Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-11T13:52:10Z No. of bitstreams: 1 134618.pdf: 1078759 bytes, checksum: 26c4233d779bf2d3532da6574987eb33 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-11T13:52:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 134618.pdf: 1078759 bytes, checksum: 26c4233d779bf2d3532da6574987eb33 (MD5) Previous issue date: 1974-02 / CAPES / Analisa-se o movimento e estuda-se a estabilidade dinâmica de uma haste na presença de aceleração centrípeta e de Coriolis. Serão estudados os casos de uma haste rígida, e uma haste flexível, ambos simplificados para um modelo de apenas um grau de liberdade. As equações de movimento que podem ser estabelecidas pela mecânica newtoniana ou lagrangeana, resultam em equações diferenciais não lineares de segunda ordem. As regiões de estabilidade do movimento do sistema são determinadas aplicando o critério de Ljapunov; a análise do movimento pode ser feita no plano fase, pois existe a integral da equação de movimento. São apresentados alguns resultados numéricos relativos ao problema da determinação das curvas integrais, no caso da haste elástica. / The dynamic stability and the analysis of motion of a bar under the action of centripetal and Coriolis acceleration is investigated. A simplified one degree of freedom model is used for the cases of a rigid and a flexible bar. The equations of motion may be established by Lagrangian or Newtonian Mechanics and result in non-linear second order differential equations. The stability regions of the motion are determined by the criterium of Ljapunov; the analysis of motion is done in the phase plane where one can integrate the equation of the trajectory. Some numerical results are presented related to this integration in the case of the flexible bar.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-23T13:05:52Z No. of bitstreams: 1 133077.pdf: 2660503 bytes, checksum: 091eb825119705b949e14f049e8ff48e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T13:05:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 133077.pdf: 2660503 bytes, checksum: 091eb825119705b949e14f049e8ff48e (MD5) Previous issue date: 1973-06 / Apresenta a teoria correspondente a primeira variação aplicada a diversos tipos de funcionais e simultaneamente se deduz as condições de Weierstrass-Erdmann para a existência de funções extremais com pontos angulosos. O método de Ritz é analisado na sua forma clássica porém na análise da convergência da solução aproximada e no comportamento dos coeficientes - Ritz se recorre à teoria dos operadores em espaços de Hilbert, o que permite apresentar o problema de uma maneira elegante, concisa e clara. Analisa-se ao longo deste trabalho o conceito de “funcionais relaxados” e um caminho sistemático para sua obtenção, a aplicação do método de Ritz aos mesmos, bem como, a necessidade de subdividir e mapear a região à qual estão aplicados esses funcionais. Também se apresenta os resultados numéricos para o caso de torção em barras e sua comparação com os valores exatos e os obtidos por outros métodos. / The theory of the first variations of different type of functionals is presented in this work. The Weierstrass – Erdmann corner conditions are obtained for each one of these functionals. The classical theory of the Ritz Method is developed, but when dealing with convergende of the aproximated solutions and performance of the Ritz coefficients, the theory of operators in Hilbert spaces is introduced; this makes it possible to have the problem in an elegant, clear and compact form. The concept of "extended functionals", a systematic way of getting them, the application of the Ritz Method to these functionals as well as mapping and the subdivition of the application domain are analyzed in this investigation. Numerical results for torsion in bars are compareci with results obtained through some other methods and also· the exact solution. / Se presenta en este trabajo la teoria correspondiente a la primera