Orientador: Loir Afonso Moreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NogueiraJunior_AlbertoCosta_M.pdf: 14378929 bytes, checksum: 3e78b796769cfe684301ff82c850b1a8 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta uma formulação hierárquica baseada no conceito de aproximação p, de um elemento finito aplicado ao estudo de problemas de valor de contorno envolvendo placas e cascas. Partindo-se de um elemento superparamétrico quadrilateral linear com integração numérica consistente, obtém-se, através do refinamento hierárquico sucessivo, um elemento que se demonstra suficientemente confiável e eficaz dentro de uma ampla variedade de casos. A natureza hierárquica da formulação proposta resulta num modelo bastante eficiente do ponto de vista computacional, sobretudo ao se considerar a possibilidade de implementação do refinamento adaptativo, uma vez que se permite empregar expansões polinomiais diferentes ao longo de lados e elementos distintos, criando-se novos graus de liberdade hierárquicos somente quando a magnitude do erro envolvido na análise o exige. Efetua-se ainda, através de um conjunto de exemplos, uma discussão sobre a aproximação hierárquica quando da utilização de elementos distorcidos, na qual sugere-se o emprego do elemento de 9 nós da família Lagrangiana para a descrição da geometria de problemas abrangendo a análise estática de cascas / Abstract: This investigation presents a hierarchical plate and shell finite element formulation based on the p-approximation concept. Starting with the superparametric quadrilateral linear element with consistent numerical integration, it is achieved, after successive hierarchical refinements, a finite element which is sufficiently accurate and effective in a large variety of cases. The hierarchical nature of this formulation yields a computationally efficient model specially when considering the adaptative refinements since it can use different polynomial expansions at distinct sides and elements generating new hierarchical degrees of freedom just when required by the errors involved in the analysis. It is made at last, through a set of examples, a discussion about hierarchical approximation when employing distorted elements, in which it is suggested the use of the 9-node Lagrangian family element to describe the geometry of boundary value problems concerning shell analysis / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Loir Afonso Moreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T12:23:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pegoraro_MariaFernandaLonguim_D.pdf: 8286626 bytes, checksum: e5063f25a9a87cda96eb6e199bd1f956 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Inicia-se este trabalho com o desenvolvimento de um elemento finito isoparamétrico triangular quadrático, considerando-se a análise de placa e casca a partir de suas superfícies médias. Esta formulação mostra-se eficiente pela sua simplicidade e, principalmente, pela possibilidade de se considerar o efeito das tensões de cisalhamento ao longo da espessura do elemento. Posteriormente, apresenta-se, a partir do elemento isoparamétrico, uma formulação hierárquica baseada no conceito da aproximação do tipo p. Esta formulação resulta em um sistema computacional interessante, visto que em uma reanálise, obtida através do refinamento do tipo p, todos os resultados anteriormente encontrados podem ser reaproveitados. Mostram-se, em seguida, vários exemplos de aplicação da formulação e seus resultados, para placas, cascas e vigas com diversas configurações de carregamento e contorno concluindose, principalmente, que a formulação hierárquica desenvolvida é capaz de diminuir a característica de rigidez excessiva, encontrada, particularmente, nas situações de placas e cascas finas / Abstract: This work begins with the development of one isoparametric triangular quadratic element, considering the analysis of plate and shell starting from their mid-surfaces. This formulation proves itself efficient by its simplicity and mainly by the possibility of considering the effect of shear stresses along the thickness of the element. Afterwards, is shown starting from the isoparametric element, one hierarchical formulation based upon the concept of the approximation of type p. The formulation results in an interesting computational system, being that in one reanalysis obtained through the refinement of type p, all the results found before may be reutilized. It is shown immediately, various examples of application of the formulation and its results for plates, shells and beams with many configurations of loading and contour conc1uding, principally, that a developed hierarchical formulation is able to diminish a characteristic of excessive stiffness, found, particularly in