[pt] Alguns dos problemas mais comuns relatados durante a perfuração de poços petrolíferos, como a instabilidade, a perda de circulação e o colapso das paredes, podem ser evitados com o acesso em tempo real, dentre outros, à resistência à com-pressão não confinada das rochas. Os métodos mais usuais de estimativa da resis-tência não confinada apresentam três principais restrições quanto à aplicação em tempo real: i) a perfilagem em tempo real pode não ocorrer ao longo de toda a tra-jetória do poço e é mais costumeira em profundidades próximas ao reservatório; ii) a obtenção de amostras provenientes do poço para ensaios de laboratório é prática custosa e pouco usual e; iii) as informações relativas à geometria da broca são res-tritas aos fabricantes. Nesse contexto, esta dissertação tem como foco a adaptação de um método de estimativa da resistência não confinada para tornar possível a aplicação em tempo real, partindo da hipótese de que a perfuração é fundamental-mente controlada pela interação entre a broca e a formação rochosa e que a resis-tência à compressão confinada está relacionada a uma parcela da energia mecânica específica. A metodologia desenvolvida foi aplicada em um poço, testada em outros nove poços e será implementada no programa de estabilidade SEST TR 2.0. Sa-bendo que a resistência não confinada é função da coesão e do ângulo de atrito, a coesão da formação rochosa também foi calculada. Este estudo conclui que é pos-sível estimar ambas as propriedades mecânicas em tempo real dispondo apenas dos parâmetros operacionais de perfuração. / [en] Some of the most common problems reported during well drilling, such as instability, loss of circulation and wellbore collapse can be avoided with real-time access, among others, to the unconfined compressive strength of rocks. The most usual methods for estimating unconfined compressive strength have three main re-strictions regarding their real time application: i) real-time logging may not occur along the entire trajectory of the well and is more common at depths close to the reservoir; ii) obtaining samples from the well for laboratory tests is costly and un-usual practice and; iii) information regarding drill bit geometry is restricted to man-ufacturers. In this context, this research focuses on the adaptation of an unconfined compressive strength estimation method to make real-time application possible, based on the hypothesis that drilling is fundamentally controlled by the interaction between the drill bit and rock formation and that the confined compressive strength is related to a portion of the mechanical specific energy. The developed methodol-ogy was applied in one well, tested in nine other wells and will be implemented in the SEST TR 2.0 stability program. Knowing that unconfined compressive strength is a function of cohesion and friction angle, the cohesion of the rock for-mation was also calculated. This study concludes that it is possible to estimate both mechanical properties in real time using only drilling data.

[pt] Atualmente nos veículos terrestres a melhora de seu desempenho é permanente. Esta melhora, em grande parte está relacionada com seus sistemas de controle. Para o desenho de sistema de controle, tais como, sistema eletrônico de estabilidade ou controle anti-capotagem é preciso prever o comportamento do veículo sob certas condições dinâmicas. Esta predição do comportamento dinâmico do veículo é feita por meio de modelos matemáticos que dependem diretamente de seus parâmetros, tais como a massa, a posição do centro da gravidade, os momentos de inércia entre outros. Tendo em consideração o contexto apresentado, os parâmetros dinâmicos do veículo tem um papel fundamental na melhora do desempenho do veículo, assim como a otimização de seus subsistemas. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um procedimento de estimação dos parâmetros dinâmicos do veículo e a calibração do modelo matemático desenvolvido. Para o processo de estimação se desenvolvem dois modelos do veículo, um feito em MATLAB com 4 graus de liberdade (GDL) e ou outro é trabalhado como uma caixa preta (black-box), que é obtida por meio da biblioteca de ligações dinâmicas (DLL) de um programa de simulação veicular. Métodos de otimização, tais como Evolução Diferencial, Generalized Pattern Serach, Mesh Adaptative Pattern Search e Nelder Mead, são utilizados para estimar os parâmetros dinâmicos do veículo, isto por meio da minimização de um objetivo definido como a diferença entre a resposta real do veículo (obtida do programa de simulação veicular) e a calculada por cada método de otimização. Os parâmetros dinâmicos estimados com o melhor método de otimização, são inseridos no modelo matemático feito em MATLAB para calibrar o modelo. Finalmente, o modelo já calibrado é simulado com diferentes manobras para comprovar a robustez do método e a coerência dos parâmetros estimados. / [en] Nowadays, performance improvement on ground vehicles is prefominant. This improvement is highly correlated with its