variación aplicada a diferentes tipos de funcionales a la vez que las condiciones de Weierstrass-Erdmann, para la existencia de extremales con puntos angulosos esvdeducida para cada uno de ellos. El Método de Ritz es analizado en la forma clásica pero en el análisis de la convergencia de la solución aproximada como del comportamiento de los coeficientes-Ritz se recurre a la teoria de operadores en espacios de Hilbert que permite presentar el problema de una manera elegante, concisa y clara. El concepto de "funcionales relajados" y un camino sistemático para su obtención, la aplicación del método de Ritz a los mismos, la necesidad de subdividir la región en que están aplicados dichos funcionales a la vez que el mapeamiento de esa región son analizados a lo largo de este trabajo. También se presentan resultados numéricos para el caso de torsión en barras y su comparación con los exactos y los obtenidos por otros métodos.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-30T16:10:29Z No. of bitstreams: 1 153126.pdf: 2931268 bytes, checksum: 851ee96dff7447de0e95556e2deec4f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-30T16:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 153126.pdf: 2931268 bytes, checksum: 851ee96dff7447de0e95556e2deec4f8 (MD5) Previous issue date: 1980-04 / CNPq / Neste trabalho desenvolve-se um modelo de elementos finitos para o estudo dos problemas de: resposta transiente (linear e não-linear), vibrações livres (linear e não-linear) e estabilidade dinâmica de tubos conduzindo fluido. Utilizando-se a descrição lagrangiana atualizada do principio dos trabalhos virtuais deduz-se a forma incremental das equações do movimento. Linearizam-se essas equações em torno da configuração de equilíbrio e discute-se o problema de vibrações livres, mostrando-se que se o tubo tem extremidades fixas existe uma integral do movimento, e obtêm-se as expressões do hamiltoniano, do lagrangiano e do princípio de Hamilton aplicáveis a este sistema. Usando-se uma generalização do quociente de Rayleigh analisa-se qualitativamente o comportamento dos auto-valores, com a variação de velocidade de escoamento e obtém-se previsões teóricas sobre a estabilidade da posição de equilíbrio. Mostra-se que, se a velocidade de escoamento e uma função periódica do tempo ocorre instabilidade por ressonância paramétrica e determinam-se as fronteiras dessas regiões. Utilizando-se o programa automático de cálculo desenvolvido, obtêm-se mapas de estabilidade para tubos com diversas condições de apoio, comprova-se a existência do ciclo limite de flutter em um problema de vibrações não-lineares de um tubo em balanço, e comparam-se as soluções linear e não-linear em um problema de resposta dinâmica transiente. / In this work, a finite element model is developed to analyze: linear and non-linear transient response and free vibrations problems and dynamic stability of pipes conveying fluid. Making use of an updated lagrangian formulation for the principle of virtual work the incremental equations of motion are deduced. These equations are linearized about the equilibrium configuration and the free vibration problem is discussed, showing that an integral of motion exists when the pipes have fixed supports. Expressions for the hamiltonian, the lagrangian and the Hamilton's principle are then derived. A generalized Rayleigh quotient is used to study the influence of flow velocity on the eigenvalues behaviour, and theoretical estimates for the stability of the equilibrium position are obtained. It is shown that, for a periodic flow velocity, parametric resonance occurs and the boundaries of these instability regions are determined. A computer program was developed and used to get some numerical results namely: stability maps for pipes with different support conditions;existence of a limit cycle flutter in a non-linear problem vibration, for a cantilever pipe; comparison of linear and non-linear solutions for a transient dynamic response problem.

