Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-02T14:05:29Z No. of bitstreams: 1 michellimarlanedasilva.pdf: 1885793 bytes, checksum: a1a1b6c71a7fb0b135db9bf1375b6df1 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T19:40:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 michellimarlanedasilva.pdf: 1885793 bytes, checksum: a1a1b6c71a7fb0b135db9bf1375b6df1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T19:40:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 michellimarlanedasilva.pdf: 1885793 bytes, checksum: a1a1b6c71a7fb0b135db9bf1375b6df1 (MD5) Previous issue date: 2011-01-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / É comum o uso da análise estrutural considerando um comportamento geometricamente não-linear em vários tipos de estruturas reticuladas, muito usadas na construção civil, como coberturas de ginásios, hangares, galpões, etc. Esta análise (mais complexa) permite uma avaliação mais próxima do real comportamento das mesmas e, dessa forma, ao projetá-las torna-se imprescindível uma avaliação considerando este comportamento evitando-se problemas estruturais indesejáveis. Estudam-se nessa dissertação problemas de otimização estrutural usando-se uma metaheurística bioinspirada, Algoritmos Genéticos (AGs), para buscar soluções ótimas (minimizando custos e satisfazendo restrições adequadas de segurança) para estruturas com comportamento geometricamente não-linear. Buscam-se projetos estruturais ótimos levando-se em conta variáveis de projeto como as áreas ou dimensões das seções transversais das barras. Faz-se uso de codificações especiais dos cromossomos no AG, através de restrições de cardinalidade simples e múltiplas, para a busca dos melhores agrupamentos das barras das estruturas. Os estudos comparativos são feitos considerando-se a otimização através da avaliações das estruturas usando-se a análise linear e a análise não-linear destacando-se as importantes diferenças encontradas quando se usa um ou outro tipo análise na busca das soluções ótimas. / It is common in many types of framed structures, often used as roofs of gymnasiums, hangars, warehouses, etc, the structural analysis considering a geometrically nonlinear behavior. This analysis (more complex) allows for an evaluation closer to the real behavior of the structure and thus its design requires to an evaluation considering this behavior in order to avoid undesirable structural problems. Structural optimization problems are studied in this dissertation using a bioinspired metaheuristic, the Genetic Algorithm (GA), searching for optimal solutions (minimizing costs and satisfying safety constraints) for structures with geometrically nonlinear behavior. It seeks for optimal structural designs taking into account sizing design variables, such as areas or dimensions of the cross sections of the bars. The GA makes use of special encodings of the chromosomes, by using simple and multiple cardinality constraints, searching for the best grouping of the bars of the structures. Comparative studies are made by considering the optimization of structures through evaluations using linear and nonlinear analysis, and highlighting the major differences encountered when using either type of analysis in seeking for the optimal solutions.

