Orientador : Joaquim Severino Paiva Netto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T18:14:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JoseTomazVieira_M.pdf: 1662711 bytes, checksum: 147f21922f3191dcbc2ab7a2bce2aaee (MD5) Previous issue date: 1977 / Resumo: Estudo numérico da convecção natural entre duas placas planas verticais. Inicialmente as placas e o ar ambiente estão à mesma temperatura e não há escoamento de ar. Repentinamente uma das placas tem sua temperatura elevada de ?tl e a outra de ?t2 em relação a temperatura ambiente. Devido a esses gradientes de temperatura o ar em contato com as placas se aquece e consequentemente sua densidade diminui. Essa diferença de densidades induz um movimento ascendente do fluido mais leve. Foi feito um estudo do desenvolvimento dos perfis de velocidade, temperatura e pressão do ar entre as placas, desde o instante inicial em que foi induzido o escoamento de ar até a situação final onde as condições de regime permanente foram praticamente atingidas. As características de transferência de calor são apresentadas em termos do número de Nusselt / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Ciências

Neste trabalho procura-se desenvolver dois elementos retangulares com o objetivo de se estudar as tensões e deformações que ocorrem em folhas poliédricas, e em estruturas que podem ser aproximadas por meio de uma folha poliédrica. São desenvolvidos dois elementos. Um, segundo a formulação do método dos deslocamentos (modelo compatível) e outro, segundo a formulação híbrida com campo de tensões assumidas. Foram realizados diversos testes, utilizando ambos elementos, e comparando-se os resultados obtidos com resultados experimentais obtidos por diversos experimentadores. A maioria dos testes foi feita com dois tipos de malha para que se tivesse uma idéia da rapidez da convergência dos elementos. São apresentadas numerosas tabelas e gráficos com os resultados. / This work is concerned with the development of general space rectangular elements for the study of the stress and deformation behaviour of folded plate-type structures, and also shell structures which can be approximated by an assemblage of plane elements. Two elements are developed. One , following the formulation of the displacement method (compatible model) and the other, following the formulation of the hybrid model with assumed stress fields. Several tests were carried out, using both elements, and comparing the numerical results with experimental results obtained by several other researchers. Most of the tests were done using to types o f meshes. The objective was to have an idea of the convergence rate of the elements. Several tables and graphics are presented with the results.

O objetivo desta dissertação é desenvolver uma formulação para análise não-linear de lajes de concreto armado, através do Método dos Elementos Finitos. O modelo inclui o comportamento mecânico não-linear dos matérias. A possibilidade de ocorrerem grandes deslocamentos e a influência das condições de contorno no plano. O carregamento dever monótono crescente e de curta duração. Inicialmente é estabelecida uma formulação analítica para placas, considerando a deformação por corte e a ocorrência de deformações finitas. Na aplicação do Método dos Elementos Finitos para solução do problema é utilizado um elemento isoparamétrico quadrático, de oito nós da família Serendipity. Aplicando-se o Princípio dos Trabalhos Virtuais, chega-se a um sistema de equações de equilíbrio não-lineares. O comportamento mecânico da estrutura é avaliado através de um modelo laminar. O concreto é modelado como um material isotrópico, não-linear elástico. A fissuração é incluída através de um modelo distribuído, considerando-se a rigidez à tração do concreto entre fissuras (“tension stiffening”). A armadura é representada como uma camada de aço de espessura equivalente, que apenas resiste a esforços normais na direção das barras. O aço é idealizado como um material elástico bilinear, admitindo-se perfeita aderência entre a armadura e o concreto. Na solução do sistema de equações não-lineares é empregado o Método de Newton-Raphson modificado. Como forma de acelerar a convergência é introduzido o Método Secante-Newton. É feita a comprovação experimental do modelo, demonstrando-se a grande influência que a não-lenaridade geométrica e as condições de contorno no plano exercem sobre a resposta estática de lajes de concreto armado.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-05-24T15:29:09Z No. of bitstreams: 1 2016_KerllesRafaelPereiraSousa.pdf: 3229689 bytes, checksum: b5d3bae4f3cd4fbf6548fb55cf0fe16b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-24T20:23:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_KerllesRafaelPereiraSousa.pdf: 3229689 bytes, checksum: b5d3bae4f3cd4fbf6548fb55cf0fe16b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T20:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_KerllesRafaelPereiraSousa.pdf: 3229689 bytes, checksum: b5d3bae4f3cd4fbf6548fb55cf0fe16b (MD5) / Este trabalho apresenta uma formulação estática e dinâmica do método dos elementos de contorno para análise de estruturas formadas pela associação espacial de placas finas. As formulações dos elementos de contorno para elasticidade plana e flexão de placas finas de materiais isotrópicos são associadas, obtendo-se uma estrutura plana denominada de sub-região. O contorno desta região é dividido em pequenos pedaços, os elementos de contorno. Cada um deste elemento possui um ponto de colocação (elementos de contorno constante), onde as equações integrais de contorno são aplicadas. Uma