Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-02Bitstream added on 2014-11-10T11:57:46Z : No. of bitstreams: 1 000788290.pdf: 1350300 bytes, checksum: efc63ae2b101504d42d2745bc5a4a3c9 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho estudaremos a aproximaçãoo de equações diferenciais parabólicas semilineares através de sua discretização via o método de elementos finitos. Vamos provar que os atratores da discretizaçãoao se comportam continuamente quando o tamanho do passo tende a zero estendendo os resultados de [17]. Vamos também calcular a taxa de convergência dos atratores em termos do passo da discretização / In this work we study the approximation of semilinear parabolic di erential equations through their discretization via the nite element method. We prove that the attractors of discretization behave continuously when the step size tends to zero extending the results of [17]. We also calculate the rate of convergence of attractors in terms of step of discretization

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-27Bitstream added on 2014-12-02T11:21:07Z : No. of bitstreams: 1 000794326.pdf: 1135127 bytes, checksum: cb4342f5f8184e0cb349451bdf351409 (MD5) / O uso de duas miniplacas retas é o método mais indicado na literatura, para se prevenir complicações no tratamento de fraturas de côndilo. Diferentes estudos evidenciam que a estabilidade da osteossíntese é relacionada com as tensões mecânicas que ocorrem na região do côndilo, geradas pelos músculos da mastigação. O objetivo neste estudo foi avaliar o comportamento mecânico de três métodos de osteossíntese, por meio de um modelo mandibular de elementos finitos (MEF), comparando a distribuição de tensões e o comportamento dos materiais nas fraturas subcondilares baixas. Simulou-se uma fratura transversa subcondilar baixa, no modelo mandibular e a adaptação dos materiais de osteossíntese para a fixação da fratura. Três métodos de fixação com placas de titânio foram testados: 1) duas placas retas; 2) uma placa lambda e 3) uma placa trapezoidal. Os resultados mostraram que os métodos de osteossíntese proporcionam uma boa rigidez ao sistema de fixação, com pouco deslocamento na linha de fratura. Apesar disto, com a intensidade da força aplicada, todos os modelos estariam sujeitos a falhas, pois apresentaram valores de tensão de von Mises muito elevados. Comparando o desempenho dos três modelos de placas testados, observou-se que, a placa lambda se comportou melhor, havendo uma distribuição das tensões de von Mises sobre o material de fixação e tensão máxima principal sobre o osso mais homogênea. / The use of two straight plates is the most indicated in literature, to prevent the subcondilar fractures complications. Different studies have highlighted that the osteosynthesis stability is related to the mechanical stresses that occur in the region of the condyle, generated by the chewing muscles. This study evaluated the biomechanical behavior of three methods of fixation, through a mandibular finite element model (FEM), comparing the stress distribution and behavior of materials in low subcondilar fractures. A transverse fracture was simulated in the mandibular model and on adapting osteosynthesis materials for fracture fixation. Three methods of fixations using titanium plates were tested: two straight plates; one lambda plate and; one trapezoidal plate. The results showed that the method of osteosynthesis provides a good stiffness on the fixation system with little displacement at the fracture line. Nevertheless, by the intensity of the applied force, all models would be subject to failure, because they presented very high stress values. Comparing the performance of the three plate’s models tested, it was observed better behaviors for the lambda plate, with a more homogeneous distribution of von Mises stresses on the osteosynthesis devices and maximum principal strain over the bone.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-02Bitstream added on 2015-03-03T12:06:23Z : No. of bitstreams: 1 000804878.pdf: 2650434 bytes, checksum: ef9e16c1a0c4300c6e8f770cf0a58ed0 (MD5) / Esta tese apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de otimização dinâmica e estrutural para rotores com eixos em material compósito. A dinâmica destes rotores difere das análises convencionais devido à existência de amortecimento interno no eixo. As equações de movimento destes rotores apresentam a influencia do amortecimento interno sobre o comportamento dinâmico dos rotores. Materiais compósitos podem ser manufaturados em diferentes sequências de laminação. Para obter as melhores propriedades mecânicas, que possibilitem aos rotores operarem, em condições de estabilidade dinâmica e de esforços estruturais, foi necessário o desenvolvimento de uma metodologia de otimização para obter o melhor projeto. Para a aplicação desta metodologia foi desenvolvido um algoritmo de otimização. Para fundamentar este desenvolvimento foram revisados conceitos da teoria clássica de laminação, dos modelos de amortecimento estrutural, da dinâmica de rotores com amortecimento interno, de elementos finitos e dos métodos de otimização. O método de otimização escolhido foi o genético. Dentro do algoritmo de