Orientador: Roberto de Andrade Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:49:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amaral_BartholomeuM.N_M.pdf: 2474729 bytes, checksum: b6052edd90193c30bf13b77f83ffb2ee (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: São estabelecidas as equações de movimento e continuidade para meios elásticos relativísticos contínuos e são tratados os algoritmos que definem as diversas grandezas mecânicas que descrevem o meio. As componentes da densidade de momento transversais à velocidade de um ponto no meio elástico tencionado são obtidas a partir da conservação do momento de sistemas isolados e surgem como conseqüência da relatividade da simultaneidade para dois observadores que descrevam o tensionamento de uma mesma porção de um meio / Abstract: We establish the equations of motion and continuity for continuous relativistic elastic media and treat the algorithms defining all mechanical quantities which describe the medium. The components of the momentum density normal to the velocity of a point in the stressed elastic medium are obtained from the conservation of linear momentum of isolated systems and appear as consequence of the relativity of simultaneity for two observers that describe the stressing of the portion of the medium / Mestrado / Física / Mestre em Física

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física Pós-Graduação, 2012. / Submitted by Sabrina Silva de Macedo (sabrinamacedo@bce.unb.br) on 2012-06-26T15:35:52Z No. of bitstreams: 1 2012_SuzanadeSouzaeAlmeidaSilva.pdf: 1419903 bytes, checksum: 60159767d5e273c30e14fa3fd0cdb284 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-07-05T18:21:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_SuzanadeSouzaeAlmeidaSilva.pdf: 1419903 bytes, checksum: 60159767d5e273c30e14fa3fd0cdb284 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-05T18:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_SuzanadeSouzaeAlmeidaSilva.pdf: 1419903 bytes, checksum: 60159767d5e273c30e14fa3fd0cdb284 (MD5) / O principal objetivo dessa dissertação é apresentar um estudo sobre as características geométricasde um buraco de minhoca atravessável além de uma nova abordagem para o estudo do problemade violação da condição de energia nula (CEN). Tradicionalmente, a análise da solução do buracode minhoca é feita apenas com base na Geometria Riemanniana, isto é, usando-se apenas as propriedadesintrínsecas do espaço-tempo. Contudo, o buraco de minhoca é uma alteração topológicado espaço-tempo e como consequência um estudo puramente intrínseco é incapaz de descreverplenamente as qualidades que caracterizam um buraco de minhoca atravessável.Esse problema pode ser contornado ao se considerar a imersão do espaço-tempo em um espaçomaior de forma a permitir a análise dos elementos extrínsecos da geometria de um buraco de minhocaatravessável. Na física gravitacional, existem programas de pesquisa que descrevem espaçostempoimersos. Contudo, tais programas usualmente falham em dar um tratamento matemáticoadequado ao problema da imersão. Como consequência, eles precisam recorrer a um número signi_cativo de postulados para conseguirem descrever a dinâmica do espaço-tempo imerso.A imersão é um teorema matemático cuja prova mais geral foi dada por John Nash usando adeformação de variedades. Usamos o teorema de imersão de Nash para analisar uma classe geralde soluções de buracos de minhoca. O teorema de Nash se fundamenta na deformação de umavariedade imersa, de_nida pela curvatura extrínseca. Isto é, ele descreve como a geometria sepropaga nas dimensões extras do espaço de imersão, sem apelar para _utuações quânticas paraexplicar a alteração topológica responsável pelo buraco de minhoca. No teorema de Nash, asalterações topológicas surgem naturalmente e classicamente.A imersão do espaço-tempo é feita em uma variedade plana de 5 dimensões e como resultadoobtém-se equações de campo que descrevem a dinâmica gravitacional do espaço-tempo imerso.Essas equações são as mesmas equações de campo da R.G com um termo adicional, o tensordeformação que incorpora as informações extrínsecas da geometria.Finalmente, analisamos o caso do buraco de minhoca atravessável como proposto por Morris eThorne. Para tal consideramos a região do espaço-tempo com potencial constante. Nesse cenário,a dinâmica dos elementos extrínsecos permite gerar um buraco de minhoca atravessável sem anecessidade de uma matéria exótica. Contudo, o buraco de minhoca é destruído por qualquermatéria que tente atravessá-lo. