O fenômeno de fadiga é uma das principais considerações quando se verifica a integridade de estruturas sujeitas a carregamentos cíclicos. Para analisar o problema, devem-se considerar os efeitos da significativa dispersão observada nos dados estatísticos das variáveis relacionadas à fadiga. Para contemplar tais incertezas, métodos de confiabilidade são particularmente recomendados. Nesse sentido, quando utilizada uma técnica baseada em simulações, procuram-se métodos de análise estrutural que minimizem o tempo de processamento para viabilizar a análise de confiabilidade. Este trabalho apresenta uma formulação geral para a análise de fadiga de pórticos planos baseada na Mecânica do Dano Concentrado (LDM) considerando as incertezas associadas. A abordagem proposta é verificada através da comparação dos resultados obtidos com as curvas S-N disponíveis em diversas normas. Exemplos de estruturas mais complexas são apresentados posteriormente. / Fatigue analysis is one of the main tasks when assessing the integrity of structures under cyclic loading. In order to properly approach the fatigue process, the effects of the great scatter observed in statistical data of fatigue variables must be considered. Facing such uncertainties, reliability methods are particularly recommended. If a sampling-based technique is to be used, one of the critical points is the huge number of analyses required for computing failure probabilities. Consequently, those methods of structural analysis that minimize the processing time are highly convenient to make the analysis feasible without significant loss of accuracy. This work presents a general formulation for probabilistic structural fatigue analysis of frames, based on Lumped Damage Mechanics (LDM). The proposed approach is first validated comparing the number of cycles to failure with the S-N curves found in building codes. Further examples of more complex structures, represented as plane frames, are also presented.

O aprofundamento do processo de globalização gera dentre inúmeros outros fenômenos o recrudescimento da competitividade entre as empresas e setores econômicos e o crescimento do grau de volatilidade. Para expandir suas carteiras de investimentos e também para atender às necessidades de crescimento dos mercados e ainda para satisfazer a demanda global, as empresas estabelecidas nos países centrais geram empreendimentos em seus países de origem, bem como nos denominados países emergentes. Os governos locais e as empresas nacionais dos países emergentes também geram empreendimentos. Este processo de expansão produz a necessidade do uso de metodologias consistentes para o gerenciamento dos riscos operacionais e de projetos. Muitos projetos, senão a quase totalidade são gerenciados sem que haja o adequado uso de metodologias e ou modelos de gerenciamento e isto tem causado inúmeras perdas financeiras e de recursos com intensidade e impacto variáveis, porém significativos. Inúmeras pesquisas têm apontado para a ausência de um modelo estruturado para gerenciamento riscos de projetos, por parte das empresas que possuem uma carteira relevante de projetos e que não dispõe de modelos e ou metodologias para gestão de riscos de seus projetos. A partir desta realidade a criação de um modelo estruturado para gestão de riscos de projetos atenderia uma demanda real produto de uma situação concreta. Este trabalho propôs a criação de um modelo estruturado para a gestão de riscos de projetos com base na identificação das principais lacunas existente na literatura de riscos de projetos e também a partir das principais deficiências das praticas percebidas. Realizaram-se quatro estudos de casos. Os três primeiros serviram para a identificação das principais lacunas e deficiências das práticas efetuadas pelas empresas e percebidas através dos estudos de caso. O ultimo estudo de caso validou o modelo proposto, demonstrando assim as implicações e oportunidades decorrentes de sua aplicação, ficando devidamente cacacterizado que o modelo pode cumprir com os seus principais objetivos organizacionais propostos, sobretudo o aspecto implantação de inteligência dos riscos. Posteriormente, o modelo também foi submetido a um grupo de especialistas em riscos de projetos e os resultados puderam evidenciar suas principais diferenças em relação ao modelo sugerido pelo Grupo de Interesses Específicos do PMI- RISKSIG e isto pode revelar as percepções destes profissionais em relação ao modelo e delinear a viabilidade da continuidade de pesquisas futuras a partir de seu uso, tendo sido ficado evidenciado que o modelo proposto nesta tese foi considerado superior em relação a todos os critérios de comparação com o Modelo RMMM, sendo considerado inferior em relação a apenas dois dos oito critérios de julgamento