control systems. To design its control system, with parts as electronic system for stabilization or anti-rollover control, it is necessary to provide the behavior of the vehicle in certain dynamics conditions. This prediction, of the dynamics behavior of the vehicle, is done by mathematical models that depend directly on its dynamics parameters such as gravity center position, inertia moments, among others. Taking into account the actual background, dynamics parameters of the vehicle have an importante role in the improvement of vehicle s performance, as well as in the optimization of its subsystems. This thesis presentes the vehicle and calibration of the mathematical model developed. For the estimation step, two vehicle models were developed, the first one was done in MATLAB with 4 DOF and the other was treated as a black box, which is obtained by Dynamic-Link Libraries (DLLs) from the free vehicular simulation software. Optimization methods, such as Differential Evolution, Generalized Pattern Search, Mesh Adaptive Pattern Search and Nelder Mead, were used to estimate vehicle s dynamics parameters. The fitness function is defined as a difference between the real response of the vehicle (given by vehicular simulation software) and one calculated with each optimization method. The dynamics parameters estimated with the best optimization method are input for the mathematical model developed in MATLAB to calibrate the model. Finally, the calibrated model is simulated with different maneuvers, this is done to test the robustness of the method and the coherence of estimated parameters.

[pt] O objetivo do presente trabalho é analisar os critérios e parâmetros utilizados para a aferição do adimplemento substancial no caso concreto e as dificuldades daí decorrentes, evidenciadas pela aplicação assistemática do instituto pelos tribunais brasileiros. Além disso, também se propõe a analisar as repercussões na esfera do credor na hipótese de configuração do adimplemento substancial. / [en] The main propose of this work is to analyze the criteria and parameters used to fulfill and verify the so-called substantial performance institute as evidenced by the unsystematic application of the legal practice by Brazilian courts. In addition, it also assesses the repercussions on the creditor s rights in the event of configuration of substantial performance.

[pt] Objetiva-se, nesse trabalho, formular e testar numericamente uma perspectiva computacional, baseada em elementos de controle robusto e indices de desempenho H2, para a sintese de controladores de dimensão finita (DF) para sistemas lineares de dimensão infinita (DI) correspondentes a certas equações de evolução parabólicas e, especialmente, a uma versão simplificada da equação do calor. A abordagem aqui utilizada é a de usar modelos aproximantes de DF (modelos nominais) e limitantes superiores nas normas H (infinito) dos erros de aproximação correspondentes nas funções de transferência de DI em questão, de modo que o procedimento de síntese baseie-se apenas em funções de transferência racionais e os controladores resultantes sejam de DF.Mais especificamente, uma classe de controladores que asseguram a estabilidade do sistema em malha fechada envolvendo o sistema de DI em questão e definida tomando-se as soluções ótimas de problemas H2 (infinito) nos quais o funcional de custo (H2) nominal é minimizado sobre os controladores nominalmente estabilizantes, sob uma restrição (H infinito) de margem de estabilidade mínima definida por um parâmetro de projeto escalar denotado por micro. A obtenção de um controlador é então feita pela escolha do valor de micro de modo a minimizar um limitante superior (calculado apenas com base em funçõess racionais) sobre o funcional de custo calculado no sistema de DI original. Esse procedimento é ilustrado por exemplos numéricos envolvendo a versão simplificada da equação do calor. / [en] A computational perspective based on robust control tools is presented for the H2 synthesis of finite-dimensional controllers for linear, stable, distributed-parameter systems corresponding to certain evolution equations. The approach pursued here relies on finite-dimensional approximations and error bounds on the H (infinite) norms of the corresponding errors on transfer functions so that the resulting synthesis procedure solely depends on rational transfer functions, thereby yielding finite-dimensional controllers. More specifically, a class of stabilizing controllers for a given infinite-dimensional system is defined taking optimal solutions of H2 / H (infinite) problems - i.e., a nominal H2 cost is minimized over controllers which satisfy a nominal stability margin defined by a scalar parameter micro. A controller is then obtained by choosing micro in such a way as to minimize an upper bound on the value taken by the cost functional on the original infinite-dimensional system. This procedure is illustrated by simple numerical examples involving the (simplified) heat equation in one dimension.

