O presente trabalho simula processos de conformação mecânica em domínios bidimensionais. Para tanto, considera-se o material como sendo um fluido não newtoniana e utiliza-se a formulação da mecânica dos fluidos com função de penalidade. O método empregado para realizar a discretização espacial é o método dos elementos finitos com integração reduzida do termo da função de penalidade. Para discretizar o tempo usa-se diferenças finitas com o esquema de Crank-Nicolson. E apresentado também o método Lagrangiano-Euleriano arbitrário para descrever o movimento da malha de elementos finitos. / Simulations o f metal forming processes in two dimensional domains are presented in this work. The material is considered as a non newtonian flu id and the flow formulation with the penalty function approach is used. Spatial discretization is accomplished using the finite element method with reduced integration for the pressure term. Finite differences is used for time integration with a Crank-Nicolson scheme. The arbitrary Lagrangian-Eulerian scheme is employed to describe the motion of the finite element mesh.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor António Torres Marques

Tese de mestrado. Fundamentos e Aplicações da Mecânica dos Fluidos. 2005. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Tese de doutoramento. Mécanique. Institut National des Sciences Appliquées de Lyon. 1988

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245744.pdf: 1637868 bytes, checksum: 3acb7e0e13c6fc197cfdae15a2a80296 (MD5) / O termo Gerenciamento de Ferramentas começou a ser utilizado no início da década de 80 com o objetivo de proporcionar um maior controle e racionalização das ferramentas de corte no chão-de-fábrica das indústrias metal-mecânica. O ganho de produtividade e economia obtidas por um correto Gerenciamento de Ferramentas, permite às empresas realizarem um controle eficiente de informações e conseqüentemente se tornarem mais competitivas. No Brasil, é notável o crescente interesse pela indústria sobre o tema, porém é notável também a necessidade de esclarecer melhor ao setor as estratégias, os pré-requisitos e quais etapas necessárias para um Gerenciamento de Ferramentas efetivo que possa trazer os devidos resultados para a indústria. Este trabalho teve como objetivo geral a obtenção da percepção que as empresas constituintes da amostra têm sobre o tema, indicando os métodos e recursos mais utilizados no que se refere ao Gerenciamento de Ferramentas, além dos problemas enfrentados pelas mesmas. Através da aplicação do método de pesquisa de estudo de caso em onze empresas do setor metal mecânico, foi possível observar uma tendência maior a aplicação de questões de cunho logístico do Gerenciamento de Ferramentas, onde as outras questões, como o planejamento técnico e o estratégico são colocados em segundo plano para a maioria das empresas. Como conseqüência, foi possível identificar problemas graves que envolvem as questões técnicas e estratégicas do Gerenciamento de Ferramentas, tornando esta filosofia subutilizada para maioria das empresas pesquisadas, ocasionando uma perda de competitividade nestas empresas.

O propósito deste trabalho é o de apresentar em um único texto os métodos diagramáticos aplicáveis à teoria microscópica de fluido, tanto no formalismo clássico como no quântico. Procura-se explicar as propriedades macroscópicas pelos métodos da Mecânica Estatística, tratando as interações inter-moleculares pertubativamente, por expansões diagramáticas. O trabalho está dividido em partes A e B que tratam de fluidos clássicos e quânticos, respectivamente. A parte A inicia por um capítulo de revisão de Teoria Cinética. Seguindo de um sobre Funções de Distribuição, que objetivam introduzir os conceitos fundamentais assim como a linguagem e a notação. No capítulo III apresenta-se o método diagramático propriamente dito e no capítulo IV fazem-se algumas aplicações tratando explicitamente o cálculo de coeficientes da expansão virial para alguns exemplos de potencial intermolecular e a densidade de probabilidade reduzida. A parte B inicia por uma revisão do formalismo “número de ocupação”, propriedades do operados de evolução e representações em Mecânica Quântica, como ferramentas fundamentais para o restante do trabalho. O método diagramático é apresentado no capítulo III, aplicado ao cálculo dos cumulantes definidos na expansão da função de partição. O propagador (função de Green) é tratado no capítulo IV pela expansão diagramática de Hugenholtz e de Feynman, Equação de Dyson e aproximação de Hartree-Fock. Como aplicação do método apresenta-se um cálculo de calor específico. / The porpouse of this Works is to give in a single text the diagrammatic methods for both, the classical and quantum formalismo f the macroscopic properties by the