Vigas de paredes finas submetidas à torção experimentam uma deformação fora do plano da seção transversal chamada de empenamento. Se alguma restrição do empenamento ocorre, desenvolve-se na barra um esforço denominado de bimomento. A presença do bimomento causa tensões longitudinais e de cisalhamento. As tensões longitudinais atuam no mesmo eixo das tensões de flexão e podem ter a mesma ordem de magnitude. Os problemas da incorporação dos efeitos do empenamento da seção transversal, "off-set" do centro de corte, transmissão e restrição parcial do empanamento em elementos de barra de paredes finas com parâmetro nodal extra associado ao empenamento são examinados nesta dissertação. Uma investigação da influência do nó no comportamento torsional de estruturas de barras de paredes finas é descrita.Resultados obtidos através da moldagem de interseções em elementos de casca poliédrica são apresentados e comparados com resultados teóricos utilizando diferentes métodos de incorporação dos efeitos do nó. / Thin-walled beams submitted to torsional loads experiment a deformation called warping. If any restraint to warping occurs, an effort called bi-moment develops in the bar. The presence of bi-moment causes longitudinal and shear stresses. The longitudinal stresses act at the same axis of flexural stresses and can have the same magnitude. The problems of incorporating the effects of cross-sectional warping, offset shear center, transmission and partiaw!arping restraint in thin-walled elements with extra nodal parameter associated to warping are examinated in this dissertation. An investigation into the influence of the joint on the torsional behavior of thin-walled structures is described. Results of intersection modelling with polihedric shell elements are presented and compared to theoretical results using different methods of incorporating the joint effects.

Vigas de paredes finas submetidas à torção experimentam uma deformação fora do plano da seção transversal chamada de empenamento. Se alguma restrição do empenamento ocorre, desenvolve-se na barra um esforço denominado de bimomento. A presença do bimomento causa tensões longitudinais e de cisalhamento. As tensões longitudinais atuam no mesmo eixo das tensões de flexão e podem ter a mesma ordem de magnitude. Os problemas da incorporação dos efeitos do empenamento da seção transversal, "off-set" do centro de corte, transmissão e restrição parcial do empanamento em elementos de barra de paredes finas com parâmetro nodal extra associado ao empenamento são examinados nesta dissertação. Uma investigação da influência do nó no comportamento torsional de estruturas de barras de paredes finas é descrita.Resultados obtidos através da moldagem de interseções em elementos de casca poliédrica são apresentados e comparados com resultados teóricos utilizando diferentes métodos de incorporação dos efeitos do nó. / Thin-walled beams submitted to torsional loads experiment a deformation called warping. If any restraint to warping occurs, an effort called bi-moment develops in the bar. The presence of bi-moment causes longitudinal and shear stresses. The longitudinal stresses act at the same axis of flexural stresses and can have the same magnitude. The problems of incorporating the effects of cross-sectional warping, offset shear center, transmission and partiaw!arping restraint in thin-walled elements with extra nodal parameter associated to warping are examinated in this dissertation. An investigation into the influence of the joint on the torsional behavior of thin-walled structures is described. Results of intersection modelling with polihedric shell elements are presented and compared to theoretical results using different methods of incorporating the joint effects.

