtidos foram satisfatórios, considerando a maior complexidade do problema e o desconhecimento de alguns dados importantes para a simulação computacional. Assim, pode-se verificar que a ferramenta mostrou-se capaz de modelar o comportamento não linear físico e geométrico de estruturas de concreto em situação de colapso progressivo, incluindo a perda inicial de resistência e a recuperação desta devido ao efeito catenária. Os estudos paramétricos realizados mostraram que a taxa de armadura é o parâmetro mais importante para a resistência ao colapso progressivo, influenciando tanto a capacidade de carga inicial quanto após o aparecimento do efeito catenária. Por outro lado, a resistência do concreto teve pequena influência, enquanto o cobrimento da armadura tem um efeito importante sobre a capacidade de carga inicial, mas não apresenta influência sobre o efeito catenária.

SOUZA, F. V. Modelo multi-escala para análise estrutural de compósitos viscoelásticos suscetíveis ao dano. 2005. 189 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Zacarias Barbosa Matias Junior (zaca@det.ufc.br) on 2013-05-27T13:58:14Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_fvsouza.pdf: 3238719 bytes, checksum: a0b18f9da2222e5ab9b57d6270130f8b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-05-27T17:29:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_fvsouza.pdf: 3238719 bytes, checksum: a0b18f9da2222e5ab9b57d6270130f8b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-27T17:29:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_fvsouza.pdf: 3238719 bytes, checksum: a0b18f9da2222e5ab9b57d6270130f8b (MD5) Previous issue date: 2005-02 / Composite materials are increasingly used in many engineering applications. The main advantage of composite materials lies on the possibility to control the individual components and their spatial distributions in order to optimize the performance of the resulting material. Concrete and the asphalt mixtures are some examples of composite materials commonly used in civil engineering. Composite materials commonly exhibit a particular global constitutive behavior due to the different geometries and constitutive behaviors of its individual constituents. Thus, in order to understand and predict the behavior of composite materials in service, it is important to consider the individual behavior of its constituents and their interactions. In this research work, a two scale computational model is developed to predict the mechanical behavior of sand asphalt mixtures, wherein the behavior of the assumed homogeneous larger scale (macro scale or global scale) is determined based on the behavior of the heterogeneous smaller scale (microscale or local scale). The microstructure (local scale) is formed by elastic granite aggregate randomly distributed in a viscoelastic asphalt matrix (asphalt binder mixed with fine aggregates). In the model developed herein, the global scale damage is a result of the formation and growth of cracks and the accumulation of permanent deformations in the local scale. The Finite Element Method is used in order to calculate stresses, strains and displacements and to model the formation and growth of cracks. / Observa-se, atualmente, uma tendência crescente de utilização de materiais compósitos nas mais diversas aplicações da engenharia. Isto se deve, em grande parte, à vantagem desses materiais de possibilitar o controle de seus constituintes individuais e suas respectivas distribuições espaciais demodo a otimizar o desempenho do material resultante. Exemplos de materiais compósitos muito usados na construção civil são o Concreto de Cimento Portland (CCP) e as misturas asfálticas. No entanto, os materiais compósitos apresentam peculiaridades com relação ao seu comportamento constitutivo global devido às diferenças de comportamento e de geometria dos seus constituintes. Assim sendo, para que se possa compreender e prever o comportamento dos materiais compósitos em serviço, torna-se importante considerar o comportamento individual de seus constituintes e suas respectivas interações. Neste trabalho, desenvolve-se um modelo computacional em duas escalas para a previsão docomportamento mecânico de misturas asfálticas do tipo Areia Asfalto Usinada a Quente (AAUQ), onde o comportamento da escala maior (macroescala ou escala global), considerada homogênea, é determinado a partir do comportamento da escala menor heterogênea (microescala ou escala local) formada por agregados pétreos elásticos distribuídos numa matriz viscoelástica aqui denominada de mastique (ligante asfáltico misturado com agregados finos). O dano observado na escala global do modelo é conseqüência da formação e propagação de trincas e do desenvolvimento de deformações permanentes na escala local. O Método dos Elementos Finitos (MEF) é usado no cálculo de tensões, deformações e deslocamentos e na modelagem da formação e propagação de trincas.