Orientador: Paulo José Paupitz Gonçalves / Coorientador: Marcos Silveira / Banca: João Antonio Pereira / Banca: Angelo Marcelo Tusset / Banca: Fabricio Cesar Lobato de Almeida / Banca: Douglas Domingues Bueno / Resumo: Esta tese de doutorado apresenta o comportamento de um dispositivo mecânico chamado Inerter. O mecanismo considerado é linear, possui dois terminais de fixação e uma cremalheira conectada a um volante de inércia. Uma força é desenvolvida sempre que houver um movimento relativo e aceleração entre seus dois terminais. A força do Inerter é proporcional à aceleração relativa entre seus terminais multiplicada pela inertância. A inertância é um parâmetro do Inerter a qual está relacionada ao momento de inércia e a relação de engrenamento do volante de inércia e cremalheira. A principal vantagem do sistema isolador de vibração com o dispositivo Inerter é que o sistema apresenta alta capacidade de isolamento de vibração na frequência da anti-ressonância, a qual é possível de ser escolhida e ajustada para uma determinada frequência desejada alterando-se a inertância. O principal objetivo desta tese é analisar um sistema isolador de vibração acoplado a um dispositivo Inerter em um arranjo linear e em um arranjo geométrico não linear. Foi observado que o arranjo geométrico não linear do dispositivo Inerter promove benefícios em relação ao arranjo linear em termos de redução da magnitude de transmissibilidade / Abstract: This doctoral thesis presents the behavior of a mechanical device called Inerter. The mechanism considered is linear, has two fixing terminals and a rack connected to an inertia flywheel. A force is developed whenever there is a relative movement and an acceleration between its two terminals. The Inerter force is proportional to the relative acceleration between its terminals multiplied by the inertance. The inertance is a parameter of the Inerter which is related to the moment of inertia and the gear ratio of the flywheel and rack. The main advantage of the vibration isolator system with the Inerter device is that the system has high vibration isolation capacity at the anti-resonance frequency which can be chosen and adjusted for a desired frequency changing the inertance. The main objective of this thesis is to analyze a vibration isolation system coupled to an Inerter device in a linear arrangement and in a nonlinear geometric arrangement. It was observed that the non-linear geometric arrangement of the Inerter device promotes benefits over the linear arrangement in terms of reduction of the transmissibility magnitude / Doutor

Orientador: Roger Augusto Rodrigues / Banca: Marcilene Dantas Ferreira / Banca: Heraldo Luiz Giacheti / Resumo: Países com clima tropical sofrem frequentemente com o fenômeno da erosão. Devido às condições climáticas, que variam entre longos períodos de seca e chuvas intensas, em conjunto com a ação antrópica, este fenômeno tem seu efeito acelerado e pode causar graves consequências para o meio ambiente. Apesar do grande número de trabalhos publicados sobre o fenômeno erosivo, pouco deles aborda esse assunto sobre uma perspectiva da Mecânica dos Solos Não Saturados, muito comum nas regiões de clima tropical. Esta dissertação apresenta uma caracterização hidromecânica de um solo não saturado coletado de uma microbacia da cidade de Bauru-SP afetada por um processo erosivo hídrico e, conjuntamente, avalia o mecanismo de erodibilidade ocorrido na área. Os parâmetros hidráulicos foram obtidos pelos de retenção da água no solo e permeabilidade. Os parâmetros mecânicos foram obtidos pelos ensaios de compressão triaxial e edométricos, ambos com sucção controlada. Os resultados desses ensaios mostraram a influência da sucção tanto nos parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo quanto nos de compressibilidade. A avaliação do mecanismo de erodibilidade foi realizada com base nos resultados encontrados nos ensaios de compressão triaxial e Inderbitzen, sendo esse último disponível no histórico de informações da microbacia. Essa avaliação constatou que o aumento da sucção pode contribuir contra o efeito da erosão uma vez que interfere na sua resistência através do intercepto de coesão. Entret... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Countries with tropical climate often suffer from the erosion phenomenon. Due to the climatic conditions, which vary between long periods of drought and intense rains, together with the anthropic action, this phenomenon has its effect accelerated and can cause serious consequences for the environment. In spite of the great number of published works on the erosive phenomenon, few of them approach this subject on a perspective of the Mechanics of Unsaturated Soils, very common in the regions of tropical climate. This dissertation presents a hydromechanical characterization of an unsaturated soil collected from a microbasin of Bauru-SP city affected by an erosive water process and, together, evaluates the mechanism of erodibility occurred in the area. The hydraulic parameters were obtained by the soil-water retention and permeability. The mechanical parameters were obtained by triaxial and edometric compression tests, both with controlled suction. The results of these tests showed the influence of suction on both the shear strength and the compressibility parameters. The evaluation of the erodibility mechanism was carried out based on the results found in the triaxial and Inderbitzen tests, the latter being available in the history of the microbasin information. This evaluation found that increased suction may contribute to the erosion effect since it interferes with its resistance through the cohesion parameter. However, if there is heavy rainfall in the area, this contribution... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

The properties of weakly bonded soil have been studied experimentally, mainly by an extension of recent work on artificial bonded sand. Higher stresses were used to fully examine yield of this soil when at denser states. Triaxial equipment applying confining pressures of 3.5 MPa and a belt for measuring radial strain on triaxial soil samples were developed. The influence of saturation procedures on test results was investigated. A new loading arrangement has been used and comparative studies carried out to evaluate its influence. The new arrangement improves the stress distribution in the sample and the quality of the conventional strain measurements taken platen to platen. It also reduces premature failure of tbe sample due to non-uniform stresses. Two natural materiais with some degree of cementation were also tested: the Corinth marl (a soft carbonaceous rock from Greece) and the Chemususu Dam soil (a red lateritic soil from Kenya). Both materiais have similar characteristics to the artificial soil when tested in triaxial compression. The bonded soils have shown a characteristic variation of stiffness with confining pressure. As the pressure is increased the secant initial stiffness increases initially but, at some treshold value of confining stress, show stabilization or even a drop on its absolute value, depending on the initial void ratio and the strength of the bonding. The bonded soils have a curved yield locus which is coincident with the failure envelope at low stresses. The failure envelope in the low stress region is dependent of the stress path, being lower for conventional drained compression tests.