methods of statistical mechanics, dealing with the inter-molecular interactions, by perturbation theory, with diagrammatic expansions. The work is devides in parts A and B, which diagrammatic expansions. Part A begins with a review chapter on Kinetic Theory, followed by one on Distribution Fuctions, with the porpoise of introducing the fundamental concepts as well as the language and notation. In chapter III the diagrammatic method is intreoduced and in chapter IV some applications are made, specifically the calculation of the coefficients of the virial expansion for some example of intermolecular interactions and the reduced probabiblity density. Part B begins with a review of the “occupation number” formalism, properties of the evolution operador and the interaction picture in Quantum Mechanics, as basic tools for the rest of the work. The diagrammatic method is presents in chapter III, applied to the calculation of the cumulants which are defined in the expansion of the partition function. The propagatos (green’s function) is treated in chapter IV by Hugenholtz diagrammatic expansion as well as Feynman’s by Dyson’s equation and Hartree-Fock approximation. As an application one shows a calculation of the specific heat.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:01:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335888.pdf: 7684107 bytes, checksum: bcde2c3b76a58baffd70c875ffae66af (MD5) Previous issue date: 2015 / No presente trabalho foi realizado um estudo do comportamento dinâmico de alguns amortecedores de partículas de elastômero (EPD) com movimento vertical. Estes amortecedores compõem-se de um recipiente rígido que contêm um grande número de partículas de elastômero. Os EPDs são aderidos rigidamente à estrutura que se deseja ser controlada. Mediante ensaios foram obtidas curvas da impedância em função da frequência e da aceleração, tanto diretamente na base do EPD quanto este inserido em um sistema de 1 grau de liberdade (GDL). Quando o EPD foi submetido a acelerações perto de 1 g, as partículas adotaram um estado de fluidização, e foi evidenciado um grande amortecimento do sistema, tal como descrito na literatura. Os mecanismos de dissipação de energia aqui são devido ao atrito e colisões inelásticas das partículas. Porém, foi descoberto que o material granular se comporta como um sólido para níveis menores de 1 g de aceleração. Assim, ele possui um conjunto de modos de vibração produzidos por ondas longitudinais estacionárias. Em consequência, em cada uma das suas frequências naturais o EPD pode funcionar como um neutralizador dinâmico. Foram aplicados amortecedores EPD sintonizados a uma viga em balanço e a uma placa de aço para controlar um dos seus modos de vibração. O resultado foi que o pico da curva de mobilidade em ambos os casos foi praticamente eliminado. Além disso, foi conseguida uma elevada atenuação na maioria das frequências naturais superiores. Este tipo de amortecedor foi também aplicado a uma unidade de piso de avião e o seu desempenho foi comparado com outras técnicas de controle de vibração. Os EPDs aparecem como uma técnica de controle de vibração eficiente e econômica para este tipo de estrutura.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2003 / Inclui bibliografias / Muitos trabalhadores estão trabalhando no desenvolvimento de técnicas de identificação de amortecedores estrutural. Geralmente essas técnicas são baseadas e testadas com simulações numéricas de modelos matemáticos e com a validação através de resultados e

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:14:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329098.pdf: 3595060 bytes, checksum: e238f34cd5dfd609dd7ad2d35e6d24db (MD5) Previous issue date: 2014 / Nas últimas décadas a aplicação de componentes feitos de materiais poliméricos sofre um aumento expressivo. Muitas peças tradicionalmente feitas de metais e cerâmicos foram substituídos por algum tipo de polímero. O aumento de itens fabricados desses materiais se deve à grande versatilidade de propriedades mecânicas e químicas aliadas à baixa densidade dos mesmos. No entanto, do ponto de vista computacional esses materiais são extremamente complexos de serem modelados devido à intrínseca sensibilidade às variações de temperatura e taxa de deformações. Em vista disso, no presente trabalho buscou se estudar e implementar um conjunto de modelos constitutivos viscoplásticos capazes de representar o comportamento de materiais termoplásticos. A abordagem variacional foi adotada para formulação do modelo, assim a atualização das tensões e variáveis internas é realizada através da extremização de um pseudo-potencial termodinamicamente consistente. Para o estudo do comportamento do modelo em geometrias tridimensionais foi escrita uma sub-rotina de material, usermat, no