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The main goal of this dissertation is to present a study on the geometric characteristics of atraversable wormhole and a new approach to studying the problem of violation of the null energycondition (NEC). Traditionally, the analysis of the wormhole solution is based only on Riemanniangeometry, ie, using just the intrinsic properties of spacetime. However, a wormhole is a topologicalchange of spacetime and therefore a purely intrinsic study is unable to fully describe the qualitiesthat characterize a traversable wormhole.This problem can be approached in a di_erent way by considering the embedding of spacetimein a higher dimensional space to allow the analysis of extrinsic elements in a wormhole's geometry.In gravitational physics, there are researches describing embedded spacetime. However, theseresearches usually fail to give an appropriate mathematical treatment of the embedding problem.Consequently, they have to rely on a signi_cant number of assumptions to get to describe thedynamics of an embedding spacetime.An embedding is a mathematical theorem whose proof was given more generally by JohnNash using the deformation of manifolds. We use the Nash's embedding theorem to analyze ageneral class of solutions wormholes. Nash's theorem is based on a deformation of the embeddedmanifold, de_ned by the extrinsic curvature. That is, it describes how the geometry propagatesin extra dimensions without appealing to quantum _uctuations to explain the change topologicalresponsible for the wormhole.Spacetime is embedded in a _at 5-dimensional space and as a result one obtains _eld equationsdescribing the gravitational dynamics of that spacetime. These equations are the same _eld equationsof GR with an additional term, the deformation tensor which incorporates the informationof the extrinsic geometry.Finally, we analyze the case of traversable wormhole as proposed by Morris and Thorne. Forthis purpose we consider a region of spacetime described by a constant potential. In this scenario,the dynamics of extrinsic factors allow us to generate a wormhole traversable without the need forexotic matter but it is destroyed by any matter that attempts to cross the neck.

Orientadores: Antonio Celso Fonseca de Arruda, Euclides Jose Bonet / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T14:35:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosolen_MarcosAntonio_D.pdf: 60627383 bytes, checksum: 494fd31715dd81adac8a3239737193f1 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O fraturamento hidráulico é um processo utilizado na Indústria do Petróleo para a estimulação de poços. Consiste na abertura e consolidação de uma fratura em uma formação rochosa criando um canal de fluxo altamente permeável. O meio físico que possibilita tal tratamento é um fluido de características especiais através do qual se transmite à rocha a potência hidráulica necessária para a realização deste trabalho. Este fluido deve, também, carregar eficientemente o agente granular que será o responsável pela sustentação da fratura. o projeto de um fraturamento resulta da composição de tópicos de diversas áreas do conhecimento científico e tecnológico, e o domínio do comportamento reológico deste fluido é fundamental para o correto equacionamento dos fenômenos envolvidos. Diversas formulações de fluidos de fraturamento encontram-se disponíveis no mercado, sendo a mais utilizada a obtida a partir do polímero HPG. Este polissacarídio é derivado da goma guar e apresenta alta economicidade, gerando fluidos operacionalmente seguros. Tal fluido, como todo fluido polimérico, é viscoelástico, porém seu componente elástico não é computado nas teorias disponíveis para o dimensionamento de fraturas hidráulicas, que o tratam como newtoniano ou, nas mais elaboradas, como não-newtoniano. o advento de modernos aparatos experimentais possibilita, atualmente, uma avaliação mais completa dos parâmetros reológicos destes fluidos, permitindo a formulação de um modelo mais aprimorado para seu escoamento. O presente trabalho reporta a investigaçãoda viscoelasticidadedos fluidos de fraturamento, levantando seus parâmetros reológicos e remodelando seu escoamento. É feita uma revisão do estado-da-arte das modelagens disponíveis e são propostas contribuições a diversos aspectos teóricos inerentes a este processo, com verificação experimental. Dentre as contribuições teóricas introduzidas destacam-se: a formulação tensorial do escoamento do fluido dentro da fratura, a proposição de uma nova abordagem para o fenômeno da filtração de fluido pelas suas paredes, o equacionamento analítico do comportamento da pressão em seu interior e o acoplamento direto das áreas envolvidas na modelagem de seu dimensionamento. Os parâmetros viscosos e elásticos dos fluidos de fraturamento estudados foram medidos experimentalmente, sendo apresentadas novas expressões analíticas relacionando os parâmetros elásticos aos viscosos. São estabelecidas relações que permitem a extrapolação do comportamento reológico destes fluidos para outras faixas de variação de temperatura e concentração. A introdução destes conceitos teóricos na modelagem repercute na geometria final da fratura alterando seu perfi] de elíptico para cuneiforme, o que se traduz em fraturas mais longas que as normalmente previstas com o equacionamento convencional. O componente