O presente trabalho estuda as propriedades geotécnicas de solos residuais que se situam no Planalto Meridionaldo Rio Grande do Sul, na área pertencente ao chamado grau de Passo Fundo (28°-29°e 52°-53° de Greenwich). O mapeamento geológico mostrou a ocorrência de arenito da Formação Tupanciretã e rochas vulcânicas da Formação Serra Geral, constituídas por basaltos e riodacitos, estes últimos de descrição recente (69,77). Foram coletadas 36 amostras deformadas e 6 blocos indeformados de solos residuais de arenito da Formação Tupanciretã, de riolito e de basalto, situados no horizonte superficiaL abrangendo uma área global de 10.000km2. Realizaram-se análises químicas e mineralógicas, estudos de microscopia eletrônica, ensaios de caracterização, compactação, Índice Suporte Califórnia, compressibilidade, colapsibilidade e resistência, além de um estudo pedológico. Os solos estudados apresentaram características de solos laterítícos, com propriedades particulares que os distinguern dos demais solos do Brasil. Observaram-se diferenças nas propriedades dos solos de arenito em relação aos solos de basalto e riolito. Por fim, procedeu-se a um estudo estatístico, verificando-se a variabilidade entre os resultados obtidos, que demonstraram uma relativa compatibilidade entre as características da rocha mãe e dos solos originados. A partir dos dados obtidos será possível estender a análise às demais áreas da região, com vistas a uma ampliação e sistematização dos estudos de solos vermelhos residuais do Planalto Meridional. / This work presents the geotechnical properties of residual soils located in the Planalto Meridional do Rio Grande do Sul in the area belonging to the so called Passo Fundo Region (289-299 and 529-539 Greenwich). The geological mapping showed the presence of the Tupanciretã Formation, volcanic rocks from the Serra Geral Formation, which according to a recent description (69, 77) are made up of basalts and riodacite. A collection was made of thirty six deforrned samples and six undeformed blocks of residual soils of sandstone from the Tupanciretã Formation and of riolite and basalt, which were located in a horizontal surface covering a global area of 10 .000 km2. The following, types of analyses and tests were performed: mineralogical, chemical, characterization, compaction, California Bearing Ration, compressibility, collapsibility and resistance, in addition to a pedological study. The soils analysed showed lateritic soils characteristics with special properties that single them out with respect to the other Brasilian soils. Differences were observed beb1een the properties of the sandstone and those from basalts and riolite. A quantification of the variability of the results was obtained by means of a statistical analysis of the data, that a relative compatibility between the characteristics of the source rock and its original soils. Using the results obtained extension of their study can be made to other are s in the region in arder to obtain a wider and sistematic view of the residual red soils of the Pla nalto Meridional.