situations of thin plates and shells / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Leandro Palermo Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-28T09:44:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoes_Rogerio_M.pdf: 5922658 bytes, checksum: 7e2eb7b630ee23fbcf077a9ce1778395 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O Método dos Elementos de Contorno foi utilizado para estudar placas com a hipótese de pequenos deslocamentos segundo a teoria clássica. O efeito da não linearidade geométrica foi considerado para se obter as cargas críticas para placas homogêneas e isotrópicas. Também foram obtidas as freqüências naturais das placas usando a teoria das vibrações livres. Ambas as análises foram feitas para várias condições de contorno. A iteração inversa do coeficiente de Rayleigh foi utilizada para se obter os menores autovalores, assim como seus correspondentes autovetores. Foram utilizados elementos isoparamétricos lineares para a discretização do contorno e do domínio da placa. A discretização do domínio da placa foi necessária para a inclusão do efeito da não linearidade geométrica nos problemas estáticos e do efeito de inércia nos problemas dinâmicos. A integral de domínio, em cada célula, foi transformada em uma integral de contorno equivalente, acelerando desta forma o processo de integração / Abstract: The Boundary Element Method was used to study plates with small strain hypotheses under classical theory. The geometrical non-linearity effect was considered to obtain in plane critical loads for homogeneous and isotropic plates. On the other hand, the natural frequencies of the plates were computed using the free vibration theory. Several plates were analyzed with different boundary conditions. The inverse iteration with the Rayleigh quotient was employed to obtain the smaller eigenvalues with their corresponding eigenvectors. Isoparametric linear elements were used on the boundary and in the domain. The domain discretization was required to include the geometrical non-linear effect in static problems or the inertia effect in dynamic problems. The domain integral was converted to an equivalent boundary integral at each cell to accelerate the integration process / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador : Francisco Antonio Menezes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:37:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paccola_RodrigoRibeiro_M.pdf: 3693679 bytes, checksum: 6530530993599da0ea92ede323fd8ab4 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientador: Vinicius Fernando Arcaro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-29T05:09:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_LuizCarlosde_M.pdf: 3773121 bytes, checksum: 44f55f0a5f3c69a2860a8a828be59443 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Esse texto está dirigido principalmente para lajes sobre solo para fundação de residências. Reforço de aço é utilizado principalmente para minimizar fissuras devidas à retração do concreto. A análise estrutural para laje sobre solo é descrita por um procedimento simples e completo baseado no programa de computador ANSYSI utilizando o elemento shel163. As recomendações da literatura estrangeira (principalmente dos EUA) são enfatizadas para investigação do solol análise estrutural e construção de laje sobre solo. Uma aplicação a um caso real é descrita. Uma laje sobre solo para fundação de residência é analisada e fotos dos detalhes da sua construção são mostrados / Abstract: This text is mainly directed toward slab on grade for residential foundations. Steel reinforcement is used mainly to minimize cracks due to concrete shrinkage. The structural analysis for slab on grade is described by a simple and complete procedure based on ANSYS computer softwarel using the shel163 elemento The recommendations from foreign (mainly from USA) literature are emphasized for soil investigationl structural analysis and construction of slab on grade. A real case application is described. A slab on grade for residential foundation is designed and pictures of its construction details are shown / Mestrado / Engenharia de Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:04:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sanches_LuizCarlosFacundo_D.pdf: 17020701 bytes, checksum: 17ce017691b6d9b316f87dc2be435c65 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O presente trabalho trata do estudo das formulações estática e dinâmica estacionária de um modelo de folhas poliédricas, através da implementação do Método dos Elementos de Contorno (MEC) na análise de peças de parede fina e no modelamento do sistema de laje composta "Steel Deck". Elementos planos contendo os estados de flexão (placa) e extensão (membrana) foram