Orientador : Jose Roberto de França Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T19:32:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Piva_JoseInacio_M.pdf: 5935429 bytes, checksum: a7636c69f2426a50141431aaaeeab328 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho se propõe a fazer uma revisão do equacionamento matemático envolvido em métodos de cálculo de fluxo de potência para vigas sob flexão. Vários métodos são apresentados e suas diferenças são comentadas. Alguns dos métodos apresentados são mais tradicionais e se utilizam da aproximação por diferenças finítas para calcular o fluxo de potência. Outros, porém, se utilizam de modelos paramétricos para este mesmo cálculo. Uma formulação alternativa para estes modelos paramétricos é apresentada, utilizando uma aproximação pela série discreta regressiva de Fourier unidimensional para modelar o campo de vibração e calcular então o fluxo de potência em uma viga sob flexão. A avaliação dos diversos métodos é feita através da comparação da relação de dispersão obtida pelas várias técnicas com o valor teórico. Devido ao fato do amortecimento interno da viga ser muito pequeno, a potência propagativa estimada pelos vários métodos é comparada com a potência injetada no sistema. Estas comparações são realizadas para um sistema simples constituído por uma viga sob flexão, na qual uma extremidade é excitada por um vibrador eletrodinâmico com uma força aleatória ou senoidal e a outra extremidade é enterrada parcialmente em uma caixa de areia, simulando uma terminação quasi anecóica. Para validação dos métodos estudados as comparações realizadas foram aplicadas tanto aos dados experimentais como ao modelo numérico representativo do sistema experimental / Abstract: The objective of this work is to review the mathematical equations involved in the methods of calculation of power flow in beams under bending vibration. Several methods are presented and compared. Some of these methods are traditionally employed and use approximation through finite differences in order to ca1culate power flow. Other methods use parametric models for the same calculations. This paper also presents an alternative formulation for such methods, which is based on an approximation through Unidimensional Regressive Discrete Fourier Series, in order to mo dei the vibration field and compute the power flow in a beam subjected to bending vibration. The evaluation of the various methods is done by comparing the theoretical value of the dispersion relation against the ones obtained through the several implemented techniques. As the internal damping of the beam is very low, the power flow can also be compared with the input power in the system. Such comparisons are made for a simple system composed by a beam under bending vibration, in which one end is excited by an electromagnetic shaker driven by random or sinusoidal force, and the other is partially buried into a sandbox, which simulates a quasi anechoic termination. The comparisons conducted were applied to experimental data as well as to a numerical model which is representative of the experimental system, in order to provide validation of the methods studied. / Mestrado / Mecanica Computacional / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Martin Tygel, Lucio Tunes dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-25T20:59:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schleicher_MariaAmeliaNovais_D.pdf: 2259722 bytes, checksum: cfa0c53ab9084f4c222d293e96ee48ec (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Para descrever o campo de onda refletido de um único refletor (alvo) em um meio elástico anisotrópico não homogêneo existem duas aproximações integrais muito conhecidas. Estas são a integral de Born que integra sobre as perturbações supostamente pequenas em um volume contendo o refletor e a integral de Kirchhoff que integra o campo especularmente refletido ao longo do refletor. Nesta tese, mostramos que outras aproximações integrais podem ser obtidas a partir destas duas. A integral de Born pode ser transformada numa integral de superfície ao longo do refletor que é chamada de integral de Born-Kirchhoff por exibir características das duas integrais clássicas. Um outra aproximação integral se obtem por substituição do coeficiente de reflexão utilizado na aproximação de Kirchhoff por uma versão que deixa a expressão resultante recíproca. Esta aproximação é chamada de integral de Kirchhoff Recíproca. Todas estas aproximações em integrais de superfície tem a mesma contribuição no ponto de reflexão especular. Assim, a avaliação assintótica de todas elas usando o método de fase estacionária fornece a expressão da teoria de raios. Investigamos estas aproximações numericamente para o caso acústico. Em nossos experimentos numéricos, todas as integrais mencionadas aproximam razoavelmente bem o campo de onda refletido (calculado pelo