Orientador : João Mauricio Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T08:57:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 David_SergioAdriani_D.pdf: 6908391 bytes, checksum: 3f7717f958c96997fd34af75cca160e5 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho desenvolveu-se a modelagem dinâmica de estruturas flexíveis, a investigação de seu comportamento não linear por meio de simulações numéricas e a validação experimental através da montagem de um protótipo. Ressalta-se que em se tratando de sistemas não lineares, embora existam métodos de procedimento, não existe uma teoria única que possa atender às diferentes aplicações e necessidadesde análise não linear. Dessa maneira, abordou-se formas específicas de se tratar duas aplicações distintas, uma envolvendo manipuladores robóticos flexíveis e a outra um oscilador mecânico flexível. Desenvolveu-se ferramentas de modelagem, simulação, análise e implementação. A aplicação envolvendo o oscilador mecânico flexível teve âmbitos experimentais e os resultados de alguns ensaios sugerem uma boa concordância com o modelo teórico. Os resultados obtidos desse trabalho e o aparato experimental montado, ambos, permitem que diversas investigações futuras ainda possam ser realizados definidas e podem agregar conhecimento sobretudo aos interessados em temas relacionados à estruturas flexíveis e análise não linear / Abstract: This work deserihes the dynamic modeling of flexible structures. the investigation about its nonlinear behaviour through numerical simulations and the construction of an experimental appararus in order to validate the model. I outline the fact that to deal with nonlinear systems, although there are conduct method, there isn't a unique theory that could to attend to different applications and necessities of nonlinear analysis. For this reason, specific approach had been presented to deal with two applications, flexible robot manipulators and flexible mechanical oscillator. Dynamic modeling, numerical simulation, analysis and implement are performed. The application which involves the flexible mechanical oscillator have experimental scope and the results have showed a good agreement with the theoretical model. The results obtained and the experimental apparatus COnstructed. both, allow sundry future investigations and can add knowledge specially to the interested in flexible structures and nonlinear analysis / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Numerical simulations are presented in this work of precast slabs with lattice reinforcement joists with the goal to provide contributions to the structural analysis of this type of slab. An evaluation has been made on the differences between two structural models (isolated beam and grid equivalent) and between two types of analysis (NBR 6118 modified linear analysis and nonlinear analysis with moment-curvature relationships). Applying the grid model equivalent, the influence of the amount of transverse ribbing was also evaluated, especially in deflections checks at Service Limit State. In order to do this, numerical simulations were conducted on precast slabs with lattice reinforcement joists with one, two, three, five and nine transverse ribbing, for each type of analysis. Comparisons of results have enabled several observations, among which stand out the positive effect of the inclusion of transverse ribs, with an average reduction of 29% between the deflections obtained from nonlinear analysis in relation to the modified linear analysis, which is commonly used by designers. / Neste trabalho foram realizadas simulações numéricas de lajes pré-fabricadas com vigotas treliçadas com o objetivo fornecer contribuições para a análise estrutural desse tipo de laje. Foram avaliadas as diferenças existentes entre dois modelos estruturais (viga isolada e grelha equivalente) e entre dois tipos de análise (análise linear modificada conforme NBR 6118 e análise não linear com relações momento-curvatura). Com o emprego do modelo de grelha equivalente, avaliou-se também a influência da quantidade de nervuras transversais, principalmente nas verificações de flechas em Estado Limite de Serviço. Para tal, foram realizadas simulações numéricas em lajes pré-fabricadas treliçadas com uma, duas, três, cinco e nove nervuras transversais, para cada tipo de análise. As comparações de resultados permitiram diversas constatações, dentre as quais se destacam o efeito positivo da inclusão de nervuras transversais, com uma redução média de 29% entre as flechas obtidas da análise não linear em relação às da análise linear modificada, a qual é comumente utilizada pelos projetistas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work refers to consideration of the effects of material nonlinearity applied to the behavior of reinforced concrete beams subjected to simple bending. The importance of the topic is highlight, as well as several works stemming from this study. The nonlinear behavior of steel and concrete are described along with understanding the manifestation of material nonlinearity. The constitutive models discussed and used in structural analysis are based on moment-curvature diagrams. The types of analysis and the approximate methods of the Brazilian standard NBR 6118 (ABNT, 2007) for the consideration of material nonlinearity in the verification of limit states (Ultimate and Service) are discussed. In numerical examples, the efficiency of constitutive models that employ moment-curvature relationship is verified by comparing with experimental results of reinforced concrete beams. The results of approximate methods are compared with those obtained by nonlinear analysis. The conclusions provided good results for immediate deflections calculated by approximate methods in service situations, as well for approximate methods that consider reinforcement in ultimate limit state. / Este trabalho refere-se à consideração dos efeitos da não-linearidade física aplicados ao comportamento de vigas de concreto armado submetidas à flexão simples. É salientada a importância do tema, bem como os diversos trabalhos originados deste estudo. O comportamento marcadamente não-linear dos materiais aço e concreto é descrito juntamente com noções básicas sobre a manifestação da não-linearidade física. Os modelos constitutivos abordados e utilizados na análise estrutural são baseados em diagramas momento-curvatura. São abordados os tipos de análises e os métodos aproximados da norma brasileira NBR 6118 (ABNT, 2007) que visam a consideração da não-linearidade física na verificação dos Estados Limites (Último e de Serviço). Nos exemplos numéricos, a eficácia dos modelos constitutivos que empregam relações momento-curvatura é verificada mediante a comparação com resultados experimentais de vigas de concreto armado. Também são elaborados exemplos numéricos que mostram a aplicação dos métodos aproximados, cujos resultados são confrontados com os obtidos por análise nãolinear. Dentre as conclusões da pesquisa, destacam-se os resultados satisfatórios fornecidos pelos métodos aproximados na estimativa de flechas imediatas de vigas em análises do Estado Limite de Serviço e, pelos métodos aproximados que consideram a quantidade de armaduras em análises do Estado Limite Último.