otimização foram inseridos módulos de análise para calcular as propriedades equivalentes, de avaliação estrutural por critérios de falha e de análise dinâmica de rotores. Diferentes simulações demonstraram a importância da sequência de laminação sobre a dinâmica dos rotores. Dentre os resultados finais estão simulações de otimizações e uma análise dos principais parâmetros que influenciam a obtenção de soluções ótimas pela otimização / This thesis presents a development on dynamic and structural optimization method (multiobjective) for rotors mount on composite shafts. The dynamic analysis of these rotors differs from conventional analysis due to the existence of internal damping in the shaft. The equations of motion for these rotors represent the influence of internal damping on the dynamic behavior of the rotor system. Composite materials can be manufactured using different layups. To obtain the best mechanical properties, which allow rotors to operate in stability dynamic and allowable efforts structural conditions, it was necessary to develop a methodology for design optimizing. For the application of this methodology an optimization algorithm was developed. To support this development were reviewed: the classical lamination theory, models of structural damping, rotor dynamics with internal damping, finite elements and optimization methods. The optimization method chosen was algorithm genetic. Within the optimization algorithm were inserted analysis modules responsible for: calculate the equivalent properties, evaluate structurally by failure criteria and analyze the dynamics of the rotors. Several simulations have demonstrated the importance of the layup for rotor dynamics. Among the final results from optimization simulations, there are discussions about the influence of the each optimization parameters that influence the achievement of optimal solutions

Tese (doutorado) - Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-07-26T15:41:29Z No. of bitstreams: 1 2013_MoacirMouraAndradeFilho.pdf: 1806424 bytes, checksum: f05f96014177693cd635f2af7b6d8dba (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-26T21:34:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_MoacirMouraAndradeFilho.pdf: 1806424 bytes, checksum: f05f96014177693cd635f2af7b6d8dba (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-26T21:34:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_MoacirMouraAndradeFilho.pdf: 1806424 bytes, checksum: f05f96014177693cd635f2af7b6d8dba (MD5) / Este trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação computacional, em linguagem de alto desempenho Fortran, de formulações não-conformes Mortar, utilizando a técnica dos Multiplicadores de Lagrange. Aplica-se a técnica na análise de guias de ondas na faixa de micro-ondas. Na implementação, utilizam-se Elementos Finitos Mortar de primeira ordem. As matrizes resultantes da aplicação do método dos Elementos Finitos Mortar a problemas de propagação foram calculadas por meio de uma técnica de integração analítica estendida, a qual é também apresentada. Esta abordagem estendida permite o cálculo das matrizes universais para elementos finitos nodais e também na função Mortar em qualquer ordem de aproximação. A aplicação da técnica de integração analítica é feita com as integrais escritas nas coordenadas homogêneas do elemento finito. Desta forma, as matrizes são calculadas uma única vez, sendo independentes das dimensões do elemento e dependentes apenas do tipo e da ordem da aproximação utilizada. É apresentada a solução e o tempo de processamento para alguns guias de ondas de geometria complexas. Os resultados obtidos são comparados com aqueles apresentados na literatura. Usando esta técnica, conseguimos uma melhoria na qualidade dos resultados e no tempo de processamento (CPU time) em comparação ao tradicional Método dos Elementos Finitos (MEF). ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work deals with the development and computing implementation in the high-performance Fortran language of non-conforming Mortar formulations, using the technique of the Lagrange Multipliers. The technique is applied in the analysis of waveguides in the band of microwaves. The implementation uses Mortar Finite Elements of the first orders. The matrices resulting from the application of the Finite Elements Method Mortar for the problems of propagation were calculated using a technique of extended analytical integration, which is also presented. This extended approach allows the calculation of universal matrices for Finite Element nodal and also in the function Mortar in any order of approximation. The application of analytical integration technique is done with integrals written in homogeneous coordinates of the Finite Element. Thus, the matrices are calculated once and are independent of the dimensions of the element and dependent only on the type and order of approximation used. It is presented the solution and the processing time to some waveguides of complex geometry. The results obtained are compared with those presented in the literature. Using this technique, we have an improved quality of results and processing time (CPU time) compared to traditional Finite Element Method (FEM).