método de Diferenças Finitas). Porém, a qualidade da aproximação depende do modelo investigado. Também não se pode determinar um método que forneça sempre o melhor resultado. Apesar disso, a aproximação pela integral de Born-Kirchhoff mostrou-se a mais estável, fornecendo em todos os exemplos estudados um resultado de boa qualidade, sendo ou o melhor ou perto do melhor. Além disso, o tempo computacional para este método é (junto com o da aproximação Kirchhoff Recíproca) o mais baixo de todos os métodos sob investigação. / Abstract: To describe the reflected wavefield of a single (target) reflector in an elastic anisotropic medium, there exist two well-known integral approximations. These are the Born integral that integrates over supposedly small perturbations within a volume that contains the reflector, and the Kirchhoff integral that integrates over the specularly reflected field along the reflector. In this theses, we show that other integral approximations can be obtained starting from these two. The Born integral can be transformed into a surface integral along the reflector, which is called the Born-Kirchhoff integral since it exhibits characteristics of both the classical integral. Another integral approximation is obtained by substituting the reflection coefficient that is used in the Kirchhoff approximation by another version that turns the resulting integral expression reciprocal. This approximation is called the Reciprocal Kirchhoff integral. All these approximations in the form of surface integrals contain the same contribution at the specular reflection point. Therefore, their asymptotic evaluations using the stationary-phase method yields the ray-theory expression. We numerically investigate these approximations in the acoustic case. In all our numerical experiments, all above integrals approximate the reflected wavefield (as calculated by the Finite Differences method) quite well. However, the quality of the approximation depends on the investigated model. Also, a method that would always provide the best approximation cannot be determined. In spite of that, the Born-Kirchhoff integral proved to be the most stable approximation that yielded in all studied examples a result of good quality, either the best one or close to the best one. Moreover, the computation time for this method is (together with that for the Reciprocal Kirchhoff approximation) the smallest one of all methods under investigation. / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador : Maria Cristina Cunha Bezerra / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-14T07:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_JoseAugustoNunes_M.pdf: 2150258 bytes, checksum: 56ea11c01ee943c40f869660f63d923e (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Submitted by Souza Tanajura Augusto (cast@ufba.br) on 2012-12-17T17:22:28Z No. of bitstreams: 1 Melo.pdf: 8722084 bytes, checksum: f1ef9b7d738b047c595fa1c4740e1f1f (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-17T17:22:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo.pdf: 8722084 bytes, checksum: f1ef9b7d738b047c595fa1c4740e1f1f (MD5) / Centro de Pesquisa em Geofísica e Geologia da UFBA, com recursos pr ́prios, da CAPES e da CNPq / As rochas na crosta terrestre, ou mesmo, a Terra como um todo, são em grande parte anelásticas. Esta característica afeta a propagação das ondas tanto em seus aspectos cinemáticos como em seus aspectos dinâmico. Os algoritmos utilizados para o tratamento dos dados sísmicos, na indústria de exploração de hidrocarbonetos, geralmente, empregam a equação acústica da ond,a o que constitui uma simplificação do fenômeno da propagação da onda. Algumas vezes a pesquisa de hidrocarbonetos consideram a onda S, empregando a equação elástica da ond,a como por exemplo no processamento de dados a três componentes (3C). Entretanto, sempre considera-se os meios investigados, no máximo da complexidade, como sendo elásticos. O conceito de anelasticidade, seja na modelagem de dados sísmicos sintéticos, seja na construção de algoritmos para o processamento de dados sísmicos é objeto de investigação recente, ou seja, desta última década. Foram desenvolvidos algoritmos de modelagem sísmica que simulam de maneira mais realística a resposta sísmica da Terra, com especial atenção na produção do fenômeno de absorção do sinal sísmico. Estes algoritmos empregam as técnicas das diferenças finitas (DF) para resolver a equação da onda elástica e viscoelástica, sendo os resultados obtidos para diversos modelos aferidos com aqueles fornecidos por soluções analíticas. Nesta pesquisa foram simulados diferentes graus de complexidade na descrição de um reservatório de hidrocarbonetos, inicialmente considera-se meios elásticos isotrópicos, posteriormente meios elásticos anisotrópicos e, por fim, os meios viscoelásticos. Os algoritmos desenvolvidos foram aplicados sobre diferentes modelos geólógicos 2-D, com várias configurações estruturais, presença de anisotropia e viscosidade. Verificamos os efeitos sobre os dados sísmicos (sismogramas e "snapshots") sempre em comparação ao caso isotró pico, e, eventualmente, em comparação a modelos elásticos equivalentes. Entre os modelos simulados está um modelo da realística Falha de Pedras, situado no compartimento nordeste da Bacia do Recôncavo, onde consideramos a questão da viscoelasticidade. / Pós-Graduação em Geofísica