associados para representar o modelo final de folhas poliédricas. A análise é feita em regime elástico linear mediante a hipótese de pequenas deformações e com equilíbrio na posição não deslocada. O modelo final assume uma associação de lâminas (folhas poliédricas) no espaço, onde em cada lâmina estão associados os estados de flexão e extensão. O sistema final de equações é obtido tratando-se cada folha poliédrica individual, como uma sub-região do MEC. Nas equações de cada sub-região, após as transformações de coordenadas, procede-se a compatibilização de deslocamentos e equilíbrio de forças sobre as mesmas. O tratamento numérico foi feito através da formulação direta do Método dos Elementos de Contorno, utilizando-se elementos isoparamétricos lineares contínuos e descontínuos e gerando-se as equações integrais em pontos de colocação no contorno e fora do domínio. Com o propósito de mostrar a validade da formulação, foram resolvidos exemplos estáticos e dinâmicos estacionários de estados planos, placas finas, peças de parede fina e do sistema de lajes composta "Steel Deck". Na análise dinâmica estacionária são determinadas as Funções de Resposta em Frequência. Das informações contidas nas FRF, são obtidas as frequências naturais e os modos próprios de vibração correspondentes. O procedimento é validado através de comparações com resultados analíticos e numéricos disponíveis na literatura / Abstract: This study analyzes the static and stationary dynamic formulation of stretching and bending folded plate model to solve thin walled structures and composite slab "Steel Deck" using the direct Boundary Element Method. Plane elements containing out-of-plane flexural and inplane (stretching) mechanisms were assembled to represent the folded plate model. The equilibrium was emposed at the initial position with the small strain hypothesis. The final system is obtained by assuming each individual plane structural element as a subregion. After the necessary transforming of these equations they can be combined together taking into account the displacement compatibility and equilibrium conditions. Continuous and/or discontinuous isoparametric linear elements were used on the boundary discretization and the integral equations were computed with the collocation points placed in the contour and out of the domain. Static and dynamic examples were solved for stretching, thin plates, thin walled structures and composite slabs "Steel Deck" with the purpose to show the accuracy of the presented formulation. In the dynamic analysis, the Frequency Response Functions are determined. Modal data, i.e., natural frequencies and the corresponding mode shapes are obtained from information contained in the FRF. The procedure is validated by comparison with analytical results and numerical results available in the literature / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Aloisio Ernesto Assan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T16:33:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Volpini_EstevaoXavier_M.pdf: 3994255 bytes, checksum: 682eea9ccb0ec139a6d062e4466cd140 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este estudo tem por objetivo implementar, em programa já existente para a análise de placas laminadas de compósitos, a análise dinâmica de placas laminadas sob ação de carregamento forçado com integração direta pelo algoritmo de Newmark. O programa inicial de elementos finitos, que realiza a análise estática, foi desenvolvido por Tápia (1998), usando o elemento finito de Kosmatka (1994), formulado com a teoria de deformação por cisalhamento de primeira ordem de Reissner-Mindlin. Cassiano (2002) implementou nesse programa o cálculo das freqüências naturais. Neste trabalho foi introduzida a análise dinâmica forçada, através da integração direta no tempo, empregando o método de Newmark. Exemplos comparativos com variações das espessuras das placas, do número de lâminas, das orientações das fibras e das vinculações das bordas, mostram o excelente comportamento do elemento finito aqui empregado / Abstract: : The aim of this study is the dynamic analysis of laminated composite plates under forced transverse vibration with time direct-integration method. The original program, with the static analysis, was developed by Tapia (1998) using the element proposed by Kosmatka (1994), formulated with first-order shear deformation theory of Reissner-Mindlin. Later Cassiano (2002) introduced into this finite element code the evaluation of the natural frequencies. In this thesis the dynamic analysis by means of a direct time integration method, which was formulated by Newmark, was performed. Comparative examples with several plates thicknesses, number of laminates, orientation of the fibers and boundary constraints, show the excellent performance of the finite element used herein / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