Le vieillissement est un facteur de risque des maladies cardiovasculaires. Il est associé à des altérations fonctionnelles et structurelles du système vasculaire.Une étude approfondie du processus de vieillissement et le développement de systèmes d’imagerie et des traitements de données associés deviennent donc une priorité. Par l’analyse d’images de contraste par speckle laser (LSCI), l’objectif de cette thèse est d’étudier l’influence de l’âge sur la micro circulation.Pour ce faire, des données de LSCI ont été acquises sur l’avant-bras de sujets sains jeunes et âgés. A partir de modèles mathématiques, nous avons déterminé la vitesse des érythrocytes de la micro circulation chez les deux groupes de sujets. Par ailleurs, nous avons également mené une étude de la complexité de séries temporelles d’ LSCI s’appuyant sur des mesures d’entropie multi échelle. Nos résultats montrent que : 1) le groupe de sujets plus âgés présente des valeurs de vitesse des globules rouges significativement plus élevées que celles des sujets jeunes à l’hyperémie réactive post-occlusive; 2) les fluctuations des séries temporelles de LSCI dans le groupe des sujets jeunes ont une complexité supérieure à celles du groupe de sujets âgés. Ces modifications observées sur la micro circulation pourraient être attribuées à des modifications du système vasculaire dans son ensemble. La compréhension de ces altérations pourrait conduire à de nouvelles perspectives en matière de prévention et de traitement des pathologies liées à l’âge. / Aging is a primary risk factor for cardiovascular diseases. It is associated with functional and structural alterations in the vascular system. Therefore, a deep study of the aging process and the development of imaging systems and associated processing become of the utmost importance. By processing laser speckle contrast images (LSCI), this PhD work aims at studying the influence of age on microcirculation. In our work, LSCI data were acquired from the skin forearm of healthy subjects, subdivided into two age groups (younger and older). From mathematical models, we determined red blood cells velocity in microcirculation in the two groups of subjects. Moreover, we applied multiscale entropy-based algorithms to LSCI time series in order to study the complexity of microvascular signals. Our main findings are: 1) the older group has significantly higher velocity values than the younger group at post-occlusive reactive hyperaemia; 2) LSCI fluctuations in the younger group have significantly higher complexity than those of the older group. Age-related changes in skin microcirculation can be attributed to alterations in the vascular system as a whole. Understanding these changes in the microcirculatory system may give new insights for prevention and treatment of age-related diseases

A voz tem sido objeto de estudos em diferentes áreas da ciência. Nas últimas duas décadas os pesquisadores demonstraram a presença do caos na produção de voz. O objetivo deste trabalho é estabelecer padrões visuais de sinais de voz humana através da técnica não linear de reconstrução de espaço de fase e associá-los com suas correspondentes análises auditivo perceptiva e acústica. Foram analisados sinais de voz humana de sujeitos de ambos os gêneros, na faixa etária de 19 a 39 anos. Foram gravadas as vogais sustentadas /a/, /e/ e /i/ do português do Brasil, com uma taxa de amostragem de 22.050 Hz. Os sinais foram analisados a fim de obter medidas acústicas (Jitter, Shimmer e Coeficiente de Excesso). Foi utilizada a técnica de reconstrução de espaço de fase para descrever as características de dinâmica não linear dos sinais de voz, e para análise perceptivo auditiva foi utilizada a escala RASAT. Os resultados demonstram que métodos de dinâmica não linear como a reconstrução do espaço de fase, parece ser uma técnica apropriada para análise de sinais de voz, incorporando os componentes caótico e determinístico da voz humana. É sugerido que análise da dinâmica não linear não substitui as técnicas existentes, embora possa aperfeiçoar e complementar os métodos de análise disponíveis para os profissionais da saúde, como fonoaudiólogos e otorrinolaringólogos / Human voice has been the focus of study for different areas of science. Researches in the last two decades have demonstrated the existence of chaos in human voice production. The purpose of this work is to use nonlinear dynamics techniques in the analysis of normal voices from healthy subjects and correlate them to traditional acoustic parameters as well as perceptual analysis. Human voice signals from healthy subjects, both male and female, ranging in age from 19 to 39 years old were analyzed. Sustained vowel sounds /a/, /e/ and /i/, from brazilian Portuguese were recorded at a sampling rate of 22,050 Hz and analyzed in order to obtain acoustic measures (Jitter, Shimmer and coefficient of excess – EX). The phase space reconstruction technique was used to describe the nonlinear dynamic characteristics of voice signal samples. The results show, that non-linear dynamical method as phase space reconstruction seems to be a suitable technique for voice signals analysis, due to the chaotic component of the human voice. It is suggested, that non-linear dynamic analysis does not replace existing techniques instead, it may improve and complement the recent voice analysis methods available for health professionals, speech therapist and clinician