pelos especialistas. / The deepening of the globalization process generates innumerable other problems inside the emergency of the competitiveness between the economic companies and sectors and the growth of the volatileness degree. To expand its portfolios of investments and also to take care of to the necessities of growth of the markets and also for the satisfaction of the global demand, the companies established in the countries central offices generate enterprises in its native countries, as well as in the called emergent countries. This process of expansion produces the necessity of the consistent use of methodologies for the management of the operational risks and of projects. Many projects, otherwise almost the totality are managed without that it has the adjusted use of methodologies and or models of management and this has caused innumerable financial losses and of resources with changeable intensity and impact, however significant. Innumerable research has pointed with respect to the absence of a model structuralized for management risks of projects, on the part of the companies who possess an excellent wallet of projects and that she does not make use of models and or methodologies for management of risks of its projects. To break of this reality the creation of a model structuralized for management of risks of projects it would take care of to a real demand product of a concrete situation. This work on the basis of considered the creation of a model structuralized for the management of risks of projects the identification of the main gaps existing in the literature of risks of projects and also from the main deficiencies of you practise them perceived. Four studies of cases had been become fullfilled. The three first ones had served for the identification of the main gaps and deficiencies of the practical ones effected by the companies and perceived through the case studies It was finished it case study validated the model considered, thus demonstrating to the implications and decurrent chances of its application. Later, the model also was submitted to a group of specialists in risks of projects and the results had been able to evidence its main differences in relation to the model suggested for the PMI and this can disclose the perceptions of these professionals in relation to the model and delineate the viability of the continuity of future research from the use of this model.

A transmissão de energia em corrente contínua, a partir de conversores fonte de tensão, é oportuna ao progresso do sistema elétrico de potência e tem permitido vantajosas aplicações. Muito se dá, devido ao emprego na conexão de sistemas com frequências distintas, além da redução de perdas na transmissão, provida pelas características operacionais destes. VSCs também promovem o controle do fluxo de potência, possibilitando uma efetiva contextualização no âmbito das redes inteligentes. Diante deste cenário, este estudo pretende construir um perfil de corrente através do Cálculo de Curto-Circuito Probabilístico, que emprega a Simulação de Monte Carlo, para prover as informações ao desenvolvimento de projetos de equipamentos, ajustes da proteção e controle de sistemas de transmissão em corrente contínua. A Simulação de Monte Carlo requer muitas iterações, tendo um custo computacional elevado. Se forem executadas em programas comerciais, exige um tempo elevado para leitura dos sinais em arquivos. Devido a isso, um programa de código livre usando linguagem C++, foi desenvolvido para possibilitar acesso aos sinais de interesse ainda em memória, reduzindo desta forma o tempo computacional. Além disso, para melhorar a performance, foram usadas técnicas de processamento paralelo e de computação em nuvem. Desta forma, este estudo contribui com informações indispensáveis ao projeto de equipamentos de proteção dos sistemas de transmissão em corrente contínua de forma a cooperar com o desenvolvimento consistente desta tecnologia. / Transmitting electrical power in direct current using a VSC is suitable for the progress of these systems and has remarkable and advantageous applications. This happens in order to connect two systems with distinct frequencies. This type of line is also used in the reduction of losses in transmission over long distances, provided by their operating characteristics. These converters also promote the control of power flow between distinct generation units, making them effective in the context of Smart Grids. Based on this, the purpose of this research is to construct a profile of a current using a Probabilistic Short-Circuit Analysis by Monte Carlo Simulation to provide basic data to the optimum development of design equipment in protection and control. The Monte Carlo Simulation requires many iterations to find an optimal result. An open source program using C++ language was developed to describe all the system models variables in order to decrease the computation time, as it is time consuming to read signals stored on a disk using commercial software. Moreover, in order to lower computation costs, parallel process techniques and cloud computing were used. Therefore, this study contributes to the literature by providing essential information for designing equipment for Direct Current transmission protection systems.