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2003

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:44:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrino_MarcilioHaddad_M.pdf: 20444190 bytes, checksum: 7b3a4428e7e6b444d2952dbdcca75497 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Técnicas com geração de ondas ultra-sônicas são não destrutivas e são baseadas na dependência da velocidade destas ondas em relação a variação da deformação elástica do material na direção em que elas se propagam ou perpendicular a esta. O presente estudo investigou a possibilidade de aplicação do método ultra-sônico para a avaliação de tensões em juntas soldadas de placas de Aço API 5L X65 e Aço API 5L X70, e para a determinação da relaxação em placas de aço API 5L X70. Para a medição destas tensões foram utilizadas Ondas Longitudinais Criticamente Refratadas (Ler). A sensibilidade dessas ondas é maior quando a tensão de interesse é uniaxial e é aplicada paralelamente à direção de propagação. Dez placas de aço API 5L X65 e vinte placas de API 5L X70 foram ensaiadas para a determinação das tensões longitudinais nas juntas soldadas. Essas placas foram soldadas duas a duas e foram medidas após soldagem e após o alívio de tensões. A diferença foi atribuída às tensões pré-existentes. Os resultados mostram um perfil de tensão residual coerente com a literatura, mostrando uma área de tração na região da solda, tendendo ao valor nulo longe desta. A investigação da relaxação para chapas de aço API 5L X70 mostrou um decréscimo médio da tensão residual ge cerca 350 MPa depois de dezoito dias. Ambas as aplicações mostraram que o método ultra-sônico pode ser utilizado na avaliação de tensões, atendendo plenamente aos objetivos do trabalho / Abstract: Techniques with generation of ultrasonic waves are non destructive and are based on the dependence of the speed of these waves in relation to the variation of the elastic deformation of the material in the direction of their propagation or perpendicular to it. The present study investigated the possibility of application of the ultrasonic method to evaluate stresses in welded joints in plates of Steel API 5L X65 and Steel API 5L X70, and to determina te of the stress relaxation in plates of steel API 5L X70. Longitudinal Critically Reftacted Waves (Lcr) were used to measure the stresses. The sensibility of those waves is larger when the stress of interest is uniaxial and the 1000 is applied parallel to the propagation direction. T en plates of steel API 5L X65 and twenty plates of API 5L X70 were tested for the determination of the longitudinal stresses in the welded joints. Those plates were welded in pairs and they were measured after welding and after the stresses relief the difference was attributed to the residual stress. The results show a profile of residual stress coherent with the literature, showing a traction area in the area of the welding, tending to the null value far away ftom this. The investigation of the relaxation for steel plates of API 5L X70 showed a decrease - of the residual stresses of about 350 MPa after eighteen days. Both applications showed that the ultrasonic method can be used in the evaluation of stress, fully assisting to the objectives of the work / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Engenharia Mecanica

No presente trabalho é apresentada uma técnica de análise para caracterização de ondas acústicas superficiais em meios com anisotropia e piezoeletricidade arbitrárias. Inicialmente é apresentado o desenvolvimento da teoria de propagação de ondas superficiais propagando-se na superfície livre de um meio anisotrópico e ou piezoelétrico arbitrário. Em seguida, são apresentados os métodos numéricos utilizados para caracterização destas ondas e os principais programas desenvolvidos à partir destes métodos. Numa terceira etapa, são apresentados exemplos ilustados a aplicação dos programas à casos específicos para os seguintes materiais: quartzo fundido, LiNb03, quartzo cristalino e LiTa03. Os resultados obtidos para estes casos estâo em excelente concordância com os fornecidos por alguns autores. Finalmente, é apresentado como ilustração um dispositivo à onda acústica superficial construído em substrato de LiNb03 corte YZ. No caso, foi escolhido como sispositivo, um filtro casado à um sinal senoidal modulado em PSK bifásico segundo o código de Barker de treze bits.