Vigas de paredes finas submetidas à torção experimentam uma deformação fora do plano da seção transversal chamada de empenamento. Se alguma restrição do empenamento ocorre, desenvolve-se na barra um esforço denominado de bimomento. A presença do bimomento causa tensões longitudinais e de cisalhamento. As tensões longitudinais atuam no mesmo eixo das tensões de flexão e podem ter a mesma ordem de magnitude. Os problemas da incorporação dos efeitos do empenamento da seção transversal, "off-set" do centro de corte, transmissão e restrição parcial do empanamento em elementos de barra de paredes finas com parâmetro nodal extra associado ao empenamento são examinados nesta dissertação. Uma investigação da influência do nó no comportamento torsional de estruturas de barras de paredes finas é descrita.Resultados obtidos através da moldagem de interseções em elementos de casca poliédrica são apresentados e comparados com resultados teóricos utilizando diferentes métodos de incorporação dos efeitos do nó. / Thin-walled beams submitted to torsional loads experiment a deformation called warping. If any restraint to warping occurs, an effort called bi-moment develops in the bar. The presence of bi-moment causes longitudinal and shear stresses. The longitudinal stresses act at the same axis of flexural stresses and can have the same magnitude. The problems of incorporating the effects of cross-sectional warping, offset shear center, transmission and partiaw!arping restraint in thin-walled elements with extra nodal parameter associated to warping are examinated in this dissertation. An investigation into the influence of the joint on the torsional behavior of thin-walled structures is described. Results of intersection modelling with polihedric shell elements are presented and compared to theoretical results using different methods of incorporating the joint effects.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T02:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 292161.pdf: 10067480 bytes, checksum: 5d03334a25256a4d27e00a52be9c53d9 (MD5) / O presente trabalho é uma investigação experimental e numérica aplicada a um edifício construído em alvenaria com blocos cerâmicos de vedação e revestido com argamassa. Além disso, analisa se é possível empregar métodos e técnicas não destrutiva e semidestrutiva para esse tipo de construção. Para isto acontecer foram realizados no edifício ensaios dinâmicos, macaco plano e emissão acústica. Ainda nos laboratórios foram executados ensaios de blocos, argamassas, prismas, fluência e amostras retiradas das paredes do edifício. Por outro lado foi analisada a resistência à compressão das paredes usando equações teóricas, normalizadas e resultados do método dos elementos finitos. No ensaio dinâmico obteve as frequências naturais e comparou com as encontradas através do método dos elementos finitos. Através da diferença entre elas foi determinado rigidez do edifício nos estados saturado e não saturado. Para o ensaio com macacos planos foram necessárias três estratégias para perceber qual delas era melhor para usar o equipamento nas paredes do edifício. Já no ensaio de emissão acústica foi possível detectar o início do fissuramento através do ensaio de danos acumulados. Os ensaios nos blocos, argamassas e prismas indicaram uma diminuição na resistência à compressão e no módulo de elasticidade quando comparados os estados não saturados e saturados. No ensaio de fluência obteve-se os coeficientes para os estados saturado e não saturado e observou-se que para a segunda condição seu valor situou-se na faixa estabelecida pelo eurocódigo. A partir dos coeficientes de fluência foram calculados os módulos de elasticidade em longo prazo e verificou-se que ocorreu diminuação para ambas as condições saturada e não saturada. Na análise das tensões através do método dos elementos finitos observou-se que estas apresentaram maiores valores no pavimento térreo, sendo que neste local apareceram as maiores concentrações de fissuras na análise não linear. Nas paredes da fundação foram verificados os coeficientes de segurança nos estados não saturado e saturado. Constatou-se que algumas delas estão com a segurança estrutural abaixo da recomendação proposta pela Norma Brasileira para alvenaria estrutural.

Inicialmente, é apresentada no Capítulo 1 uma exposição bibliográfica sobre o tema e conceitos gerais da Dinâmica Estrutural. Os métodos aplicados neste trabalho são revisados e um resumo da teoria de cascas finas cilíndricas é apresentado.. No Capítulo 2, utilizando a teoria de viga de Euler-Bernoulli considerando o Principio de Hamilton, as equações de movimento são obtidas através das equações de Lagrange, que descreve o movimento em um plano transversal. Para esse fim aplica-se o Método dos Elementos Finitos, onde o elemento de viga possui dois pontos nodais e três graus de liberdade em cada nó, dois deslocamentos e uma rotação. Como resultado, cada elemento produz 6 equações diferenciais. As matrizes de massa, giroscópica, e rigidez, são obtidas pela integração das equações das energias, e pelas diferenciações envolvidas nas equações de Lagrange; No Capítulo 3 é apresentado o mesmo procedimento utilizado no Capítulo 2, porém, utilizando-se uma formulação que considera elementos de cascas cilíndricas circulares. Finalmente, no Capítulo 4 é apresentada uma formulação onde o escoamento estável de um fluido é descrito pela teoria clássica do escoamento potencial, e o movimento da casca pela teoria de cascas finas de Sanders. As equações do movimento para casca e fluido são resolvidas através do Método dos Elementos Finitos. Com as matrizes obtidas, um código computacional escrito em Matlab efetua a montagem das matrizes globais do tubo e simula a resposta do tubo de acordo com as dimensões estabelecidas, o material, a velocidade do fluido, pré tensão e pressão hidrostática. Para se obter a resposta no domínio do tempo, o procedimento de integração de Newmark foi adotado. Este programa computacional foi testado e comparado com sucesso com casos relatados pela literatura. Os resultados obtidos com a variação da velocidade do fluido mostram uma auto-excitação nas proximidades da velocidade critica.

O presente trabalho estabelece um modelo matematico para descrever o processo de inversao externa de tubos cilindricos de parede fina, usando o Metodo do Bloco para determinar a carga estatica de inversao. A analise permitiu o desenvolvimento de um modelo que expressa a variacao da carga em funcao do deslocamento axial do tubo, possibilitando tracar a curva carga x encurtamento para o processo. Este procedimento e fundamental para a previsao do comportamento dinamico do tubo sob inversao. Como resultado, tanto o encurtamento do tubo como a velocidade de impacto para causar um encurtamento preestabelecido podem ser estimados. Foram realizados varios ensaios estaticos e dinamicos de inversao em tubos de cobre e latao, os quais apresentam diferentes caracteristicas de encruamento. Os resultados teoricos foram comparados com os resultados experimentais e mostraram aproximacao satisfatoria, principalmente para os tubos de cobre. Outros parametros relevantes, tais como raio da matriz e atrito, tambem foram abordados.