MOREIRA, L. S. Análise não linear via elementos finitos de vigas de concreto com protensão não aderente. 2016. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-08-05T11:09:13Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_lsmoreira.pdf: 2400681 bytes, checksum: df035512dfcc9803693ce83cf77ff569 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-08-05T18:01:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_lsmoreira.pdf: 2400681 bytes, checksum: df035512dfcc9803693ce83cf77ff569 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-05T18:01:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_lsmoreira.pdf: 2400681 bytes, checksum: df035512dfcc9803693ce83cf77ff569 (MD5) Previous issue date: 2016-05-27 / This work aims to present a finite element model for nonlinear material and geometric analysis of prestressed concrete beams with internal and external unbonded tendons. The beam theory of Euler-Bernoulli-Navier was used for the development of the plane frame finite element formulation. The geometric nonlinearity was found over the total Lagrangian formulation. The tendons was modeled using truss elements from the cable discretization in straight sections. The layer method was used for integration of the internal forces and the tangent stiffness matrix in cross section, and integration over the element was made by the Gaussian quadrature. The constitutive law adopted for concrete in compression was the Eurocode 2 (2004) and Zupan e Saje (2005), although other curves have been implemented for comparison. The reinforcement steel was modeled as perfect elastic-plastic with linear hardening. The model adopted for the prestressing steel was the Menegotto and Pinto (1973) model. The frictional losses of the chordae with the sheath were discarded due to the presence of grease between the two materials. At the end, the quality of the formulation for the simulation of prestressed beams with unbonded tendons is evaluated by comparison with experimental results for short-term loads. / Esse trabalho visa apresentar um modelo de elementos finitos para análise não linear física e geométrica de vigas de concreto com protensão não aderente interna e externa. A teoria de vigas de Euler-Navier-Bernoulli foi utilizada para o desenvolvimento da formulação do elemento finito de pórtico plano. A não linearidade geométrica foi considerada através da formulação Lagrangiana Total. O cabo de protensão foi modelado através de elementos de treliça, a partir da discretização do cabo em trechos retos. O Método das Fatias foi utilizado para integração dos esforços internos e da matriz de rigidez tangente na seção transversal, e a integração ao longo do elemento foi feita pela quadratura de Gauss. A Lei constitutiva adotada para o concreto na compressão foi a do Eurocode 2 (2004) e Zupan e Saje (2005), embora outras curvas tenham sido implementadas para efeito de comparação. O aço da armadura passiva foi modelado como elasto-plástico perfeito, com endurecimento linear. O modelo adotado para o aço de protensão foi o de Menegotto e Pinto (1973). As perdas por atrito da cordoalha com a bainha foram desprezadas, devido à presença de graxa entre os dois materiais. Ao final, a qualidade da formulação para a simulação de vigas protendidas com cabos não-aderentes é avaliada através da comparação com resultados experimentais, para cargas de curta duração.