programa comercial de Elementos Finitos de análise implícita ANSYS. Ao se fazer a hipótese de isotropia material, a decomposição espectral foi utilizada implicando na redução do número de equações a serem resolvidas em cada ponto de integração. Curvas de força-deslocamento de três polímeros diferentes, PS, PLA e PC foram obtidas através do ensaio de tração para a realização de ajuste de um modelo. O corpo de prova foi modelado via CAD e uma análise de EF do ensaio de tração foi configurada via ANSYS Workbench 14.5. A minimização do erro quadrático das curvas, simulada e real, foi realizada pelo programa de PIDO (Process Integration and Design Optimization) modeFRONTIER®. As curvas força-deslocamento simuladas, após ajuste de parâmetros, ficaram muito próximas aos resultados de ensaio, mostrando a capacidade da formulação matemática escolhida em representar o comportamento mecânico de materiais poliméricos. Por fim, análises envolvendo contato entre corpos e torção foram executadas a fim de se verificar o comportamento e estabilidade do modelo material implementado em situações mais complexas.<br> / Abstract: Demands for light weight and high strength structures lead to polymeric materials as a suitable choice for a large class of engineering applications. In some cases, components traditionally made of metals or ceramics have been replaced by some kind of polymer. This paradigm shift is related to good mechanical properties, low density, corrosion resistance, easy to manufacture, etc. However, computational modeling of such materials has become a challenge in mechanical and material science fields, mainly because of its intrinsic sensitivity with respect to temperature and rate strain variations. In the work reported here, the focus was constitutive modeling and implementation of viscoplastic materials submitted to finite strain kinematics.Variational formulation was adopted for material modeling. Stress and internal variables updates are performed solving a minimization problem for each time increment. Material isotropy was admitted allowing spectral decomposition to describe the set of constitutive equations. User material sub-routine was written in the implicit Finite Element program ANSYS. Given arbitrary combinations of well know potentials as Odgen, Hencky, Perzyna and others, material free parameters were tuned by fitting experimental load-displacement data of PS, PLA and PC. Minimization of Mean Squared Error was performed making use of modeFRONTIER, a commercial Process Integration and Design Optimization (PIDO) software. Experimental and numerical results were very closed showing the ability of our model to represent the mechanical behavior of thermoplastic polymers. Finally, three-dimensional FE Analysis using frictionless contact and torsion is presented in order to verify the stability and applicability of our model in large-scale problems.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-03-18T21:00:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332769.pdf: 19510726 bytes, checksum: 9d05fe55d11db784072635d8e8e6eed0 (MD5) Previous issue date: 2014 / O estudo do comportamento mecânico de tendões apresenta uma série de dificuldades numéricas e experimentais. Para compreender o comportamento mecânico do tecido e as dificuldades associadas, realizou-se um conjunto de ensaios experimentais, onde quatro destes ensaios são apresentados e seus resultados discutidos. Do ponto de vista numérico, estudou-se um modelo de comportamento mecânico deduzido a partir de hipóteses sobre leis da termodinâmica, que fornece uma relação constitutiva baseada em uma estrutura variacional com variáveis internas. Este modelo é apresentado em detalhes com exemplos numéricos que demonstram sua capacidade de representação mecânica. Por fim, os dados experimentais foram então utilizados para um procedimento de identificação de parâmetros do modelo estudado, onde este apresentou uma excelente correlação com os dados experimentais obtidos.<br> / Abstract : The study of the mechanical behaviour of tendons presents several numerica land experimental difficulties. To better understand the mechanical behaviour of the tissue and its associated difficulties, a set of experimental tests was executed, Four of these tests are presented and its results discussed.From the numerical point of view, a mechanical behaviour model deduced from hypothesis about thermodynamics laws was studied, it gives a constitutive relationship based on a variational structure with internal variables. This model is presented in detail with numerical examples that show its mechanical representation capacity. Finally, the experimental data were the nused in a parameter identification procedure using the studied model which showed excellent correlation with the experimental data.