Atualmente, o conhecimento aprofundado e desenvolvimento das tecnologias disponíveis e suas aplicações torna-se tão importante quanto o desenvolvimento de novas tecnologias. O fresamento em cinco eixos é um processo que atende a vários setores de fabricação com fundamental importância para o domínio tecnológico nos setores industrial aeronáutico e de geração de energia elétrica. Os vários componentes, como componentes de turbina, em especial de rotores, estatores, impelidores e suas pás, encontram vantagens na manufatura por fresamento em cinco eixos. A utilização do fresamento em cinco eixos para a fabricação de componentes de turbinas a gás é caracterizada por uma série de fatores complicadores que estão relacionados com aspectos geométricos desses componentes, de seus materiais (propriedades físicas e mecânicas) e da própria cadeia do processo, que podem não somente tornar a aplicação do processo ruim como também inviável ou impossível. O objetivo principal deste trabalho é fornecer um conjunto de avaliações pertinentes à usinagem de componentes de paredes finas de titânio, além de apontar cuidados com alguns parâmetros e fenômenos intrínsecos dos processos de fresamento e agravados pelos processos de usinagem em cinco eixos de paredes finas.

O presente trabalho apresenta um processo de conformação a frio para tubos cilíndricos de parede fina, onde a relação entre o raio toroidal e o diâmetro da seção reta ficam abaixo de 1,7, faixa não atingida pelas dobradeiras convencionais. A idéia central do processo consiste em dobrar tubos de cobre e latão em matriz fechada, usando um elastômero (poliuretano) como meio de constrição interna à flambagem durante a operação de dobramento. Vale salientar que em processos anteriores era aplicada carga apenas por um punção, enquanto que no presente trabalho, além do punção qua aplica a carga necessária à conformação, tem-se como contra-punção que permite o controle da pressurização interna do tubo por meio do elastômero. É também apresentado um modelo teórico aproximado para previsão das cargas de conformação, baseado na Teoria do Limite Superior (Upper-bound Theory), com a finalidade de comparar valores teóricos com os obtidos experimentalmente, os quais mostraram boa aproximação.Com relação a aplicações de caráter mais amplo, destaca-se que o modelo apresenta matrizes e dispositivos auxiliares que trabalham numa faixa não atingida pelas dobradeiras convencionais, onde parâmetros como atrito e lubrificação são largamente discutidos. Outros parâmetros inerentes ao processo são também analisados.

Dando prosseguimento nos trabalhos desenvolvidos com elastômeros, este trabalho apresentará um modelamento teórico através da teoria do imite superior, que permitirá determinar os esforços necessários à conformação de junções para os mais variados ângulos. Serão apresentados também procedimentos e dados obtidos experimentalmente para a conformação da junção não simétrica para tubos dos materiais cobre e latão dentro de certos parâmetros geométricos. Serão realizadas análises da modelagem teórica e posteriormente será realizado um confronto, em termos de carga necessária à conformação total da junção, dos resultados obtidos pelo modelo matemático e aqueles alcançados para a consecução da conformação na prática. Serão também apresentadas análises micrográficas e de microdurezas dos materiais antes e após a conformação nas regiões mais críticas do tubo após ser conformado, para uma comparação com regiões do tubo que não sofrem tanta deformação.

Orientadores: Leandro Palermo Jr, Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T20:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Foltran_CarlosEduardo_D.pdf: 1865758 bytes, checksum: 33429f7a36249d829d2630354751247b (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Apresenta-se, neste trabalho, um resumo da elasticidade plana, da teoria de Kirchhoff de flexão de placas e de alguns modelos de plasticidade. Em seguida desenvolvem-se as equações integrais do problema de flexão de placas e de estados planos de tensão com plastificação, com suas respectivas implementações no Método dos Elementos de Contorno (MEC). Discute-se a formulação de alguns algoritmos de integração no tempo e suas respectivas implementações no MEC. A seguir apresenta-se uma forma de se combinar os problemas planos de flexão de placa e estado plano de tensão, por meio da técnica de sub-regiões, possibilitando a análise de peças de paredes finas. São discutidas formas de se considerar o efeito de plastificação e a inércia da peça durante a análise. São apresentados exemplos em regime elástico e elasto-plástico, em equilíbrio estático e dinâmico / Abstract: This work opens with a short summary of the formulations for analysis of plane elasticity, plate bending according to the theory due to Kirchhoff and some models of plasticity. The integral equations of plate bending and plane elasto-plastic problems are developed and its implementation on Boundary Element Method is discussed (BEM). Some time-step integrators for dynamic analysis are presented and they are combined with the BEM. An algorithm, based on sub-region technique, for analysis of thin-walled structures is presented and the consideration of inertia and plastic effects are discussed. Some examples of structures on elastic and elasto-plastic regimen, under static and dynamic equilibrium, are presented. / Doutorado / Mecanica dos Solidos / Doutor em Engenharia Mecânica