Orientador: Michael John Brennan / Banca: Fabricio Cesar Lobato de Almeida / Banca: Max de Castro Magalhães / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo da propagação de ondas em estruturas unidimensionais, como barras e vigas, bem como a metodologia utilizada para a análise de resposta das ondas quando submetidas a descontinuidades estruturais. A motivação deste projeto é o Monitoramento da Integridade Estrutural, SHM, técnica utilizada em engenharia para detectar a presença de falhas em estruturas mecânicas em vários tipos de indústrias como: civis, automobilísticas, aeronáuticas, evitando, assim, problemas futuros e gastos monetários. Existem diversas técnicas para a aplicação de SHM, uma delas utiliza a propagação de ondas. A utilização de ondas é uma ferramenta bastante procurada por empresas atualmente por ser uma técnica não destrutiva e por caracterizar descontinuidades geométricas. Ondas elásticas dispersam sua energia quando encontram uma descontinuidade, portanto, é possível observar o que acontece nesta divisão através dos coeficientes de reflexão e transmissão. Neste contexto, estes coeficientes são modelados e estudados em duas situações: com ondas longitudinais guiadas por barras e com ondas de flexão guiadas por vigas. Neste trabalho, são modelados diferentes tipos de falhas com arranjos de elementos básicos da mecânica: massa, mola e amortecedor. Os dois tipos de ondas submetidas a esses elementos possuem características específicas observadas inclusive no modelamento matemático. Adicionalmente, elaboram-se estruturas com descontinuidade geométrica para aplicação e correlação dos modelos previamente desenvolvidos visando uma relação de frequências de excitação necessárias para qualificação de diferentes formas de descontinuidades localizada para estrutura de material definido / Abstract: This work presents a study on wave propagation in one-dimensional structures, such as rods and beams, and analyses the effects of structural discontinuities on wave motion. The motivation of this project is the Structural Health Monitoring (SHM), technique used in engineering to detect the presence of damage in mechanical structures in several types of industries like: civil, automobile, aeronautical, thus, avoiding future problems and financial costs. There are several techniques for SHM application, and some of them use wave propagation. The use of waves is a tool sought by companies as a non-destructive technique and for being able to characterise geometric discontinuities. Elastic waves scatter their energy when they reach a discontinuity, and this is characterised by the reflection and transmission coefficients of the discontinuity. In this context, these coefficients are studied for two situations: with longitudinal waves guided by rods and with bending waves guided by beams. In this work, two different types of damage are modelled through basic mechanical elements such as mass, spring and damper. Additionally, structures with geometric discontinuity are investigated and compared with the models previously developed in order to gain physical insight into their dynamic behaviour / Mestre

Analisamos um problema de transmissão de ondas viscoelásticas. Isto é, estudamos a propagação da onda sobre materiais consistindo de componentes elástica e viscoelástica em um conjunto aberto, conexo e limitado com fronteira suave e fronteira com condições de transmissão. Mostramos que para este tipo de material a dissipação produzida pela parte viscoelástica é suficientemente forte para produzir decaimento exponencial da solução, não importando quão pequeno seja o tamanho da parte viscoelástica. / We consider a transmission problem of viscoelastic waves. That is, we study the wave propagations over materials consisting of elastic and viscoelastic components in a bounded, open connected set with smooth boundary and transmission boundary conditions. We show that for this type decay of the solution, no matter how small is its size.

Se sabe que la plasticidad en cristales, particularmente en metales, depende fuertemente del comportamiento de dislocaciones. De hecho hay importantes interrogantes en Ciencias de Materiales, por ejemplo relacionadas con la transición frágil-dúctil y fatiga, en los que se cree que las dislocaciones juegan un rol determinante. En la actualidad el conocimiento teórico respecto a estos fenómenos no es suficiente para responder a estas interrogantes, en parte porque los datos experimentales tampoco lo son. Las dislocaciones son detectadas mediante microscopia electrónica de transmisión para lo cual las muestras de material deben ser rigurosamente trabajadas y no es posible medir insitu propiedades como densidad de ellas en función del tiempo u otras que son de importancia para determinar las propiedades mecánicas. Un avance sería desarrollar técnicas de diagnostico acústico, de ultrasonido, para detectar dislocaciones. Nabarro fue el primero en notar que las dislocaciones interactuaban con ondas elásticas,el fenómeno ocurre de la siguiente forma: al incidir una onda elástica sobre una dislocación esta última se mueve; al moverse la dislocación, ella emite nuevas ondas elásticas que producen interferencia (scattering) con la onda incidente El presente trabajo de memoria tiene como motivación ampliar el conocimiento teórico actual sobre la dinámica de dislocaciones. Los objetivos generales son estudiar la interacción de una onda elástica con un loop prismático, línea cerrada de dislocación con vector de Burgers perpendicular al plano de la línea, de dislocación y con muchos loops de dislocación. Los objetivos específicos incluyen: a) encontrar huellas en las funciones de scattering propias de la geometría de dislocación y b) calcular los coeficientes de atenuación y factor de calidad (Q), para realizar comparaciones con estudios anteriores. Se espera encontrar diferencias a nivel microscópico, pero no en el nivel macroscópico. Se estudia la interacción de ondas elásticas con un loop prismático de dislocación y con muchos loops prismáticos distribuidos aleatoriamente. Del estudio de interacción de ondas con un sólo loop prismático se obtienen las amplitudes de scattering. De la interacción con muchos loops se calcula la velocidad efectiva, coeficientes de atenuación y el factor Q. Se realiza una comparación entre los resultados obtenidos en el presente estudio con resultados de publicaciones previas de Maurel et al. En la interacción con una única dislocación, se obtuvo diferencias cualitativas en la forma de scattering producto de la geometría de dislocación, que se espera se repita en todas las dislocaciones curvilíneas. En la interacción con muchas dislocaciones los coeficientes de atenuación en comparación con los de publicaciones previas no logran identificar diferencias debido a la geometría de dislocación, confirmando nuestros supuestos. El coeficiente Q calculado coincide con resultados experimentales encontrados en la literatura.