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A Física das Radiações é um ramo da Física que está presente em diversas áreas de estudo e se relaciona ao conceito de espectrometria. Dentre as inúmeras técnicas espectrométricas existentes, destaca-se a espectrometria por fluorescência de raios X. Esta também possui uma gama de variações da qual pode-se dar ênfase a um determinado subconjunto de técnicas. A produção de fluorescência de raios X permite (em certos casos) a análise das propriedades físico-químicas de uma amostra específica, possibilitando a determinação de sua constituiçõa química e abrindo um leque de aplicações. Porém, o estudo experimental pode exigir uma grande carga de trabalho, tanto em termos do aparato físico quanto em relação conhecimento técnico. Assim, a técnica de simulação entra em cena como um caminho viável, entre a teoria e a experimentação. Através do método de Monte Carlo, que se utiliza da manipulação de números aleatórios, a simulação se mostra como uma espécie de alternativa ao trabalho experimental.Ela desenvolve este papel por meio de um processo de modelagem, dentro de um ambiente seguro e livre de riscos. E ainda pode contar com a computação de alto desempenho, de forma a otimizar todo o trabalho por meio da arquitetura distribuída. O objetivo central deste trabalho é a elaboração de um simulador computacional para análise e estudo de sistemas de fluorescência de raios X desenvolvido numa plataforma de computação distribuída de forma nativa com o intuito de gerar dados otimizados. Como resultados deste trabalho, mostra-se a viabilidade da construção do simulador através da linguagem CHARM++, uma linguagem baseada em C++ que incorpora rotinas para processamento distribuído, o valor da metodologia para a modelagem de sistemas e a aplicação desta na construção de um simulador para espectrometria por fluorescência de raios X. O simulador foi construído com a capacidade de reproduzir uma fonte de radiação eletromagnética, amostras complexas e um conjunto de detectores. A modelagem dos detectores incorpora a capacidade de geração de imagens baseadas nas contagens registradas. Para validação do simulador, comparou-se os resultados espectrométricos com os resultados gerados por outro simulador já validado: o MCNP. / Radiation Physics is a branch of Physics that is present in various studying areas and relates to the concept of spectrometry. Among the numerous existing spectrometry techniques, there is the X-ray fluorescence spectrometry. It also has a range of variations which can emphasize a particular subset of techniques. The production of X-ray fluorescence enables (in some cases) the analysis of physical and chemical properties of a given sample, allowing the determination of its chemical constitution and also a range of applications. However, the experimental analysis may require a large workload, both in terms of physical apparatus and in relation to technical knowledge. Thus, the simulation comes into play as a viable path between theory and experiment. Through the Monte Carlo method, which uses the manipulation of random numbers, the simulation is a kind of alternative to the experimental analysis. It develops this role by a modeling process, within a secure environment and risk free. And it can count on high performance computing in order to optimize all the work through the distributed architecture. The aim of this paper is the development of a computational simulator for analysis and studying of X-ray fluorescence systems developed on a communication platform distributed natively, in order to generate optimal data. As results, has been proved the viability of the simulator implementation through the CHARM++ language, a language based on C++ which incorporate procedures to distributed processing, the value of the methodology to system modelling e its application to build a simulator for X-ray fluorescence spectrometry. The simulator was built with the ability to reproduce a eletromagnetic radiation source, complex samples and a set of detectors. The modelling of the detectors embody the ability to yield images based on recorded counts. To validate the simulator, the results were compared with the results provided by other known simulator: MCNP.