AGUIAR, A. L. P. Análise tridimensional da interação fluido estrutura de uma turbina eólica off-shore através do método de multiplicadores de Langrage localizados. 2016. 57 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-07-12T18:50:38Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_alpaguiar.pdf: 12724815 bytes, checksum: c633f50433ccb684b6759368a453ab38 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-07-20T16:48:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_alpaguiar.pdf: 12724815 bytes, checksum: c633f50433ccb684b6759368a453ab38 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-20T16:48:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_alpaguiar.pdf: 12724815 bytes, checksum: c633f50433ccb684b6759368a453ab38 (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / In the context of energy production from alternative sources, Wind Energy is a renewable energy source since it stands out for using the kinetic energy of the wind originated from the temperature difference on the planet due to sunlight. The equipment used to capture wind energy is called wind turbine. This work had as main objective to perform a structural analysis in an offshore wind turbine model of the monopile type with focus on the interaction between fluid and structure by ensuring kinematic continuity between different domains through the Lagrange Multipliers Method, in which each multiplier becomes an internal force. Intermediate domains called frames were interposed between the different under analysis. The points where the frame nodes were put are determined through the Zero Moment Rule and implemented in Matlab, with meshes generated in ANSYS. A frequency response analysis was also performed to analyze the influence of the fluid on the wind turbine frequencies. The frames were obtained for the three-dimensional meshes for different ones, ensuring the kinematic continuity and the influence of the fluid in the frequencies was demonstrated through the Body diagrams for different heights of fluid. / Dentro do contexto da produção de energia através de fontes alternativas, a Energia Eólica se destaca por utilizar a energia cinética dos ventos, originada da diferença de temperatura no planeta devido a incidência da luz solar, sendo, portanto uma fonte de energia renovável. Os equipamentos utilizados para captação de Energia Eólica são chamados de aerogeradores ou turbinas eólicas. Este trabalho teve como objetivo principal realizar uma análise estrutural em um modelo de aerogeradore off-shore do tipo monopile com foco na interação entre fluido e estrutura, assegurando a continuidade cinemática entre domínios distintos através do Método dos Multiplicadores de Lagrange, onde cada multiplicador torna-se uma força interna. Domínios intermediários denominados de película foram intepostas entre os domínios distintos em análise. Os pontos onde os nós da película foram postos são determinados através da Regra do Momento Zero e implementado no software Matlab, com malhas geradas no software ANSYS. Uma análise de resposta em frequência também foi realizada, para analizar a influência do fluido nas frequências do aerogerador. Foram obtidas as películas para as malhas tridimensionais para diferentes malhas, assegurando a continuidade cinemática e a influência do fluido nas frequências foi demonstrada através dos diagramas de Bode para diferentes alturas de fluido.

SOEIRO, M. A. R. Avaliação da segurança de torres metálicas para escoramentos de estruturas de concreto. 2012. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-25T12:20:33Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_marsoeiro.pdf: 4822188 bytes, checksum: 5a36f4dc088af5d6eb3241901c0a9f49 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-28T17:13:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_marsoeiro.pdf: 4822188 bytes, checksum: 5a36f4dc088af5d6eb3241901c0a9f49 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-28T17:13:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_marsoeiro.pdf: 4822188 bytes, checksum: 5a36f4dc088af5d6eb3241901c0a9f49 (MD5) Previous issue date: 2012-05-11 / It is well-known that most accidents with concrete structures occur in the construction phase, mainly due to stability failure of their shoring systems. These accidents can cause injuries, loss of life, significant construction delays, and finantial losses. Scaffolds are temporary structures that support construction loads, such as fresh concrete, steel, formwork and workers. First of all, finite element models composed of bars were created in order to study the structural behavior of steel scaffolds. Material and geometric nonlinear analyses were performed and the numerical results were compared with experimental results found in literature, showing good agreement. These analyses showed the importance of the boundary conditions and of the consideration of initial imperfections. Then, it was presented a methodology to verify the safety of steel scaffolding systems used in the construction of high-clearance concrete structures. The NBR 15696:2009 