[pt] O ES-MDA tem sido usado amplamente no que diz respeito a problemas inversos de reservatórios de petróleo, usando a estatística bayesiana como cerne. Propriedades importantes como a permeabilidade, raio da zona de skin e permeabilidade da zona de skin, são estimadas a partir de dados de histórico de reservatório usando esse método baseado em conjuntos. Nessa tese, a pressão medida no poço durante um teste de injetividade foi calculada usando uma abordagem analítica de um reservatório multicamadas, com zona de skin, usando a Transformada de Laplace. O algoritmo de Stehfest foi usado para inverter os dados para o campo real. Além disso, ao usarmos essa abordagem, conseguimos obter facilmente a vazão em cada camada como um novo dado a ser considerado no ES-MDA, enriquecendo a estimativa dos dados desejados. Por usarmos a vazão e a pressão como dados de entrada no ES-MDA, é de suma importância que a diferença de ordens de grandezas não influencie em nossas estimativas e por isso optou-se por usar o ES-MDA na forma adimensional. Visando uma maior precisão de nossas estimativas, usou-se um algoritmo de otimização dos fatores de inflação do ES-MDA. / [en] The ES-MDA has been extensively used concerning inverse problems of oil reservoirs, using Bayesian statistics as the core. Important properties such as permeability, skin zone radius, and skin zone permeability are estimated from historical reservoir data using this set-based method. In this thesis, the pressure measured at the well during an injectivity test was calculated using an analytical approach of a multilayer reservoir, with skin zone, using the Laplace Transform. Stehfest s algorithm was used to invert the data to the real field. Furthermore, using this approach, we were able to easily obtain the flow rate in each layer as new data to be considered in the ES-MDA, enriching the estimation of the targeted data. As we use flow rate and pressure as input data in the ES-MDA, it is important to assure that the difference in orders of magnitude does not influence our estimates. For this reason, we chose to use the ES-MDA in the dimensionless form. Aiming at a greater precision of our estimates, we used an algorithm to optimize the ES-MDA inflation factors.

[pt] A grande maioria das estruturas que trabalham sob cargas alternadas precisa ser dimensionada para evitar a iniciação de trincas por fadiga, o principal mecanismo de dano mecânico nesses casos. Os vários parâmetros dos modelos de previsão de dano à fadiga usados nesses projetos devem ser preferencialmente medidos a partir do ajuste otimizado de suas equações a dados experimentais medidos de forma adequada. Na realidade, a precisão das previsões baseadas nesses modelos depende diretamente da qualidade dos ajustes utilizados para obtenção desses parâmetros. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho é estudar a melhor maneira de se obter os parâmetros dos principais modelos de previsão da iniciação de trincas por fadiga através de ajustes de dados experimentais baseados no algoritmo de LevenbergMarquardt. Primeiro, foram realizados diversos ensaios εN em uma liga de alumínio 6351-T6 para averiguar o desempenho do ajuste proposto para asequações de Coffin-Manson e de Ramberg-Osgood. Em seguida, foram usados dados da literatura de outros oito materiais para ajustar modelos deformaçãovida clássicos, assim como com o expoente de Walker, para assim avaliar o efeito de cargas médias não-nulas em testes εN. Por fim, foi estudado o ajuste de um modelo SN com expoente de Walker que considera limites de fadiga e efeitos de carga média. Esse estudo também inclui considerações estatísticas para quantificar o fator de confiabilidade a partir de diferentes hipóteses de funções densidade de probabilidade, baseadas em dez conjuntos de dados da literatura. / [en] Most structures working under alternate loadings must be dimensioned to prevent fatigue crack initiation, the main mechanism of mechanical damage in these cases. The various parameters from the fatigue damage prediction models used in these projects should preferably be measured by optimally fitting their equations to well-measured experimental data. In fact, the accuracy of the predictions based on these models depends directly on the quality of the adjustments used to obtain these parameters. As a result, the main purpose of this work is to study the best way to obtain the parameters of the leading prediction models of fatigue crack initiation through experimental data fittings based on the Levenberg-Marquardt algorithm. First, several εN tests were performed on a 6351-T6 aluminum alloy to verify the performance of the proposed fit for the Coffin-Manson and Ramberg-Osgood equations. Then, data from the literature of eight other materials were used to fit classic strainlife models, as well as models based on the Walker exponent, to evaluate the effect of non-zero mean loads in εN tests. Finally, the fitting of an SN model including the Walker exponent was studied, which considers fatigue limits and mean load effects. This study includes as well statistical considerations to quantify the reliability factor from different probability density function assumptions, based on ten data sets from the literature.