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Luiza Silva Almeida (luizaalmeida@bce.unb.br) on 2013-08-01T12:15:11Z No. of bitstreams: 1 2013_AndreaNatalyPeñaPeña.pdf: 4494768 bytes, checksum: e68494c26c1335cb0c0c5021cbdeaf3d (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-08-01T20:38:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_AndreaNatalyPeñaPeña.pdf: 4494768 bytes, checksum: e68494c26c1335cb0c0c5021cbdeaf3d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-01T20:38:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_AndreaNatalyPeñaPeña.pdf: 4494768 bytes, checksum: e68494c26c1335cb0c0c5021cbdeaf3d (MD5) / As arquibancadas temporárias são estruturas amplamente usadas em eventos esportivos, espetáculos culturais, etc., devido à possibilidade de reutilizá-las. Essas estruturas estão sujeitas a excitações dinâmicas em virtude, principalmente, da movimentação de espectadores. Além disso, apresentam uma grande quantidade tanto de apoios como de componentes ligados por conexões ou simplesmente encaixados, os quais afetam potencialmente o seu comportamento dinâmico. Neste trabalho foi aplicada uma metodologia para a atualização de modelos numéricos em elementos finitos de uma arquibancada usando resultados de testes modais, a fim de obter um modelo numérico que represente com maior nível de detalhes a estrutura e, por conseguinte, seu comportamento dinâmico de forma confiável. Essa metodologia é formulada usando as ferramentas disponíveis no software de elementos finitos ANSYS e o método de otimização de Enxame de Partículas (Particle Swarm optimization, PSO) programado em MATLAB. Uma vez construído o modelo numérico paramétrico, é feita a identificação dos parâmetros candidatos à atualização por meio de uma análise de sensibilidade. Nesta pesquisa foi encontrado que essas variáveis são as propriedades mecânicas dos tubos e das conexões, e as constantes de rigidez das conexões. A atualização automática é aplicada refinando estes parâmetros iterativamente à procura da minimização de uma função objetivo, a qual envolve frequências e modos de vibração. Para cada alteração do modelo, a análise modal é realizada e os resultados são comparados aos do modelo modal experimental. A decisão do modelo com melhor correlação depende da tolerância de convergência da função objetivo. Após a atualização, o modelo da arquibancada ofereceu parâmetros modais em estreita concordância com os resultados experimentais, conservando seu significado físico. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Temporary grandstands are structures extensively used for sporting events and cultural shows since that can be demounted and reconstructed for re-use elsewhere. These structures are subject to dynamic loads due to movements of spectators. Moreover, temporary grandstands have a large amount of supports and components such as tubes, couplers and boards which affect their dynamic behavior. This paper is concerned with application of a methodology for updating the finite element model of temporary grandstands using modal test results to obtain a numerical model that represents the structure with high level of detail and therefore the dynamic behavior reliably. This methodology is formulated using the tools available in ANSYS finite element software and optimization technique particle swarm optimization (PSO) programmed in MATLAB. Once constructed the parametric numerical model, the selection of updating parameters is made through a sensitivity analysis. The selected parameters are the mechanical properties of the tubes and connections, and the constant stiffness of the connections. The automatic update is applied iteratively to refine these parameters and minimize an objective function, which involves natural frequencies and mode shapes. A case study of a temporary grandstand was employed for this task and modal test were carried out to obtain the experimental natural frequencies and mode shapes. For each change of the numerical model, modal analysis is performed and the results are compared to experimental modal model. The numerical modal model closer to the experimental modal model depends on the tolerance of convergence of the objective function. After the update, the model provided modal parameters in close agreement with the experimental results, retaining their physical meaning.