elástico dos fluidos introduz uma tensão adicional no equacionamento e seu reflexo na geometria da fratura é dependente dos parâmetros reológicos dos mesmos, bem como das especificações do projeto / Resume: La fracturation hydrauIique est un procédé utiIisé dans I'industrie pétroIiere pour Ia stimulation des puits, consistant à ouvrir et à consoIider une fracture dans une formation rocheuse, ayant pour but Ia création d'un canal d'écouIement tres perméabIe. L'agent qui rend possibIe ce procédé est un fluide avec des caractéristiques spéciales qui permit Ia transmission de Ia puissance nécessaire à Ia roche pour Ia réalisation du travail, et qui doit, aussi, transporter efficacement le matérieI granulaire qui va soutenir Ia fracture. Le projet d'une fracturation résulte de Ia composition des topiques de divers domaines de Ia connaissance scientifique et technoIogique, et le contrôle de Ia conduite rhéologique de ce fluide est fondamentaI pour résoudre correctement les équations des phénomenes présents. Diverses formuIations de ce fluide sont disponibles, mais Ia plus utilisée c'est celle qui est obtenue du HPG, un poIisaccharide dérivé de Ia gomme de guar, à cause de son aspect économique et sa sécurité opérationnelle. Cet fluide, comme n'importe quel fluide polymerique, iI est viscoélastique, mais son composant éIastique n'est pas computé dans les théories disponibIes par le calcuI des dimensions des fractures hydrauIiques, qui Ie traitent comme un fluide qui obéit Ia Ioi de Newton ou, dans Ies théories Ies plus éIaborées, comme un qui ne l'obéit pas. L'apparition récente de nouveaux apparats expérimentaux rend possibIe une évaluation pIus complete des parametres rhéoIogiques de ces fluides en permettant Ia formuIation d'un modele pIus accompli pour cet écoulement. Cet ouvrage se propose à rechercher cet aspect du probIeme, en déterminant ses parametres rhéoIogiques et en modeIant son écoulement avec I'inclusion de sa conduite éIastique. Pour y arriver, tout Ie modeIage traditionnel est revu et des contributions sont incluses à divers aspects inhérents à ce procédé, qui peuvent être étendues à des applications dans d'autres domaines en corrélation. Les innovations introduites sont: Ia formulation tensorielle d'écoulement du fluide dans Ia fracture, l'obtention des équations analytiques de Ia conduite de Ia pression dans son intérieur, Ia proposition d'un nouvel abordage pour le phénomene de Ia filtration du fluide par Ies parois, Ie couplage direct des domaines présents dans le modelage de ses dimensions, l'obtention expérimentale des parametres visqueux et élastiques de ces fluides de fracturation, I'expression anaIytique des parametres élastiques en fonction des visqueux, et l'établissement des relations qui permettent I'extrapoIation de sa conduite rhéologique dans des segments de variations de température et de concentration. L'introduction de ces concepts et de ces résultats répercute dans Ia géométrie finale de Ia fracture en changeant son profiI de elliptique en cunéiforme, en résultant des fractures pIus longues qui celles obtenues normalement avec le modelage traditionnel. Le composant éIastique des fluides introduit une contrainte additionnelle dans les équations et son reflet dans Ia géométrie de Ia fracture dépend de ses parametres rhéologiques et des spécifications du projet / Abstract: Hydraulic Fracturing is a process used in Petroleum Industry for weIls stimulation and it consists in the opening and consolidation of a fracture in a rock formation, creating a flow channe1 with high permeability. The physical medium employed in this treatment is a fluid of special characteristics which transmits to the rock the necessary hydraulic power for having this work done. This fluid also must carry efficiently the proppant agent that wiIl support the fracture. The project of a hydraulic fracturing results from the composition of topics of many fields of scientific and technological knowledge, and the control of the rheological behavior of the fluid is fundamental to equate correctly the involved phenomena. Various fracturing fluid formulations are available in the market, but the most used is that obtained from the HPG polymer. This polysaccharide is derived from the guar gum and it have high economics, generating fluids operationaIly safes. This fluid, like all polymeric fluids, is viscoelastic, but its elastic component is not included in the available hydraulic fracturing models, which consider it as a newtonian fluid or, in the most elaborated theories, as a non-newtonian fluid. Now, the advent of modem experimental apparatus makes possible a more complete evaluation of the rheological parameters of this fluid and the formulation of an improved model for this flow. The present work reports the investigation into the fracturing fluids viscoelasticity, obtaining its rheological parameters and remodeling this flow. It is made a revision of the state-of-art of the available models