sub-região contém simultaneamente os estados de flexão em placas finas e de elasticidade plana (chapa) e possui quatro graus de liberdade por nó, sendo eles: deslocamento normal, tangencial e transversal e rotação normal. O modelo final assume uma associação dessas sub-regiões no espaço. Cada sub-região é tratada via MEC. As equações de cada sub-região, após as transformações de coordenadas, são acopladas através da compatibilidade de deslocamentos e rotações e equilíbrio de forças e momentos. A fim de calcular os elementos das matrizes de influência, as integrais de contorno ao longo dos elementos serão obtidas numericamente. Na formulação dinâmica, os termos de inércia são considerados como forças de corpo, o que geram integrais de domínio na formulação. Estas integrais de domínio foram transformadas em integrais de contorno usando o método da integração radial. Dessa forma, a principal contribuição deste trabalho é a associação da formulação do método dos elementos de contorno de placas finas e elasticidade plana para problemas estáticos e dinâmicos onde, somente o contorno será discretizado em elementos de contorno constante. Com objetivo de validar a formulação desenvolvida, vários exemplos numéricos são analisados e, os resultados obtidos são comparados com Ansys e soluções disponíveis na literatura. Apesar da formulação ter usado elementos constantes, na maioria dos casos os resultados obtidos mostraram boa concordância com os resultados da literatura. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a dynamic and static formulation of the boundary element method for analysis of spatial structures formed by the association of thin plates. The formulations of the boundary element for plane elasticity and bending of thin plates of isotropic materials are associated with, obtaining a flat structure called the sub-region. A sub-region contains both the states of flexion and extension in thin plates and has four degrees of freedom per node, namely: normal, tangential and transverse displacements and normal rotation. The final model assumes a combination of these sub-regions in space. The equations of each sub-region, after the coordinate transformations, are coupled by displacement and rotation compatibility and forces and momentum equilibrium. In order to calculate the coefficients of the matrix of influence the integrals over elements are obtained numerically. In the dynamic formulation, inertia terms are considered as body forces, generating domain integrals in the formulation. These integrals are transformed into boundary integrals by the radial integration method. Thus, the main contribution of this work is the association of the method formulation of thin plate boundary element and plane elasticity for static and dynamic problems where only the boundary will be discretized in constant boundary element. In order to validate the proposed formulation, various numerical examples are analyzed, and the results obtained are compared with Ansys and solutions available in the literature. Although the use of constant elements, there is a good agreement with literature in the majority of numerical examples.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-27T17:05:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Adilson Brito de Arruda Filho.pdf: 6283170 bytes, checksum: f991b236c8e89082fae9bbe2d34cd8cd (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-27T17:06:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Adilson Brito de Arruda Filho.pdf: 6283170 bytes, checksum: f991b236c8e89082fae9bbe2d34cd8cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T17:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Adilson Brito de Arruda Filho.pdf: 6283170 bytes, checksum: f991b236c8e89082fae9bbe2d34cd8cd (MD5) / Esta pesquisa teve como objetivo principal desenvolver placas cimentícias reforçadas com tecidos estruturais de sisal. Dentre outras fibras naturais, o sisal foi escolhido, pois apresenta melhores características para o emprego na indústria da construção civil, e também pelo sistema produtivo existente, desde o cultivo ao beneficiamento, possibilitando assim o uso industrial de sua fibra. No ano de 2014 a produção brasileira foi de 95,4 mil toneladas, com a Bahia produzindo aproximadamente 95% deste total. Já existem estudos com a utilização de fibras curtas, de mechas alinhadas de fibras longas, na produção de compósitos cimentícios com bons resultados mecânicos. Neste intuito buscamos introduzir a utilização de tecidos estruturais de sisal na conformação dos compósitos com matrizes cimentícias, pois com a inserção dos tecidos conseguimos um melhor alinhamento e direcionamento das fibras, desta forma elevamos o desempenho mecânico dos compósitos na direção e sentido dos esforços solicitantes. Foram produzidas placas com distintos tipos de tecidos, diversas camadas de reforço, e diferentes tipos de disposição dos tecidos. Com os resultados dos ensaios de tração e flexão realizados nos compósitos verificou-se o aumento da tenacidade e o ganho de resistência pós-fissuração, igual ou superior ao encontrado na literatura com o uso de fibras curtas e mechas de fibras longas de sisal. Obteve-se também menor espessura e menor espaçamento entre as fissuras, com mais uniformidade no padrão das mesmas. Verificou-se também que tanto a quantidade de camadas de reforço, bem como a sua disposição na conformação das placas, tem influência direta no desempenho mecânico dos compósitos. Assim as placas cimentícias reforçadas com tecidos estruturais de sisal, mostram potencial para serem utilizadas como elementos estruturais, semiestruturais ou de vedação.