and BS 5975:2008 standards were adopted for the determination of external loads and initial imperfections. The internal forces were obtained from geometric nonlinear analyses. These forces were used to verify the safety of the steel members according to NBR 8800:2008. Three-dimensional and two-dimensional structural models (i.e. space and plane frames) were adopted. The results showed that, in some cases, it is possible to use plane models to analyze the scaffolding system, but, in other cases, it is necessary to use three-dimensional models. It was also noted that the scaffoldings failure occurs, in general, under combined compression and bending of the steel bars and also that the shear forces are not critical to the failure of these structures. / Verifica-se que a maioria dos acidentes com estruturas de concreto ocorrem durante a etapa de construção, devido principalmente à falha na estabilidade de seus escoramentos. É importante ressaltar que esses acidentes podem ocasionar perdas de vidas, atrasos significativos nas obras, danos materiais e perdas financeiras. Os escoramentos são estruturas provisórias responsáveis por resistir aos esforços e ações provenientes das etapas de execução da estrutura de concreto, incluindo o lançamento do concreto, o peso das fôrmas e armação, peso próprio do concreto, trabalhadores, equipamentos, além de possíveis sobrecargas. Inicialmente foram elaborados modelos de elementos finitos de barra para o estudo do comportamento de torres de escoramento. Foram realizadas análises não lineares físicas e geométricas e os resultados numéricos foram comparados com resultados experimentais disponíveis na literatura obtendo-se uma boa concordância. Estas análises mostraram a importância das condições de contorno e da consideração das imperfeições iniciais. Em seguida foi apresentada uma metodologia para verificação da segurança de torres metálicas utilizadas no escoramento de estruturas de concreto com pé-direito elevado. As normas NBR 15696:2009 e BS 5975:2008 são utilizadas na determinação das ações externas e imperfeições iniciais. Os esforços internos são obtidos utilizando análises não lineares geométricas. Os esforços obtidos nestas análises são utilizados para verificação da segurança das barras de acordo com a NBR 8800:2008. Foram considerados modelos estruturais 3D (pórtico espacial) e 2D (pórtico plano). Estes estudos mostraram que em alguns casos é possível utilizar modelos planos para analisar a torre sem prejuízo nos resultados, mas em outros casos é necessário utilizar modelos tridimensionais. Verificou-se também que a falha das torres ocorre normalmente devido a flexo-compressão das barras e que o esforço cortante tem pouca importância na verificação da segurança.

QUEIROZ, J. S. de. Análise transiente paramétrica de sistema poste-defensa devido ao choque de veículos. 2011. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-08-06T16:43:40Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_jsqueiroz.pdf: 3655868 bytes, checksum: 305c2bbd043b682ff03b590c269deb08 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-08-06T16:43:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_jsqueiroz.pdf: 3655868 bytes, checksum: 305c2bbd043b682ff03b590c269deb08 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-06T16:43:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_jsqueiroz.pdf: 3655868 bytes, checksum: 305c2bbd043b682ff03b590c269deb08 (MD5) Previous issue date: 2011 / It is known that is inevitable the incidence of traffic accidents in highways, where hundreds of thousands of vehicles pass daily. These accidents can cause material damages, physical and moral injuries to involved persons, besides fatalities. When collisions are into an electric distribution pole, these are responsible by five thousand residences without electric power immediately. In this case, the stop in supplying can take four hours to residents who live close to accident site due to replacement work, as well as to generating high costs to replace the poles. So, it is necessary to study a system that protects the pole, as well as safeguards the vehicles drivers in case of collision. The objective of this work is to evaluate the behavior of pole and of system pole-defence due to the vehicles shock. Two parametric analyses are carried out. The first one is the numerical modal analysis in order to determine the influence of components like cables and defence in the pole natural parameters. The second one is the transient parametric analysis of pole and of pole-defence system. In this case, the vehicle mass and his impact time are varied. These analyses are executed in the commercial program based on the Finite Elements Method, SAP2000 V.14.0. The displacement history of pole free end is compared between the several models, as well as with the results obtained when the dynamic load maximum value is applied statically. From results it is noticed that defence carries out his paper reducing the possibility of collapse due to increasing the natural frequencies and making away from excitation frequencies