and it is proposed contributions to many aspects of this process, with experimental verification. Among the introduced theoretical contributions can be mentioned: the tensorial formulation of the fluid flow in the fracture, the proposition of a new approach to the fluid filtration phenomenon through its walls, the analytical equating of the pressure behavior in its interior and the direct coupling of the involved fields in the modeling of its dimensions. The viscous and elastic parameters from this fracturing fluids are acquired experimentally, and new analytical expressions relating the elastic to the viscous parameters are provided. It is established relations that allow the extrapolation of its rheological behavior to others temperature and concentration ranges. The introduction of this theoretical concepts in the modeling reflects on the fracture final geometry changing its elliptical profile to cuneiform, resulting longer fractures than the usually obtained by the conventional models. The fluid elastic component introduces an additional tension on the equating and its consequence in the fracture geometry depends on the rheological parameters and on the project specifications / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-12-16T10:30:20Z No. of bitstreams: 1 2016_TiagodeBortoliLuciano.pdf: 2719088 bytes, checksum: 538057b07947c553a3999863e0881f3e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-05T21:03:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_TiagodeBortoliLuciano.pdf: 2719088 bytes, checksum: 538057b07947c553a3999863e0881f3e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-05T21:03:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_TiagodeBortoliLuciano.pdf: 2719088 bytes, checksum: 538057b07947c553a3999863e0881f3e (MD5) / A análise de vida para componentes de equipamentos e estruturas sob condições adversas de solicitação mecânica é um passo importante e que merece muita atenção no projeto de componentes metálicos. Neste contexto, a previsão da vida útil pode ser feita através da utilização da Mecânica dos Meios Contínuos, ou seja, a motivação do presente trabalho nasce a partir do interesse em utilizar modelos constitutivos embasados na micromecânica de defeitos e integrados a modelos de plasticidade cíclica, com intuito de prever a vida à fadiga em materiais dúcteis. A partir de dados experimentais, serão apresentados estudos comparativos dos resultados para a previsão da falha obtidos por modelos embasados na micromecânica de defeitos, a saber: Modelo de Gurson acoplado a lei de endurecimento cinemático de Armstrong e Frederick. Para tanto, o citado modelo teve suas parcelas matemática e numérica desenvolvidos em uma plataforma acadêmica e linguagem FORTRAN, onde com a última se elaborou os algoritmos de retorno e de Newton-Raphson capazes de atualizar as variáveis internas do problema. Por fim, o modelo aqui implementando permitiu confrontar resultados experimentais de outras literaturas e inferir sobre a precisão da utilização da micromecânica do defeito para o emprego em modelos de previsão de vida à fadiga. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Life analysis for equipment components and structures under severe mechanical stress is an important step that deserves much attention in the metal components design. In this context, the prediction of service life may be made by using the Continuum Mechanics, ie the present study is motivated rises from the interest in use constitutive models grounded in micromechanics defects and integrated with cyclic plasticity models, in order to predict the fatigue life in ductile materials. From experimental data, will be presented comparative studies of the results for the prediction of failure obtained by models grounded in micromechanics defects, namely: Gurson model coupled to kinematic hardening law of Armstrong and Frederick. Therefore, the model mentioned had their mathematical and numerical plots developed in an academic platform and FORTRAN language, where with the last one was produced the algorithm of return and the Newton-Raphson able to update the internal variables of the problem. Finally, the model here implementing allowed confront experimental results of other literature and infer about the accuracy of the use of micromechanical default for employment in fatigue life prediction models.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, Progrma de pós-graduação em Ciências Mecânicas, 2010. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-13T22:51:19Z No. of bitstreams: 1 2010_BrunaFelippes.pdf: 4000409 bytes, checksum: 64ed4092e1b0854882f23b83b0671ed5 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-13T22:53:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_BrunaFelippes.pdf: 4000409 bytes, checksum: 64ed4092e1b0854882f23b83b0671ed5 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-13T22:53:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_BrunaFelippes.pdf: 4000409 bytes, checksum: 64ed4092e1b0854882f23b83b0671ed5 (MD5) / Em nível mundial, tubulações de aço desempenham papéis fundamentais nos diversos setores industriais. Contudo, qualquer tipo de duto está sujeito a desgastes em sua superfície devido à corrosão. Neste sentido, técnicas que viabilizem o reparo rápido e confiável de dutos são de fundamental importância para aumentar sua vida útil, prevenir acidentes, minimizar danos ambientais e permitir a manutenção da eficiência dos mesmos após serem reparados. Reparos com materiais compósitos estão tendo grande destaque no mercado internacional devido à sua alta eficiência, baixo peso e custo acessível. Estudos anteriores, presentes na literatura, sugerem que os materiais ideais para reparo de tubulações de aço são carbono/epóxi e vidro/epóxi, sendo que a solução mais vantajosa encontrada até o presente momento, em relação à configuração constituinte do reparo compósito em tubos de aço carbono, consiste em mesclar, no mesmo laminado, camadas de fibras de vidro com camadas de fibras de carbono, formando um reparo híbrido cujo dimensionamento ideal e número de lâminas de cada tipo de fibra devem ser cuidadosamente estudados para cada caso específico. Com o objetivo de obter informações de interesse tecnológico para setores industriais que necessitem executar manutenção preventiva em tubulações e realizar reparos emergenciais em caso de necessidade, obter-se-á soluções otimizadas de constituição e dimensionamento do reparo híbrido em material compósito, utilizado em tubos industriais de ampla aplicação no mercado atual. Para tanto, o trabalho consistirá em análises numéricas em dutos de aço (carbono), com diâmetro e comprimento nominais de 100 mm e 500 mm, respectivamente, que sofreram desbaste na região central, e foram reparados com compósitos de resina epóxi reforçada com tecidos híbridos (i.e. com camadas reforçadas com fibras de carbono e vidro-E). Com este trabalho foi possível verificar que o tubo reparado com material compósito híbrido conseguiu restaurar a rigidez e a resistência do tubo em aproximadamente 90%, sendo que a metodologia utilizada para selecionar as dimensões e os materiais adequados de reparo é rápida, eficiente, de baixo custo e depende sempre da situação específica desejada. Portanto, o reparo em análise está projetado para o pior caso de desbaste (60% da espessura original do tubo), para um tubo de aço 1010 e cujas pressões hidrostáticas internas não ultrapassem a pressão de falha calculada. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Worldwide, steel pipes play an important role in many industrial sectors. Meanwhile, any kind of duct is prone to suffer superficial damages due to corrosion. In this sense, techniques which allow fast and reliable repairs of ducts have a fundamental importance to increase the life cycle, avoid accidents, minimize environmental contaminations and to keep their efficiency after the repair. Composite repairs are very important in the international scenario due to their high efficiency, low weight and accessible cost. According to previous studies in literature carried out at UnB, the ideal composite materials to repair steel pipes are carbon/epóxi and glass/epóxi, composing an hybrid repair, that is the solution most advantageous until the present moment. This repair mixes, in the same laminate, glass fibre layers with carbon fibre layers. With the objective to obtain information of technological relevance to industrial sectors which need to carry out preventive maintenance and emergencial repairs, a methodology to allow the geometrical parameters and number of layers of the repair will be carefully studied. In this way, the work will consist of numerical analyses in carbon steel pipes, with 100 mm diameter and 500 mm in length, that are damaged in the central region, and had been repaired with a cold cure epoxy resin, adopted as matrix, and hybrid reinforcing layers (carbon and E-glass fiber layers). With this work it was possible to verify that the repaired pipe with hybrid material restored the rigidity and the resistance of the perfect pipe in 90%, finding the best methodology to select the dimensions and the adequate materials of repair and being the most efficient on low cost repair. Therefore, the repair in analysis is projected for the worst case of damage (60% of the original pipe thickness), for a steel pipe 1010 and whose internal hydrostatic pressures do not exceed the rupture pressure calculated.