La presente investigación contempla el diseño de 2 estructuras de 10 pisos, una hecha de concreto convencional y otra de un concreto ligero de arcilla expandida, cabe mencionar que para el diseño y análisis de la estructura de concreto ligero se han considerado criterios del ACI 213R para posteriormente ser verificados con las normativa peruana (norma E030 y E060); sin embargo, analizar una edificación hecha con un material que no ha sido usado con objetivo sismo resistente en nuestra nación, tiene la necesidad de ser evaluado con un método más preciso que el análisis lineal estipulado en nuestra normativa E030. Para este caso, el método de evaluación sísmico está en base al diseño por desempeño que contempla un análisis estático no lineal, el cual permite ver a mejor detalle las diferencias en el comportamiento estructural de ambas edificaciones luego de superar su estado lineal. El objetivo de evaluar ambas estructuras es el de evidenciar la influencia que tiene el uso del concreto ligero en el diseño estructural, comportamiento no lineal, desempeño sísmico y costos en comparación de una estructura de concreto convencional. Tras la evaluación por desempeño sísmico se determinó que, para este caso en específico, las edificaciones convencional y de concreto ligero no cumplen con todos los objetivos de desempeño planteados para una vivienda multifamiliar; sin embargo, la estructura de concreto ligero presenta una mejor respuesta dinámica en comparación de la estructura convencional debido a su principal propiedad, el de presentar un menor peso, que dio como resultados valores de pseudoaceleración mayores al de la estructura de concreto convencional. Finalmente se hace una comparación de costos, donde no se vio mucho ahorro al usar un concreto ligero, pero que este resultado se podría optimizar si se usara el concreto convencional y ligero de forma mixta en una edificación, teniendo en cuenta que el concreto ligero si se puede usar en elementos estructurales que resistan fuerzas sísmicas. / The present investigation contemplates the design of 2 structures of 10 floors, one made of conventional concrete and another of a lightweight concrete of expanded clay, it is worth mentioning that for the design and analysis of the structure of light concrete, criteria of the ACI 213R have been considered for subsequently be verified with Peruvian regulations (E030 and E060); However, to analyze a building made with a material that has not been used with a resistant earthquake objective in our nation, needs to be evaluated with a more precise method than the linear analysis stipulated in our E030 regulations. For this case, the seismic evaluation method is based on the performance design that contemplates a non-linear static analysis, which allows us to see in greater detail the differences in the structural behavior of both buildings after overcoming their linear state. The objective of evaluating both structures is to demonstrate the influence of the use of lightweight concrete in structural design, non-linear behavior, seismic performance and costs in comparison to a conventional concrete structure. After the evaluation for seismic performance, it was determined that, for this specific case, conventional and light concrete buildings do not meet all the performance objectives set for a multi-family home; however, the lightweight concrete structure has a better dynamic response compared to the conventional structure due to its main property, that of presenting a lower weight, which resulted in pseudo-acceleration values greater than that of the conventional concrete structure. Finally, a cost comparison is made, where there was not much savings when using a lightweight concrete, but that this result could be optimized if conventional and lightweight concrete is used mixed in a building, taking into account that the lightweight concrete does It can be used in structural elements that resist seismic forces. / Tesis

This thesis deals with the problems of reliability of steel members sensitive to imperfections. Formulas for nonlinear analysis of compressed and bended members are derived. For compressed elements, there is described the issue of buckling, for bended elements it is lateral-torsional buckling. Then a statistical analysis of reliability of these problems is performed and also comparison with the approach described in Eurocode 3.

Diploma thesis deals with analysis of a construction made of concrete and masonry. A model respecting nonlinear material behaviour of masonry was assembled in a finite element based software. Calculated results were used to analyse cracks in masonry. Next, a design of a horizontal construction was carried out - concrete slab with beams to support masonry in an upper floor.

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