Atualmente, os processos produtivos têm passado por amplas reavaliações no sentido de tomá-los sustentáveis, sob os mais distintos aspectos, de maneira a permitir-lhes a satisfação das demandas sócio-econômicas às quais se propõem, com respeito à outros fatores importantes como a preservação do meio ambiente, no qual estão inseridos. Este estudo trata sobre a utilização e aproveitamento de resíduos industriais no processo de estabilização físicoquímica de um solo residual de arenito da formação Botucatu, buscando-se a determinação das propriedades de engenharia do novo material, com ênfase àquelas relacionadas às características de deformação e resistência. No presente trabalho, a partir de um programa experimental que incluiu ensaios de resistência à compressão simples e diametral, ensaios triaxiais drenados (CID) e não-drenados (CIU) com medição interna de deformações axiais, e microscopia eletrônica de varredura, um solo residual teve seu comportamento mecânico investigado, frente à variação de variáveis como o nível de tensões efetivas médio inicial (p.i = 20, 60 e 100 kPa), o grau de cimentação (representado pelas quantidades de resíduos presentes nas misturas), a influência das condições de compactação (resultando em distintos arranjos micro-estruturais) e as condições de drenagem. Os resultados mostraram que o comportamento das misturas, em relação à resistência ao cisalhamento, foi influenciado em maior ou menor grau por todas as variáveis investigadas. As características de deformabilidade não pareceram ser afetadas, de maneira significativa, pela alteração das condições de drenagem. Os resíduos estudados apresentaram excelente potencialidade de utilização, na estabilização físico-química do solo residual. / Nowadays, the production processes have been largely re-examined in order to become them sustainable, under several aspects, and allowing them the fulfillment of their own socioeconomic demands, respecting other important factors like the protection of the environment in which they are inserted. This research deals with the utilization of industrial wastes in the physico-chemical stabilization of a sandstone residual soil that belongs to a geotechnical formation named Botucatu, searching for the determination o f the engineering properties of the new materiais, emphasizing the ones related to deformation and shear strength characteristics. In this current work, a residual soil did have your mechanical behavior investigated, through an experimental programme composed of unconfined compressive and indirect tensile tests, drained (CID) and undrained (CIU) triaxial tests with local axial strain measurements and scanning electron microscopy. The investigated variables were the initial average effective stress levei (pi = 20, 60 e 100 kPa), the cementation level (defined by waste quantities present in the mixtures), the influence of the compaction conditions (resulting in distinct microstructural arrangements) and the drainage conditions. The results have shown that the shear strength behavior of the mixtures was influenced in some degree by all the investigated 'lariables. The deformability characteristics did not seem to be affected, in a significant extent, by the change of the drainage conditions. The wastes studied in this research did show excellent utilization potential, in the physico-chemical stabilization of the residual soil.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Estudo de um Novo Modelo Constitutivo de Fluidos.pdf: 1977718 bytes, checksum: 7a35032e9d735176c39ffb1da6e70cef (MD5) Previous issue date: 2008-11-28 / Flow of viscoplastic material is extremely common in many industrial processes. A practical application includes the drilling of petroleum wells where the drilling mud must carry the drill chips with a minimum pumping power. It is obtained using a drilling mud as a highly viscoplastic material. The material used on cementation of drilling wells also exhibit a highly viscoplastic behavior. Other interesting phenomenon involving viscoplastic materials is the mucus displacement in pulmonary airways. The good understanding of the physical mechanism involved in all processes mentioned before is dependent of a good rheological characterization of the viscoplastic material involved. The viscoplastic behavior of the liquid is generally modelled by the generalized Newtonian liquid model with a typical viscosity function equation. One of the most common equation employed is the Herschel-Bulkley viscosity function. This equation predict an infinite viscosity in the limit of zero-shear-rate and this behavior is not compatible with continuity equation for many complex flows. In the present work a viscosity function recently proposed by Souza Mendes and Dutra (2004) is used to perform numerical simulations via finite element method of the flow of yield-stress materials. This viscosity function encompasses most of the viscoplastic and pseudoplastic models such as