Orientador: Fernando Iguti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeixeiraNeto_Alessandro_D.pdf: 10006983 bytes, checksum: aea420f3622e9098977b22e294be1cf4 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se o Método dos Domínios Pontuais (MDP). Trata-se de um operador algébrico baseado em campos de interpolação com continuidade das derivadas de alta ordem para a resolução numérica de equações diferenciais ordinárias ou parciais. Neste trabalho são discutidos os aspectos mais relevantes do método proposto tais como: motivação, metodologia sistemática para o desenvolvimento das funções MDP, discretização independente da malha e da equação diferencial do problema, melhoria da solução com exigência de maior regularidade das funções, análise de erros, estimador de erros e tratamento de descontinuidades físicas em problemas. As equações diferenciais referentes aos comportamentos de estruturas reticuladas (barras e vigas) são empregadas para testar a potencialidade do método, assim como levantar as características numéricas de estabilidade, convergência e precisão do operador, sendo os resultados comparados com aqueles obtidos pelo método dos elementos finitos. Alguns problemas de valores de contorno envolvendo a equação bidimensional de Poisson são analisados. Um problema padrão é proposto e são comparadas as soluções obtidas, através de sistemas lineares da mesma ordem, empregando-se o método dos domínios pontuais e o método da dupla reciprocidade. O MDP também é usado para a solução de problemas clássicos de torção na teoria da elasticidade. Os casos de seções transversais triangular, retangular e retangular trincada são estudados e comparados com resultados conhecidos da literatura. Exploram se as possibilidades da introdução de descontinuidades físicas em diferentes níveis da aproximação MDP - função ou derivadas - na análise transiente de carga móvel atuante em uma viga. A versão bidimensional do método dos domínios pontuais é empregada. Considera-se uma das dimensões ao longo do comprimento da viga, enquanto a outra é associada à evolução no tempo, e o carregamento móvel é tratado como uma descontinuidade na derivada terceira do deslocamento. Comparam-se os resultados MDP com a solução analítica do problema, e com a solução numérica obtida a partir da discretização espacial empregando-se elementos finitos cúbicos de Hermite e um esquema de Newmark com aceleração constante para a integração do sistema das equações de movimento ao longo do tempo. Demonstra-se a potencialidade do método proposto para o tratamento de sistemas lineares de equações através das resoluções numéricas das equações diferenciais de equilíbrio referentes aos comportamentos de corpos elásticos, homogêneos e isotrópicos; assumindo-se as hipóteses de estado plano de tensões. Dois problemas de equilíbrio, para os quais as soluções analíticas são conhecidas, são analisados empregando-se o MDP. Um terceiro problema é modelado utilizando-se o MDP e o método dos elementos finitos, possibilitando algumas considerações sobre a convergência do esquema numérico proposto. Fundamentada pelas diversas aplicações exploradas neste trabalho, observa-se a concordância do método dos domínios pontuais com relação as atuais tendências dos métodos computacionais para as soluções de problemas complexos em mecânica aplicada, colocando-o como um esquema numérico potencialmente competitivo / Abstract: The Point Domain Method (PDM) is presented in this work. It consists in an algebraic operator based on interpolation fields with continuity of the high order derivatives to the numerical solution of ordinary or partial differential equations. The most relevant aspects of the proposed method are discussed: motivation, systematic methodology for development of the PDM functions, meshless discretization and independence of the differential equation, improving solutions through enforcing more regularity to the functions, error estimator, and dealing with physical discontinuities in problems. The differential equations referred to the behaviour of reticulate structures (bars and beams) are employed in testing the method potentiality, as well to trace its numerical characters of stability, convergence and precision of the operator, being the results compared with those obtained through finite element method. Some boundary valued problems concerning two-dimensional Poisson equation are analysed. A test problem is proposed and the obtained results from point domain method and dual reciprocity method are compared, considering the same order of the linear systems. The PDM is also used for solution of classical problems in the elasticity theory. The cases of triangular, rectangular and cracked rectangular cross sections are studied and compared with known results from the literature. The possibilities in introducing physical discontinuities in different levels of PDM approximation - function or its derivatives - are exploited on the transient analysis of moving loads acting on a beam. The two-dimensional version of the point domain method is employed. It is considered one of the dimensions along the beam length, while the other one is related with time evolution, and the moving load is treated as a discontinuity on the third derivative of the displacement. The PDM results are compared with analytical solution of the problem and with numerical results obtained by spatial discretization on Hermite