[pt] O objetivo desta tese é fornecer ferramentas para a análise global de sistemas dinâmicos não determinísticos com atratores coexiostentes considerando incerteza paramétrica ou ruído e aplicá-las a problemas de engenharia. Para isso, é proposta uma estratégia de discretização adaptativa no espaço de fase baseada no método clássico de Ulam. Inicialmente, apresenta-se uma revisão das definições matemáticas de sistemas dinâmicos, incerteza paramétrica e ruído, destacando-se o efeito da aleatoriedade nas estruturas dinâmicas globais. Operadores de transferência discretos são derivados com as modificações necessárias devido à incerteza dos parâmetros. Bacias de atração estocásticas e distribuição dos atratores substituem o conceito usual de bacia e atrator. Para casos de incerteza paramétrica, o espaço de fase é aumentado com o espaço de probabilidade correspondente, resultando em uma coleção de operadores de transferência dos quais médias são obtidas. São propostas duas estratégias de discretização adaptativa no espaço de fase, uma que considera apenas a distribuição dos atratores e bacias estocásticas, e outra que discretiza as variedades estáveis e instáveis. O primeiro método é aplicado inicialmente aos osciladores de Helmholtz e Duffing sob excitação harmônica ou paramétrica com parâmetros incertos ou ruído adicionado ao carregamento determinístico. Eles demonstram as capacidades adaptativas dos métodos propostos, aumentando a qualidade sem aumentar demasiadamente o custo computacional. A dependência do tempo das respostas estocásticas é demonstrada, com longos transientes influenciando o comportamento global. Por fim, discute-se o efeito das incertezas e ruídos nas áreas das bacias, distribuições de atratores e limites das bacias, que podem ser usados para avaliar a integridade dinâmica de sistemas com bacias coexistentes. Em seguida, dois Sistemas Micro-Eletro-Mecânicos (MEMS) atuados eletricamente, uma microviga em balanço e um microarco imperfeitos, são investigados. O efeito do ruído adicionado e da incerteza paramétrica em ambas as estruturas é demonstrado. Os resultados destacam a importância da aleatoriedade na dinâmica global de sistemas dinâmicos com atratores coexistentes. / [en] The aim of this thesis is to provide tools for the global analysis of nondeterministic dynamical systems with competing attractors considering parameter uncertainty and noise and apply them to real-world engineering problems. For this, an adaptative phase-space discretization strategy based on the classical Ulam method is proposed. Initially, a review of the mathematical definitions of dynamical systems, parametric uncertainty, and noise is presented, and the effect of randomness on the global dynamical structures is highlighted. Discretized transfer operators with the necessary modifications due to parameter uncertainty are derived. The stochastic basin of attraction and attractors’ distributions replace the usual basin and attractor concept. For parameter uncertainty cases, the phase-space is augmented with the corresponding probability space, resulting in a collection of transfer operators for which mean results are obtained. Two adaptative phase-space discretization strategies are proposed, one which only considers the attractors’ distribution and stochastic basins, and another that discretizes the stable and unstable manifolds. The first method is initially applied to the Helmholtz and Duffing oscillators under harmonic or parametric excitation with uncertain parameters or added load noise. They demonstrate the adaptive capabilities of the proposed methods, increasing the quality without overly increasing the computational cost. The time-dependency of stochastic responses is demonstrated, with long-transients influencing the global behavior. Finally, the effect of uncertainties and noise on the basins areas, attractors distributions, and basin boundaries are discussed, which can be used to evaluate the dynamic integrity of the competing basins. Then, two electrically actuated Microelectromechanical Systems (MEMS), an imperfect microcantilever and microarch, are investigated. The effect of added noise and parametric uncertainty on both structures is demonstrated. The results highlight the importance of randomness on the global dynamics of dynamical systems with competing attractors.