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-19T21:01:16Z No. of bitstreams: 1 2018_AnaCarolinaLoyolaCaetanoRios.pdf: 2923062 bytes, checksum: ebcffecc8676ebe8998b4ec1f3b7416f (MD5) / Approved for entry into archive by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-25T19:38:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_AnaCarolinaLoyolaCaetanoRios.pdf: 2923062 bytes, checksum: ebcffecc8676ebe8998b4ec1f3b7416f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T19:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_AnaCarolinaLoyolaCaetanoRios.pdf: 2923062 bytes, checksum: ebcffecc8676ebe8998b4ec1f3b7416f (MD5) Previous issue date: 2018-09-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ). / A simulação de reservatórios é uma atividade estratégica da produção de petróleo, feita com o intuito de se estimar a produção, fazer designs e reavaliação de projetos de recuperação, e prever de efeitos mecânicos. A utilidade dos simuladores gera pesquisas em torno da modelagem numérica de reservatórios, de modo a torná-los mais representativos da realidade e mais computacionalmente eficientes. Este trabalho se propõe a revisar os principais métodos e técnicas matemáticas aplicadas na simulação do fluxo multifásico do modelo black oil, alguns dos quais foram implementados em um código para resolução de problemas de fluxo. O fluxo bifásico foi resolvido com a combinação do método dos elementos finitos e do método com volumes de controle centrados no vértice, em um esquema do tipo IMPES. O fluxo não saturado e o modelo black oil foram simulados com o método dos elementos finitos convencional de forma totalmente implícita, sendo que foi proposta a avaliação dos erros utilizando volumes de controle. A estabilidade do método proposto para o tratamento de resíduos na conservação foi analisada. Também foram verificados o efeito do upwind na mobilidade na representação de frentes de saturação e o uso da técnica do tipo pseudogas na descrição do aparecimento de gás pelo modelo black oil. O código implementado foi, então, utilizado na avaliação do comportamento de produção de um reservatório subsaturado, em que foram verificados os efeitos da compressibilidade da rocha e da injeção de água. / Reservoir simulation is strategical in the context of petroleum exploitation, since it provides data for production estimation, design of recuperation projects and prediction of mechanical behavior. For that reason, current researches in the area work on making simulators more computationally efficient and accurate in representing reality. The most popular methods and numerical techniques used in simulation of multiphase and multicomponent flow are reviewed in the present work. A code was developed to simulate unsaturated and two-phase flow and the black oil model. Two-phase flow was solved using the IMPES technique and combined the conventional finite element method with the control volume finite element method. Unsaturated flow and the black oil model were simulated with a fully implicit formulation of the conventional finite element method. The evaluation of errors in mass conservation with the use of control volumes was proposed and the stability of the method of correction of these errors was evaluated. Also, the effects of the upwind in the permeability were observed for the representation of saturation fronts. The efficiency of a technique called pseudogas was evaluated in the representation of gas appearance in the black oil model. Finally, the code was implemented in the analysis of the production behavior of an unsaturated reservoir.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-30T17:16:13Z No. of bitstreams: 1 2017_ÁlvaroMartinsDelgadoNeto.pdf: 5932101 bytes, checksum: 5137d1cc25259210dd30d128e69e10a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-06-12T16:12:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ÁlvaroMartinsDelgadoNeto.pdf: 5932101 bytes, checksum: 5137d1cc25259210dd30d128e69e10a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T16:12:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ÁlvaroMartinsDelgadoNeto.pdf: 5932101 bytes, checksum: 5137d1cc25259210dd30d128e69e10a0 (MD5) Previous issue date: 2017-06-12 / O uso de Interface Gráfica de Usuário (GUI) vem assumindo um papel importante como ferramenta visual de suporte aos programas computacionais no campo da engenharia. O emprego de GUIs facilita o processo de criação e manutenção da modelagem geométrica, proporciona maior flexibilidade na construção de malhas, na inserção de condições de contorno e de propriedades físicas – fase de pré-processamento, bem como possibilita interpretar de forma direta e visual os resultados da análise, conhecida como fase de pós-processamento. Por outro lado, a fase de processamento requer a utilização de técnicas numéricas de análise para representar e solucionar o modelo de engenharia, como o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o Método dos Elementos de Contorno (MEC), embora este último tenha se destacado como mais eficiente e flexível, permitindo maior versatilidade aos programas de modelagem geométrica e de malha. O MEC se destaca, dentre os outros métodos numéricos, devido ao seu modelo de discretização, ocorrendo apenas no contorno, o que torna sua implementação simples e versátil. Neste contexto, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma Interface Gráfica de Usuário (GUI) implementada utilizando a linguagem MATLAB, denominada BEMLAB2D. Este software permite a construção de modelos bidimensional com geometrias complexas, inclusões, furos e trincas, bem como