of impact loads. From transient analysis it is concluded that defence raises the rigidity of the system by reducing the displacements. / Sabe-se que é inevitável a ocorrência de acidentes de trânsito em rodovias, onde centenas de milhares de veículos transitam a cada dia e que, além de gerarem fatalidades, geram danos materiais, físicos e morais às pessoas envolvidas. Quando os acidentes envolvem colisões com um poste de distribuição de energia elétrica, estes são responsáveis por deixar, em média, cinco mil residências sem fornecimento de energia de forma imediata. Nestes casos, essa interrupção no fornecimento pode durar até quatro horas para os moradores próximos ao local da colisão devido ao trabalho de substituição, bem como gerar altos custos com a reposição dos postes. Portanto, faz-se necessário o estudo de um sistema de defensa de postes visando à proteção destes, bem como salvaguardar os motoristas de veículos em caso de colisão. O objetivo deste trabalho consiste em avaliar o comportamento do poste e do sistema poste-defensa devido ao choque de veículos. Para tanto, são realizadas duas análises paramétricas. A primeira consiste na análise modal numérica a fim de se determinar a influência de componentes tais como cabos e defensas nos parâmetros naturais do poste. A segunda consiste na análise transiente paramétrica do poste e do conjunto poste-defensa. Neste caso, são variadas a massa do veículo, sua velocidade e o tempo de impacto. Estas análises são realizadas no programa comercial, baseado no Método dos Elementos Finitos, SAP2000 V.14.0. A história no tempo do deslocamento da extremidade livre do poste é comparada entre os diversos modelos, bem como com os resultados das amplitudes das cargas dinâmicas aplicadas de forma estática. Dos resultados observa-se que a defensa cumpre seu papel diminuindo a possibilidade de colapso devido aumentar as frequências naturais e afastando-as das frequências de excitação das cargas de impacto. Da análise transiente conclui-se que a defensa aumenta a rigidez do sistema reduzindo os deslocamentos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T18:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327452.pdf: 31353074 bytes, checksum: 99dc046a16b92e2d5a1d51da9f292f83 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho propõe aplicar o método dos volumes finitos na solução de problemas acoplados escoamento/geomecânica envolvidos em processos de recuperação de petróleo. A solução de tal acoplamento equivale a resolver um problema que descreve o estado de tensões atuante na matriz sólida do reservatório e outro descrevendo o escoamento do fluido através do meio poroso. Normalmente este acoplamento é resolvido aplicando diferentes métodos numéricos em cada problema, volumes finitos ou diferenças finitas para o escoamento no meio poroso e elementos finitos para o estado de tensões na matriz sólida. Neste contexto está inserido o principal desafio do presente trabalho, resolver ambos os problemas com o mesmo método numérico empregando uma mesma malha computacional. As grandes vantagens desta abordagem unificada aplicando o método dos volumes finitos são a dispensa de interpolação na malha dos parâmetros de acoplamento durante a troca de informações de um problema para outro na solução iterativa e, ainda mais relevante, a garantia que as equações aproximadas de ambos os problemas são conservativas. Quanto à formulação matemática, o comportamento mecânico do meio poroso é modelado pela teoria da poroelasticidade de Biot e pelo princípio das tensões efetivas, enquanto o escoamento é regido pela lei de Darcy. É considerado um meio poroso formado por grãos sólidos deformáveis que está preenchido por um fluido pouco compressível. As soluções numéricas são obtidas para um domínio bidimensional, o qual o equilíbrio de tensões é definido para um estado plano de deformações. A validação numérica da metodologia proposta é largamente executada através da comparação de soluções numéricas com analíticas de três problemas testes, onde é constatada a eficiência e as vantagens desta metodologia. As soluções dos problemas propostos mostram que a ferramenta aqui desenvolvida é capaz de prever o comportamento das principais variáveis envolvidas em uma análise geomecânica de um reservatório. O desenvolvimento aqui apresentado oferece uma interessante alternativa para resolver problemas acoplados em uma abordagem unificada.