[pt] O baixo custo, aliado a redução de peso e consequente aumento da eficiência, atingindo os mesmos níveis desejáveis de resistência mecânica, tem seduzido diversos setores da indústria à extensão do uso de polímeros termoplásticos em seus produtos finais. Dentro desses setores, o aumento em volume do emprego de polímeros não só tem crescido em aplicações de uso gerais, como também em aplicações estruturais. Com isso, o conhecimento detalhado do comportamento mecânico desses materiais faz-se necessário a fim de assegurar suas devidas propriedades em trabalho, sendo atrativo o uso de modelos constitutivos para a predição do comportamento final. Entretanto, os polímeros são materiais semicristalinos que possuem mecanismos de deformação e falha complexos. A maioria dos polímeros deformam-se homogeneamente até o escoamento, porém após esse, devido a estricção, o campo de deformações torna-se heterogêneo, fazendo com que o uso de técnicas experimentais clássicas, como a extensometria, seja inadequado. Dentre os métodos mais apropriados para a avaliação de polímeros em altas deformações, pode-se destacar a correlação de imagens digitais (CID). A técnica CID permite a avaliação da variação local da deformação e é capaz de prover uma descrição completa da deformação, inclusive na região do pescoço. Apesar do potencial de uso da CID em polímeros, seu emprego ainda é incipiente devido ao desenvolvimento recente da técnica. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo a avaliação do comportamento de polímeros termoplásticos sob grandes deformações mediante o uso da técnica CID. Diante do alto custo dos sistemas CID comerciais, desenvolveu-se um arranjo e procedimento simples para a aquisição e análise das imagens digitais. A fim de predizer o comportamento mecânico e entender melhor os mecanismos de deformação envolvidos, diversos modelos constitutivos também foram testados. / [en] Low cost, coupled with weight reduction and consequent increase in efficiency, reaching the same desirables levels of mechanical strength, has seduced several industry sectors to expand the use of thermoplastic polymers in their final products. Within these sectors, the increase in volume of polymer has not only grown in general use, but also in structural applications. Thus, in order to ensure their proper properties in work, the detailed knowledge of the mechanical behavior of these materials is necessary and the use of constitutive models for the prediction of the final mechanical behavior becomes attractive. However, polymers are semi-crystalline materials that show complex deformation and failure mechanisms. Most of the polymers deform homogeneously until the yield point, but after, due to necking, the strain field becomes heterogeneous, making the use of classic experimental techniques, such as extensometry, inadequate. Among the most appropriate methods for the evaluation of polymers at large deformation, it is possible to highlight the digital image correlation (DIC). DIC technique allows the evaluation of local strain and is able to provide a complete description of the strain field, including the neck region. Despite the potential of DIC in polymers, its use is still incipient due to the recent development of the technique. Thus, the present work has the objective of evaluating the behavior of thermoplastic polymers under large deformation using DIC. Given the high cost of commercial DIC systems, a simple arrangement and procedure for the acquisition and analysis of the digital images was developed. In order to predict the mechanical behavior and to better understand the mechanisms of deformation involved, several constitutive models were also tested.