editar e visualizar os resultados gerados pelo programa BemCracker2D, construído em C++ para analise via MEC. Como complemento, o BEMLAB2D permite também a geração de malhas de MEF apenas com elementos triangulares e de Métodos Sem Malhas (MESHLESS), ambas geradas a partir da malha de MEC. / Using Graphical User Interface (GUI) has assumed an important role as a visual tool support for computer programs in the field of engineering. The use of GUIs facilitates the process of creating and maintaining the geometric modeling provides greater flexibility in building meshes, the insertion of boundary conditions and physical properties - preprocessing step, and enables interpreting directly and visually the results of the analysis, known as the post-processing. On the other hand, the processing step requires the use of numerical analysis techniques for representing and resolving the engineering model, such as the Finite Element Method (FEM) and Boundary Element Method (BEM), although the latter is highlighted as more efficient and flexible, allowing greater versatility to the geometric and meshes modeling programs. The BEM stands out among the other numerical methods due to its discretization model, occurring only in boundary, which makes a simple and versatile implementation. In this context, this work proposes the development of a User Graphical Interface (GUI) implemented with MATLAB language, called BEMLAB2D. This software allows the construction of two-dimensional models with complex geometries, inclusions, holes and cracks, as well as edit and visualize the results generated by the program BemCracker2D, built in C ++ for analysis via BEM. As complement, BEMLAB2D also allows the FEM mesh generation with only triangular elements and Meshless Methods (MESHLESS), both generated from the BEM mesh.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-07-07T12:57:30Z No. of bitstreams: 1 2016_JoséFabianoAraújoMoreira.pdf: 2605715 bytes, checksum: f82797312494d7e18efd19b1a08ad0d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-07-14T18:43:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_JoséFabianoAraújoMoreira.pdf: 2605715 bytes, checksum: f82797312494d7e18efd19b1a08ad0d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-14T18:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_JoséFabianoAraújoMoreira.pdf: 2605715 bytes, checksum: f82797312494d7e18efd19b1a08ad0d4 (MD5) / Esta dissertação teve como objetivo formular e implementar um modelo de dano contínuo e um modelo de dano contínuo-descontínuo (com transição para fratura) para os modos I e misto (I+II) de abertura de trinca, por meio do Método dos Elementos Finitos Generalizados, capaz de predizer falhas em estruturas de materiais quasi-frágeis. Portanto, a mais importante contribuição desta pesquisa foi a criação de um modelo capaz de simular numericamente a resistência de membros estruturais sob falhas em modo misto de maneira eficiente e com objetividade de malha, baseado em uma lei de evolução de dano que utiliza apenas parâmetros físicos, que podem ser obtidos por meio de ensaios de resistência e fratura, sem a necessidade de calibração adicional do modelo. A validação do mesmo se deu por intermédio da comparação com resultados experimentais para vários tipos de ensaios e diferentes materiais e modos de falha. Os ensaios simulados com o modelo foram: flexão em três pontos em viga com entalhe central, flexão em quatro pontos em viga sem entalhe, estrutura com duplo entalhe e cisalhamento em quatro pontos em viga com entalhe central. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência e acurácia do modelo na previsão do comportamento de ruptura de diferentes materiais cimentícios com e sem a incorporação de fibras, submetidos a falhas em modo I e em modo misto. Ademais, o modelo consegue fornecer resultados com uma precisão equivalente à de outros modelos encontrados na literatura, porém utilizando um número bem reduzido de elementos na malha. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This research aims to formulate and implement a continuous and continuous-discontinuous (with transition to fracture) damage model for the crack opening mode I and mixed (I + II) in the framework of the Generalized Finite Element Method, able to predict failures in quasi-brittle materials. Therefore, the most important contribution of this research is the creation of a model capable of simulating numerically the resistance of structural members under mixed mode failures efficiently and with mesh objectivity. This model is based on a damage evolution law using only physical parameters, which can be obtained through fracture and resistance tests without the need of further calibration. Comparison with experimental results for various types of tests, materials and different failure modes were performed to assess the accuracy and efficiency. The tests simulated with the model were: three point bending in a single edge notch bean, four points bending unnotched, double-edge-notched specimen and single edge notched beam in anti-symmetric four-point-shear loading. The results obtained herein confirmed the efficiency and accuracy of the model in predicting rupture behavior of different cementitious materials, with or without the incorporation of fibers, subjected to mode I and mixed mode failure. Moreover, the model can provide results with equivalent accuracy to others in the literature using fewer elements in the mesh.