Para a análise estática e dinâmica, linear e não-linear de placas, cascas e vigas, implementa-se neste trabalho o elemento hexaédrico com integração reduzida, livre de travamento volumétrico e travamento de cisalhamento e que não apresenta modos espúrios. Na formulação do elemento, utiliza-se apenas um ponto de integração. Desta forma, a matriz de rigidez é dada de forma explícita e o tempo computacional é significativamente reduzido, especialmente em análise não-linear. Os modos espúrios são suprimidos através de um procedimento de estabilização que não exige parâmetros especificados pelo usuário. Para evitar o travamento de cisalhamento, desenvolve-se o vetor de deformações num sistema co-rotacional e remove-se certos termos não constantes nas componentes de deformações de cisalhamento. O travamento volumétrico é resolvido fazendo-se com que a parte dilatacional (esférica) da matriz gradiente seja avaliada apenas no ponto central do elemento. Como a eliminação do travamento de cisalhamento depende de uma abordagem no sistema local, emprega-se um procedimento co-rotacional para obter o incremento de deformação no sistema local e atualizar os vetores de tensões e forças internas na análise não-linear Para a solução das equações de equilíbrio na análise estática, utilizam-se métodos diretos baseados na eliminação de Gauss ou métodos iterativos de Gradientes Conjugados Precondicionado elemento-por-elemento (EBE). Para a análise dinâmica, as equações de equilíbrio são integradas através do método explícito de Taylor-Galerkin ou do método implícito de Newmark. Através de exemplos numéricos demonstra-se a eficiência e o potencial do elemento tridimensional na análise de casca, placas e vigas submetidas a grandes deslocamentos e grande rotações. Os resultados são comparados com trabalhos que utilizam elementos clássicos de placa e casca.

Neste trabalho, realiza-se um estudo experimental das deformações devido ã flexão em uma laje em concreto armado simplesmente apoiada, submetida a um carregamento uniformemente distribu1do. Inicialmente, desenvolve-se o cálculo das deformações devido a flexão em lajes de acordo com as recomendações das Normas NB-l/78, Código-modelo CEB/78 e DIN 1045 (Caderno 240). A segui r, descreve -se o protótipo constru1do em concreto armado de dimensões 4.30 ~ 3.30 x 0.06 m com seu sistema de carregamento, como também, os ensaios preliminares realizados e os equipamentos utilizados. Finalmente, expõem-se os resultados obtidos nos ensaios experimentais e algumas comparações com resultados teóricos. / The object of this wol'k is to study experimenta.ly the bending deflection of a simply supported reinforced concrete slab submitted to a uniform distributed loading. Initially, the determination of bending deflections in slabs are obtained accordingly the recommendations of ABNT- Code (NB-l/78), MODEL- Code (CEB/78) and DIN 1045 (Comment 240). Next, the test specimen, built in reinforced concrete with dimensions 4.30 x 3.30 x 0.06 m, the loading system as well the preliminary tests and equipament used, are described. Finally, results obtained in the experimental work and some comparisons with theoretical results are presented.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:39:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327865.pdf: 3933190 bytes, checksum: 2fdaa94cce8969c7095afe067020cd51 (MD5) Previous issue date: 2014 / Problemas causados por ressonâncias indesejadas são bastante conhecidos dos projetistas de estruturas. Alterações geométricas em componentes estruturais frequentemente são necessárias para que estes tenham comportamento dinâmico adequado às suas aplicações. Estas alterações podem ser efetuadas através do uso de ferramentas de otimização de forma. Este trabalho aborda a otimização de forma de placas planas com o objetivo de controlar suas frequências naturais evitando ressonâncias em determinadas faixas de interesse. A análise baseou-se na representação da posição dos nós da malha em elementos finitos em função da liberdade de criação de diferentes geometrias através da movimentação destes nós. Tendo em vista o grande número de variáveis optou-se por usar o método gradiente MMA (Method of Moving Asymptotes) de busca e passo para a otimização. Este procedimento foi utilizado nas análises de dois casos práticos.