[pt] A representação do comportamento de materiais elastoplásticos a partir de modelos com múltiplas superfícies de plastificação é uma alternativa para representar o comportamento de materiais como concreto, rochas e solos, que apresentam diferentes tipos de resposta não linear, a depender do estado de tensão atuante. No entanto, o emprego desses modelos requer a definição de muitos parâmetros que, por vezes, não possuem significado físico. Além disso, a implementação de modelos elastoplásticos com multiplas envoltórias traz complexidades adicionais. O emprego desse tipo de modelo requer um esquema robusto de integração das equações de evolução das variáveis plásticas. Nessa pespectiva, é apresentado um algoritmo de mapeamento de retorno baseado em um método de otimização sem restrições, o método de Newton-Raphson com busca unidimensional. Propõe-se uma expressão para o tensor constitutivo elastoplástico consistente para modelos com múltiplas superfícies de plastificação. Adicionalmente, apresenta-se uma metodologia de calibração dos parâmetros de tais modelos a partir da solução de um problema de otimização, solucionado via algoritmo genético. Para melhor compreender os parâmetros envolvidos nesse algoritmo, desenvolve-se um estudo paramétrico, solucionando uma série de problemas de otimização global. A robustez e eficácia dos algoritmos são avaliadas por meio de aplicações, dentre elas algumas disponíveis na literatura, num modelo constitutivo idealizado para concreto, rochas e solos: Cap Model. Por fim, calibrase tal modelo, considerando dados experimentais disponíveis na literatura. Assim, este trabalho tem como objetivo contribuir para viabilizar o emprego de modelos elastoplásticos complexos em problemas de engenharia. / [en] Elastoplastic models with multiple plastic surfaces is an alternative to represent the nonlinear behavior of materials such as concrete, rocks and soils. The nonlinear response of these materials depends highly on the stress state. However, these models require the definition of many parameters which do not always have physical meaning. In addition, the implementation of elastoplastic models represented by multiple plastic surfaces brings additional complexities to the analysis. The use of this type of model requires a robust numerical integration scheme of the elastoplastic evolution equations. This work presents two contributions. The first contribution is a robust return mapping algorithm for a multisurface plasticity model in general stress space known as closest point projection algorithm. The return mapping algorithm is based on a numerical method for unconstrained optimization. In this scenario, it is adopted the Newton-Raphson method with line search. A consistent tangent modulus for multisurface plasticity is also proposed. The second contribution is a methodology for parameter calibration. This methodology is formulated as an optimization problem, with the solution obtained through a genetic algorithm. A parametric study is developed in order to better undestand specific parameters of the algorithm, solving global optimization problems. Robustness and effectiveness of the proposed algorithm are evaluated through numerical examples applied to a constitutive model used for modelling concrete, rocks and soils: Cap Model. Applications available in the literature are analysed. Lastly, the parameters of this model are calibrated using experimental data avaliable in the literature. Thus, this work aims at improving the feasibility of the use of complex elastoplastic models in engineering problems.

Made available in DSpace on 2016-04-28T18:24:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CRISTIANA SANTOS LIMA.pdf: 3034901 bytes, checksum: 0272f99d68bffe1a0ae403e4cc8f326a (MD5) Previous issue date: 2009-09-11 / Secretaria da Educação do Estado de São Paulo / This study aims at investigating whether a teaching material planned, focusing on writing and reading tasks, according to content guidelines present in PCN Foreign Language can contribute to the development of writing in the light of a literacy approach. The guidelines followed were the ones of qualitative research methods for collecting and analyzing the data. The present investigation concluded that the tasks related to reading and writing constitute a literacy event, it also showed the possibility for development of writing. A favorable response by students to those tasks proposed on the teaching material were also identified / Este estudo tem como objetivo investigar se uma unidade didática reelaborada seguindo os eixos de conteúdo presentes nos PCN Língua Estrangeira pode contribuir para o desenvolvimento da escrita à luz dos estudos sobre letramento. As diretrizes seguidas foram da pesquisa qualitativa para coletar e analisar os dados. A presente investigação concluiu que as tarefas relacionadas a leitura e a escrita constituem-se como evento de letramento escolar, mostrou também a possibilidade para o desenvolvimento da escrita. Identificou-se também uma receptividade favorável dos alunos às tarefas propostas na unidade didática