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-08T21:34:04Z No. of bitstreams: 1 2018_DavidsondeOliveiraFrançaJúnior.pdf: 7292472 bytes, checksum: 3b89224f3d8653fff2ba3ad2448df326 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-14T18:59:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_DavidsondeOliveiraFrançaJúnior.pdf: 7292472 bytes, checksum: 3b89224f3d8653fff2ba3ad2448df326 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-14T18:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_DavidsondeOliveiraFrançaJúnior.pdf: 7292472 bytes, checksum: 3b89224f3d8653fff2ba3ad2448df326 (MD5) Previous issue date: 2018-08-08 / As estruturas em geral têm como papel principal transmitir as cargas estáticas verticais e horizontais para o solo, além de atender também as solicitações dinâmicas através dos seus elementos estruturais, com uma adequada capacidade resistente e um bom desempenho em serviço. Desta forma, destacam-se as cascas cilíndricas, que são caracterizadas por uma estrutura esbelta bastante utilizada na engenharia civil, indústria mecânica, naval, aeroespacial e em outras áreas pelo mundo. Os reservatórios verticais cilíndricos, estrutura objeto de estudo neste trabalho, são modelados por uma casca cilíndrica e podem estar submetidas à solicitação dinâmica, tendo a resposta estrutural (tensões, frequências, deformadas modais, etc.) influenciada por diversas variáveis. Decorrente disso, neste trabalho são estudadas as vibrações livres e forçadas de um reservatório cilíndrico vazio e totalmente preenchido com um líquido para diferentes condições de vinculação da casca. As análises são realizadas tendo por base a teoria de Soedel (2005), a técnica analítica de Sharma & Johns (1971), o cálculo variacional através das equações de energia da casca e o método dos elementos finitos (MEF) por meio do software ANSYS®. O fluido é modelado pela equação da onda e incorporado na casca cilíndrica através de uma massa adicional de fluido. Os efeitos das ondas de superfície livre (sloshing) e da pressão hidrostática são desprezados. Para demonstrar a validade da modelagem no software, os resultados analíticos são comparados com os resultados numéricos obtidos através do MEF. As frequências naturais e as formas modais da estrutura, desacoplada e acoplada fluido-estrutura são investigadas. Além disso, são avaliados os modos dominantes na vibração acoplada e abordada a massa adicional para diferentes condições de contorno. Posteriormente, na análise da vibração forçada para o sistema desacoplado e acoplado fluido-estrutura, foi obtida a resposta dinâmica decorrente de um carregamento harmônico pontual na casca. De posse da simulação computacional e do modelo analítico, quando aplicável, os resultados se mostraram satisfatórios para cada caso abordado. / Structures in general have the main role of transmitting the vertical and horizontal static loads to the ground, as well as to respond to dynamic demands through their structural elements with adequate strength and good performance in service. Thus, cylindrical shells stand out and they are characterized by a slender structure widely used in civil engineering, mechanical, naval and aerospace industry, and in other areas around the world. The vertical cylindrical vessels, which are the object of study in this work, are modeled by a cylindrical shell and can be subjected to the dynamic request with the structural response (tensions, frequencies, deformed modal, etc.) influenced by several variables. Therefore, in this work, the free vibrations and the forced vibrations of an empty cylindrical vessel and a cylindrical vessel totally filled with a liquid are studied for different conditions of the attachment of the shell. The analysis is based on the theory of Soedel (2005), the analytical technique of Sharma & Johns (1971), the variational calculation through the shell energy equations, and the finite element method (MEF) using ANSYS software ®. The fluid is modeled by the wave equation and incorporated into the cylindrical shell through an additional mass of fluid. The effects of sloshing and hydrostatic pressure are neglected. To demonstrate the validity of the modeling in the software, the analytical results are compared with the numerical results obtained through the MEF. Natural frequencies and modal forms of the structure, decoupled and coupled fluid-structure are investigated. In addition, the dominant modes in the coupled vibration are evaluated and the additional mass is addressed for different boundary conditions. Subsequently, in the analysis of forced vibration for the decoupled and coupled fluid-structure system, the dynamic response was obtained due to a punctual harmonic loading in the shell. With the computational simulation and the analytical model, when applicable, the results were satisfactory for each case.