<br> / Abstract : The purpose of this work is to apply the finite volume method to solve coupled flow/geomechanics problems involved in oil recovery processes. The solution of such coupling is equivalent to solve a problem which describes the stress field on the reservoir solid matrix and another describing the fluid flow through porous media. This coupled problem is normally solved using two different numerical methods on each problem, finite volume or finite difference for the flow in porous media and finite element for stress field in the solid matrix. In this context, the main challenge of this work is to solve both problems with the same numerical method employing the same computational mesh. The great advantages of this unified approach applying the finite volume method are the no requirement grid interpolation of the coupling parameters for the exchange of information from one problem to another in the iterative solution and, even more significantly, the guarantee that the approximate equations of both problems are conservative. As for the mathematical formulation, the mechanical behavior of the rock is modeled using the Biot?s poroelasticity theory and the principle of effective stress, while the flow is modeled by Darcy's law. It is considered a porous media formed by deformable solid grains filled by slightly compressible fluid. The numerical solutions are obtained for two-dimensional domains for a plane strain condition. The numerical validation of the proposed methodology is largely performed by comparing numerical solutions with analytical of three test problems, where the efficiency and advantages of this methodology are proven. The solutions of the proposed problems show that the developed tool is able to predict the behavior of the main variables involved in geomechanics analysis of reservoir. The unified numerical approach presented herein is an encouraging alternative for solving coupled problems of engineering interest.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327836.pdf: 4648526 bytes, checksum: d0f632d523e202e6470a4b468836044f (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho apresenta uma metodologia numérica de volumes finitos baseado em elementos para a resolução de escoamentos bidimensionais com aplicação à simulação de escoamentos de fluidos viscoelásticos. O método empregado, o EbFVM-Element-based Finite Volume Method, pode utilizar malhas não estruturadas híbridas, constituídas tanto de elementos quadriláteros como triangulares, o que permite a discretização de geometrias complexas. Para vencer o problema do desacoplamento parcial dos campos de pressão e velocidade devido a uso de um arranjo colocalizado de variáveis, foi empregada uma função de interpolação do tipo FIELDS. O uso desta função de interpolação também promoveu a inclusão da pressão e da tensão na equação de conservação da massa melhorando, com isso, o condicionamento da matriz de coeficientes do sistema de equações discretizadas. Os termos advectivos na equação constitutiva foram aproximados utilizando o esquema SPU (do inglês, Single Point Upwind). A simulação de escoamentos viscoelásticos requer, para um problema 2D, a solução de um problema de seis incógnitas (pressão, velocidades u e v, tensões normais nas direções x e y e a tensão cisalhante) já que não é possível deixar as tensões em termos das velocidades, como feito para fluidos newtonianos. A estratégia de solução é segregada, isto é, resolver o problema do escoamento desacoplado das equações constitutivas e promover a iteração entre estes problemas. Foram considerados para avaliação do algoritmo exemplos clássicos da literatura comumente utilizados para testar diferentes aspectos das soluções numéricas. São eles, escoamento entre placas planas, escoamento em uma cavidade fechada com tampa móvel e o escoamento em uma contração planar 4:1. Além destes exemplos clássicos, o escoamento, com baixo número de Reynolds (creeping flow), de um fluido de Oldroyd-B ao redor de um cilindro foi resolvido de modo a aproximar, de uma maneira muito simplificada, o escoamento do sal em torno de um poço de petróleo perfurado em uma zona salina. Em todos os casos o algoritmo foi eficaz na obtenção de uma solução fisicamente consistente e com robustez numérica.<br> / Abstract : This work presents an element based finite volume methodology (EbFVM)for solving two-dimensional viscoelastic fluid flows. The method can easilydeal with hybrid unstructured meshes consisting of both triangular andquadrilateral elements, which allows the discretization of complex geometries.To overcome the checkerboard problem, which arises from the collocatedarrangement of variables in the computational grid, it is employed anew interpolation function of the FIELDS type. The use of this interpolationfunction also promoted the inclusion of pressure and stresses in the massconservation equation, improving conditioning of the coefficient matrix ofthe system of discretized equations. The advection terms in the constitutiveequations are approximated using the single point upwind scheme. It wasadopted a segregated solution procedure, which consists in solving separatelythe mass-momentum and constitutive equations. For testing different aspectsof the numerical solution three classic benchmark problems were solved: flowbetween fixed parallel plates, lid-driven square cavity flow, and 4:1 planarcontraction flow. In addition to these benchmark problems, the creeping flowof an Oldroyd-B fluid around a cylinder was solved in order to approach, ina very simplified manner, the flow of salt around an oil well drilled in subsaltzone. In all cases, the algorithm was effective in obtaining a physicallyconsistent solution with numerical robustness.