<br> / Problems caused by undesirable resonances are well known to structural engineers. Geometric changes in the project design are frequently necessary to achieve good dynamic response of its structural components. These changes can be proposed using optimization tools. This dissertation is about flat plates optimization for the control of their natural frequencies in order to avoid undesirable resonances in certain frequencies ranges. The analysis is based on the use of the plate finite element mesh nodes position due to the great variety of possible geometry designs. Given the large number of variables created using this approach, a gradient method of optimization is used: the MMA (Method of Moving Asymptotes). This procedure is used to analyze two practical cases.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:16:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332264.pdf: 3150608 bytes, checksum: f28e028bc9a259f323c0476a66c905cb (MD5) Previous issue date: 2014 / Esta dissertação apresenta uma abordagem sobre o desenvolvimento teórico e computacional da análise da otimização de forma e topologia para a minimização da - exibilidade (compliance) em placas planas modelada pela teoria de Mindlin. O problema de minimização da compliance está sujeito a restrições de volume e perímetro impostos pelo método do multiplicador de Lagrange. O problema de otimização utiliza o método level set. A função level set é utilizada para a definição do contorno da placa, sendo as diferentes topologias obtidas ao longo do processo de otimização pela solução da equação de Hamilton-Jacobi. A equação de Hamilton-Jacobi requer a determinação da velocidade normal a ser imposta no contorno, a qual é obtida após a solução da equação de estado da placa e pela análise de sensibilidade. A evolução da função level set é regida pela equação de Hamilton - Jacobi. Então, a equação de Hamilton-Jacobi é resolvida usando o método de Galerkin livre de elementos via streamline difusion (SDEFGM). Alguns exemplos com resultados são apresentados para serem discutidos e comparados com a literatura.<br> / Abstract: This dissertation presents an approach to the development of theoretical and computational analysis of the topology and shape optimization for minimization of flexibility (compliance) in flat plates modeled by Mindlin theory. The minimization problem of compliance is subject to restrictions imposed by the volume and perimeter of the Lagrange multiplier method. The optimization problem uses the method level. The level set function is used to define the contour of the plate, with different topologies obtained during the optimization process by solving the Hamilton-Jacobi equation. The Hamilton- Jacobi equation requires the determination of the normal velocity to be imposed on the boundary, which is obtained after the solution of the equation of state of the plate and the sensitivity analysis. The evolution of the function level set is governed by the equation of Hamilton-Jacobi. Then the Hamilton-Jacobi equation is solved using the Galerkin method free of elements by Streamline Diffusion (SDEFGM). Some examples are presented with results to be discussed and compared with literature.

Neste trabalho procura-se desenvolver dois elementos retangulares com o objetivo de se estudar as tensões e deformações que ocorrem em folhas poliédricas, e em estruturas que podem ser aproximadas por meio de uma folha poliédrica. São desenvolvidos dois elementos. Um, segundo a formulação do método dos deslocamentos (modelo compatível) e outro, segundo a formulação híbrida com campo de tensões assumidas. Foram realizados diversos testes, utilizando ambos elementos, e comparando-se os resultados obtidos com resultados experimentais obtidos por diversos experimentadores. A maioria dos testes foi feita com dois tipos de malha para que se tivesse uma idéia da rapidez da convergência dos elementos. São apresentadas numerosas tabelas e gráficos com os resultados. / This work is concerned with the development of general space rectangular elements for the study of the stress and deformation behaviour of folded plate-type structures, and also shell structures which can be approximated by an assemblage of plane elements. Two elements are developed. One , following the formulation of the displacement method (compatible model) and the other, following the formulation of the hybrid model with assumed stress fields. Several tests were carried out, using both elements, and comparing the numerical results with experimental results obtained by several other researchers. Most of the tests were done using to types o f meshes. The objective was to have an idea of the convergence rate of the elements. Several tables and graphics are presented with the results.