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-08-23T19:06:41Z No. of bitstreams: 1 2018_IvianeCunhaeSantos.pdf: 29126495 bytes, checksum: b8236dd72636499da3edfb858ec65ac5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-29T17:54:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_IvianeCunhaeSantos.pdf: 29126495 bytes, checksum: b8236dd72636499da3edfb858ec65ac5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T17:54:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_IvianeCunhaeSantos.pdf: 29126495 bytes, checksum: b8236dd72636499da3edfb858ec65ac5 (MD5) Previous issue date: 2018-08-23 / A monitoração da saúde estrutural (Structural Health Monitoring - SHM) visa garantir a segurança estrutural e operacional e emitir alertas precoces sobre danos ou deterioração antes da necessidade de recuperações onerosas ou mesmo de um colapso catastrófico, e está emergindo como um elemento importante para a gestão sustentável dos sistemas de obras públicas de infraestrutura. Os danos afetam o comportamento dinâmico das estruturas devido às mudanças nas dimensões dos elementos, condições de contorno, massa, degradação das propriedades mecânicas dos materiais, ou a ocorrência simultânea de todos esses fenômenos, provocando a alteração nos valores das frequências, modos de vibração e nos coeficientes de amortecimento. Desta maneira, o desenvolvimento de modelos numéricos e a avaliação através de técnicas de análise dinâmica vêm assumindo grande importância, e é capaz de fornecer informações precisas para avaliar a integridade estrutural. A atualização (updating) do modelo numérico é um processo que visa determinar os parâmetros de incerteza do modelo inicial com base em resultados experimentais e alcançar um modelo atualizado mais adequado. No entanto, o sucesso da aplicação do método de atualização depende da concepção numérica das estruturas, um teste modal bem concebido e controlado e uma integração entre os modelos numéricos e experimentais. Este trabalho descreve a aplicação das técnicas de atualização com base em dados modais implementadas em pacotes de software comercialmente disponíveis para a identificação do comportamento global de uma ponte estaiada. O modelo numérico atualizado pode ser utilizado para avaliar a integridade estrutural, durabilidade e confiabilidade ao longo do ciclo de vida e otimizar as atividades operacionais e de manutenção. Ele também pode ser utilizado com confiança em todas as análises relacionadas à estrutura, como por exemplo, para a previsão de respostas dinâmicas em novos cenários de carga, para a identificação de danos, para projetar sistemas de monitoração e avaliação das estruturas ao longo do tempo. / Structural Health Monitoring (SHM) aims at assuring structural and operational safety and giving early warnings of damage or deterioration before the need for costly recuperation or even from a catastrophic collapse, and is emerging as a valuable tool for sustainable management of public works infrastructure systems element. Damage affects the dynamic behavior of structures due to changes in the dimensions of the elements, boundary conditions, mass, deterioration of mechanical properties of materials, or the simultaneous occurrence of all these phenomena, causing the change in the values of frequencies, modes and coefficients damping. This way, the development of numerical models and the evaluation by techniques of dynamic analysis has gained significant importance and it can provide accurate information to analyze structural integrity, durability and reliability along the life cycle and optimize the operational activities and maintenance. The updated numerical model is a procedure to determine the parameters of uncertainty of the initial model, based on experimental results, and to achieve more appropriate upgraded model. However, the successful application of the method of updating depends on the numerical design of structures, on a well-conceived and controlled modal test and on the capacity to integrate experimental data. This work describes the application of the modal updating techniques implemented in commercially available software packages to the identification of the global behavior of a cable-stayed bridge. The updated numerical model can be used to evaluate the structural integrity, durability, and reliability along the life cycle and to optimize operational and maintenance activities. It may also be used with confidence in all tests related structure, for example, for predicting dynamic responses of new load settings, for identification of damage, monitoring systems and evaluating the structure over time.