A implementação de rotinas computacionais para a análise estática e dinâmica via Elementos Finitos de placas, cascas e outros sistemas estruturais com elementos isoparamétricos tri-lineares é o principal objetivo deste trabalho. Alguns aspectos que caracterizam esta pesquisa são: (a) As matrizes dos elementos são obtidas utilizando integração reduzida, porém introduzindo mecanismos para o controle dos modos de energia nulos ou dos modos espúrios. (b) Para a análise dinâmica utiliza-se o método explícito de Taylor-Galerkin; neste esquema a equação de equilíbrio é resolvida em termos da velocidade, não sendo necessário o cálculo das acelerações nem dos deslocamentos no tempo t = – t, como é o caso do Método das diferenças centradas. (c) O programa para a análise dinâmica foi vetorizado para aproveitar as vantagens dos processadores dos modernos supercomputadores, obtendo-se excelente desempenho. Alguns exemplos rodados no CRAY Y-MP2E/232 do CESUP/UFRGS mostram a aplicabilidade dos programas para resolver problemas da Mecânica Estrutural, dentro do campo da Elasticidade Linear. Pesquisas para extender as aplicações a problemas com não-linearidade física e geométrica deverão ser realizadas. / The implementation of computational procedures for the static and dynamic finite element analysis of plates, shells and other structural systems with tri-linear isoparametric elements is the main objective of this work. Some features characterizing this research are: (a) Element matrices are obtained using reduced integration, but introducing some mechanism in order to control hourglass modes. (b) The explicit Taylor-Galerkin method is used to carried out the dynamic analysis. In this scheme, the equation is solved in terms of velocities, and computation of accelerations and displacements at t = – t are not necessary, as in the case of the central difference scheme. (c) The computational program for the dynamic analysis was vectorized to take the advantages of the facilities existing in modern supercomputers, and high performance was obtained. Several examples, run in the supercomputer CRAY Y-MP2E/232 of the CESUP/UFRGS, show the capability of the computer codes to solve Structural Mechanics problems, in the field of Linear Elasticity. Researches to enlarge the applications to geometrical and physical nonlinearities will be accomplished.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 95670.pdf: 2527828 bytes, checksum: 6e702f1703e344b8e80b67312fb6f82f (MD5) Previous issue date: 1992 / Modelos de elementos finitos sólidos ortotrópicos são formulados e aplicados à análise de placas espessas. Seis elementos sólidos isoparamétricos são desenvolvidos a partir do método de deslocamentos, diferindo entre si quanto à ordem de suas funções de interpolação. Os elementos possuem funções de interpolação quadráticas ou cúbicas no plano e lineares, quadráticas ou cúbicas na espessura. Os modelos são aplicados à análise estática de placas isotrópicas, ortotrópicas e laminadas, os resultados sendo comparados com soluções analíticas da teoria da elasticidade. As tensões são calculadas diretamente da relação constitutiva ou através da integração das equações diferenciais de equilíbrio. Na suavização global do campo de tensões é utilizada a técnica de diferenças finitas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:24:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 97699.pdf: 5805699 bytes, checksum: 321d765ef5d0e45e93bddfb3234c8612 (MD5) Previous issue date: 1993 / O trabalho desenvolvido apresenta uma análise de lajes de concreto armado através do método interativo direto aproximado considerando não linearidade fisica. O método interativo direto aproximado consiste basicamente na repetição de um processo linear de resolução de estruturas variando a cada interação os dados físicos e/ou geométricos por regras pré-definidas. Estas regras representam o comportamento sob a ação de cargas do material e da peça estrutural envolvida. A repetição do processo linear continua até que em um número descrito de pontos estudados as regras sejam satisfeitas. O processo linear utilizado foi o método de elementos finitos implementado com o elemento de placas semi-espessas "heterosis". O parâmetro físico que se variou a cada interação foi o módulo de elasticidade representativo do material concreto armado. A regra que guiou essa variação foi vinculada a diagramas que relacionam momentos com curvaturas em lages de concreto armado. Esses diagramas momento-curvaturas foram definidos pelo tipo de solicitação que ocorre em lajes e pelas relações não lineares entre as deformações e as tensões dos componentes aço e concreto.