Herschel-Bulkley, Papanastasiou, Bingham and Carreau as special cases. In order to compare with the results available in the literature, the geometry chosen is the classic 4:1 abrupt contraction. One important dimensionless number analyzed is the jump number J that gives a relative measure of the shear rate jump that occurs when the extra-stress-tensor reaches the yield-stress plateau on the flow field / O escoamento de materiais viscoplásticos é extremamente importante devido sua vasta aplicação industrial. Uma aplicação prática do escoamento de materiais viscopláticos ocorre na perfuração de poços de petróleo. O carreamento do cascalho produzido na perfuração de poços de petróleo é obtido com uso da lama de perfuração. A utilização de lamas de perfuração com propriedades viscoplásticas diminui a potência necessária ao bombeamento desse material. O material utilizado na cimentação dos poços de petróleo também possui propriedades altamente viscoplásticas. Um outro fenômeno que está associado a um escoamento de material tipicamente plástico é o escoamento do muco nas vias áereas pulmonares. O bom entendimento dos mecanismos físicos envolvidos nos processos mencionados depende de uma boa caracterização reológica dos materiais viscoplásticos envolvidos. O comportamento viscoplástico é geralmente modelado pelo modelo de Fluido Newtoniano Generalizado com uso de alguma função típica para descrever a viscosidade. Uma equação para a viscosidade muito utilizada é a de Herschel-Bulkley. Essa equação prevê viscosidade infinita para valores de tensão abaixo da tensão limite de escoamento. Esse comportamento não é compatível com o comportamento previsto pela equação da continuidade para fluidos complexos. No presente trabalho utiliza-se a função viscosidade recentemente proposta por Souza Mendes e Dutra (2004) para uma análise numérica, utilizando-se o método dos elementos finitos, do escoamento de materiais viscoplásticos. Essa função engloba a maioria dos modelos viscoplásticos e pseudoplásticos tais como Herschel-Bulkley, Papanastasiou, Bingham e Carreau. A fim de comparar os resultados previstos pelo presente trabalho com os disponíveis na literatura, a geometria escolhida é a clássica contração abrupta 4:1. Um importante número adimensional analisado é o número J que dá uma medida relativa do salto na taxa de deformação quando atingida a tensão limite de escoamento.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao.pdf: 479492 bytes, checksum: 161f390be241d47212fb09813d1c03e5 (MD5) Previous issue date: 2009-12-15 / This work presents a procedure based on the recursive use of the governing integral equation with the purpose to improve the accuracy of the Boundary Element Method. Usually, the recursive use of integral equation with BEM is done exclusively to determinate internal v alues of basic or primal variables, after all the nodal boundary values have been calculated. In this work, it is presented the same idea to improve the boundary results accuracy. Instead the new source points be located inside the domain, they are positioned on the boundary, with different coordinates from the nodal points. Thus, the basic variable values and their boundary spatial derivatives can be recalculated based on the boundary values calculated previously. This numerical procedure is based on the mathematical equivalence among the recursive use of the boundary integral equation and the new application of the residual weighed sentence, related to the governing equation. The procedure is here applied to Laplace´s Equation. The numerical results are compared with the analytical ones to evaluate the performance obtained with the proposed technique. / Este trabalho apresenta o emprego recursivo da equação integral de governo com a finalidade de melhorar a exatidão dos resultados numéricos do Método dos Elementos de Contorno (MEC). Geralmente, os valores em pontos internos do domínio com o MEC são determinados com a aplicação recursiva da equação integral, depois que todos os valores nodais no contorno tiverem sido calculados. Neste trabalho, mostra-se que a mesma idéia pode ser usada para melhorar a exatidão dos resultados no contorno. Ao invés dos novos pontos fonte serem localizados dentro do domínio, eles são posicionados sobre o contorno, com coordenadas diferentes dos pontos nodais. Assim, os valores da variável básica e de suas derivadas espaciais no contorno podem ser recalculados baseados nos valores do contorno calculados previamente. O resultado deste procedimento numérico é baseado na equivalência matemática entre o uso recursivo da equação integral de contorno e a nova aplicação da sentença de resíduos ponderados associada à equação de governo. O procedimento é aplicado aqui à solução de problemas expressos pela Equação de Laplace. Comparando-se os resultados numéricos dos erros percentuais cometidos no cálculo do potencial e sua derivada em exemplos em que a solução analítica é conhecida, avalia-se o desempenho do procedimento proposto.