finite elements and a constant acceleration Newmark scheme for integration of the system of movement equations along the time. The potentiality of the proposed method in dealing with systems of linear equations are demonstrated through numerical solutions of equilibrium differential equations referred to the behaviour of elastic, homogeneous and isotropic bodies; assuming plane stress hypothesis. Two equilibrium problems, from which analytical solutions are known, are analysed using PDM. A third problem is modelled through the PDM and the finite element method, enabling some considerations about the convergence of the proposed numerical scheme. Based on the several applications presented in this work, it can be observed the agreement with nowadays tendencies for computational methods in applied mechanics, which demonstrates the efficiency of the point domain method / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Marko Antonio Rojas Medar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T08:41:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Damazio_PedroDanizete_D.pdf: 627337 bytes, checksum: 5c3ae8e81b499413f65fb96b6ae237f2 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Inacio M. Dal Fabbro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:49:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Laurenti_Renato_D.pdf: 1279139 bytes, checksum: 6da808c68307cc0c156a89617c20601b (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador : Hans Ingo Weber / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T23:35:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_IlmarFerreira_M.pdf: 2470743 bytes, checksum: 37eabb7b0abfc86b9a9690682eedda9a (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: As máquinas rotativas constituem um tipo particular de sistema mecânico onde elementos aparentemente simples - os eixos - são suportados, por mancais e submetidos a um a grande variedade de efeitos dinâmicos. A partir do momento que o eixo está construído, seus parâmetros modais podem ser obtidos experimentalmente. Estas informações, aliadas às características geométricas do eixo e às propriedades dos mancais, permitem a construção de modelos que reproduzam as frequências e os modos do sistema real. O nÚmero total de graus de liberdade é uma função da existência de excitações externas e da distribuição modal do eixo. O método aqui proposto, utiliza-se das informações modais obtidas através de qualquer tipo de instrumentação e renormaliza os modos de forma que o modelo matemático discreto tenha a mesma energia elástica do sistema real, para cada modo natural. Imagine que existam 3 sensores ao longo do eixo. O modelo discreto deve reproduzir, nestas três posições, o comportamento do sistema real, em frequência e em deslocamento. Neste trabalho ilustra-se o fato em questão para um sistema não excitado e para um sistema submetido a uma varredura senoidal. Os erros e desvios do modelo construído em relação ao sistema real são pequenos e podem ser explicados pelas simplificações feitas / Abstract: Rotating machinery is a very particular kind of mechanical system where apparently simple elements - the shafts - are supported on several bearing and subjected to a huge variety of dynamical effects. When the shaft is constructed it call be modal analysed before mounting it into the machine. This experimental information and the geometrical characteristics of the shaft added to the properties of the bearing allow a modelling that will reproduce frequencies and modes from the real system. The total amount of degrees of freedom to be considered will be a function of the existing excitations and the modal distribution of the shaft. The proposed method uses the modal information gotten by any kind of instrumentation and re-normalizes the modes in a way that the discretized system has the same stored elastic energy as the real system, for that mode. Imagine that there are 3 sensors along the shaft. The discrete model shall reproduce at these 3 positions the behavior of real system in frequency and displacement. This thesis shows that fact, for a non-excited system and for a system that is subjected to an harmonic sweeped force. The deviations from the exact result are very small and can be explained from the simplifications that are done / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-05T19:15:21Z No. of bitstreams: 1 2009_CarlosEduardoVerasNeves.pdf: 9640387 bytes, checksum: f8c4288b550a2742d862906313060b37 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-03-06T01:40:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_CarlosEduardoVerasNeves.pdf: 9640387 bytes, checksum: f8c4288b550a2742d862906313060b37 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-06T01:40:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_CarlosEduardoVerasNeves.pdf: 9640387 bytes, checksum: f8c4288b550a2742d862906313060b37 (MD5) Previous issue date: 2009 / Assumir um meio como contínuo é a estratégia normalmente empregada em muitos problemas complexos de engenharia geotécnica, como por exemplo, construção de fundações, escavações, estruturas de contenção, túneis, problemas de estabilidade de taludes, entre outros. Porém, o solo é formado por partículas, macroporos e microporos. As características discretas do meio resultam num comportamento complexo sob condições de carregamento e descarregamento, e induzem características especiais como anisotropia, micro-fraturas ou instabilidades locais, as quais dificilmente são entendidas ou modeladas com os princípios da mecânica dos meios contínuos. Uma abordagem alternativa à mecânica dos meios contínuos trata o solo como um conjunto de partículas diretamente, enquanto as respostas macroscópicas-microscópicas sob carregamento podem ser obtidas numericamente por meio do Método dos Elementos Discretos (MED), o qual vem se tornando cada vez mais popular. No MED a segunda lei de Newton é resolvida para cada partícula e as forças de contato entre grãos são calculadas por meio de leis constitutivas específicas, permitindo uma nova forma de realizar a modelagem constitutiva do solo, já que parte-se do entendimento do comportamento mecânico dos grãos e de suas interrelações. Utilizando-se então do MED, com modelos constitutivos relativamente simples para as partículas, pode-se realizar a modelagem micromecânica e macromecânica do comportamento tensão-deformação de meios granulares, representar o seu comportamento não linear e estabelecer relações entre as suas propriedades macroscópicas e microscópicas. Além disso, é possível entender melhor a influência de alguns aspectos sobre o comportamento do solo normalmente ignorados pela abordagem tradicional, como o contato entre os grãos, formato das partículas e não homogeneidade na distribuição dos vazios do solo. Neste trabalho, o comportamento do solo é analisado por meio de um modelo numérico-computacional de ensaio biaxial, implementado no código comercial PFC2D. Foram codificadas a geometria do modelo e suas condições de contorno (tensões de confinamento, carregamentos monotônicos, carregamentos cíclicos, deslocamentos impostos, etc.). Foram realizadas análises paramétricas, com o intuito de determinar a influência das propriedades macroscópicas, microscópicas e suas interrelações, na resposta macroscópica elastoplástica não linear do material. Por fim, conclui-se que o MED é uma excelente ferramenta para realizar estudos fundamentais sobre o comportamento mecânico de meios granulares. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Assume the medium as a continuum, is the strategy usually adopted in many complex problems of geotechnical engineering, such as foundations, excavations, retaining structures, tunnels, problems of slope stability, among others. However, the soil consists of particles, macropores, micropores, pores containing fluids (like water, air etc.), and particles linked by cimentitious materials. The discrete characteristics of the medium results in a complex behavior under loading and unloading, and induce special features such as anisotropy, microfractures or local instabilities, which are hardly understood or modeled with the principles of traditional mechanics of continuum. An alternative approach to continuum mechanics treats soil as a set of particles directly, while the microscopic-macroscopic responses under loading can be obtained numerically using the Discrete Element Method (DEM), which has been becoming increasingly popular. In DEM, the Newton's second law is solved for each particle and the contact forces between grains are evaluated by specific constitutive laws, allowing a new way to perform the constitutive modeling of soil, because the understanding of its mechanical behavior starts with the grains and their interrelationships. Using the DEM, with relatively simple constitutive models for particles, the micromechanical and macromechanical modeling of stress-strain behavior of granular media can be carried out, representing its nonlinear behavior and establishing relations between its macroscopic and microscopic properties. Moreover, it can be better understood the influence of some aspects of soil behavior usually ignored by the traditional approach, as the contact between grains, particle shape and inhomogeneity in the soils void distribution. In this work, the behavior of soil is analyzed by numerical model of a biaxial test, implemented in the commercial code PFC2D. The geometry of the model and control conditions (confinement pressure, monotonic loads, cyclic loads, imposed displacements, etc.) were codified. Parametric tests were performed in order to determine the influence of macroscopic and microscopic properties, and its interrelationships in the non-linear elastoplastic material behavior. Finally it is concluded that the DEM is an excellent tool for fundamental studies on the understanding of the mechanical behavior of granular media.