Nesta tese estudamos um modelo de spins do tipo Ising, modelo J1 J2, com interações competitivas J1 ferromagnéticas entre primeiros vizinhos na rede quadrada e J2 antiferromagnética entre segundos vizinhos. O diagrama de fases do modelo e as correlações de pares foram analisadas com o Método do Aglomerado Variacional nos casos sem e com um campo magnético externo. A campo nulo, construímos o diagrama de fases no plano T=J1 onde = jJ2j=J1. A transição ferromagnética-paramagnética é de segunda ordem quando < 1=2 e a transição stripes-paramagnética de primeira ordem para 1=2 < < 1 e de segunda ordem para valores de 1. Nossos resultados concordam com prévios estudos. Ao aplicarmos um campo magnético externo ao sistema, em regiões onde a campo nulo se observa a fase de stripes ( = 0:6 e = 1), as filas (ou colunas) de spins paralelos ao campo externo ganham estabilidade dando lugar a uma fase de stripes mista com magnetizações nas filas e colunas com magnitudes diferentes. A campos maiores, o sistema se encontra numa fase homogênea com uma magnetização remanente, a fase paramagnética saturada. Na interfase entre a fase de stripes e a paramagnética saturada, encontramos uma fase intermediária nemática do tipo Ising. Esta fase possui uma magnetização homogênea e correlações de pares anisotrópicas nas direções x e y quantificadas por um parâmetro de ordem orientacional. A fase nemática tem sido observada principalmente em sistemas com interações competitivas de longo alcance. O uso do Método do Aglomerado Variacional na aproximação de quatro pontos permitiu detectá-la no modelo J1 J2 clássico. A presença da fase nemática intermediária foi confirmada em simulações de Monte Carlo. As transições stripes-paramagnética saturada e stripes-nemática são de primeira ordem e a transição nemática-paramagnética saturada é uma transição de segunda ordem de acordo com a análise da energia livre. Na segunda parte do nosso estudo, calculamos o fator de estrutura na aproximação de quatro pontos do Método do Aglomerado Variacional válido tanto nas fases desordenada como ordenadas no modelo sem e com campo magnético. A partir desta análise, determinamos as linhas de estabilidade para a fase paramagnética no modelo sem campo e também mostramos a existência destas linhas na solução de stripes. No modelo com campo, estudamos o fator de estrutura e a susceptibilidade reduzida para = 0:6 e diferentes temperaturas. A susceptibilidade é descontínua nas transições stripes-paramagnética saturada e stripes-nemática compatível com uma transição de primeira ordem. Por sua vez, na transição nemática-paramagnética saturada de segunda ordem se observa um máximo em uma das componentes da susceptibilidade no espaço recíproco e um câmbio da simetria Z2 para a Z4 no fator de estrutura. / In this thesis, we studied a Ising model, the J1 J2 model, with nearest neighbors ferromagnetic interactions J1 and next-nearest antiferromagnetic neighbors interactions J2. The phase diagram and the pair correlations were analyzed with the Cluster Variation Method, with and without an external magnetic field. At zero field, we build the phase diagram in the plane T=J1 where = jJ2j=J1. The ferromagnetic-paramagnetic phase transition is a second order one at < 1=2. The stripes-paramagnetic is a first order transition when 1=2 < < 1 and second order for values bigger than one. Our results are in agreement with previous works. Applying an external magnetic field to the system, in regions where the ground state is stripes ( = 0:6 e = 1), the columns (or rows) of parallel spins to the field gain stability given place to a mixed phase with columns (or rows) magnetization with different magnitudes. At higher fields, the systems enters in a homogeneous phase with a remanent magnetization, the saturated paramagnetic phase. In the interface between the stripes and saturated paramagnetic phase we found a intermediate phase, the Ising-nematic. This phase has a homogeneous magnetization and anisotropic nearest-neighbor correlations in the directions x and y quantified by a orientacional order parameter. The nematic phase has been observed in systems with long range interactions. The Cluster Variation Method (CVM) in the four site approximation detected the nematic phase in the classical J1 J2 model. These results were confirmed by Monte Carlo simulations. The stripes-saturated paramagnetic and stripes-nematic transitions are found to be first order transitions. The nematic-saturated paramagnetic is of second order according to free energy analysis. In the second part, we computed the structure factor in the four-site approximation of the CVM. This expression is valid for order and disorder phases, with or without a magnetic field. Through this analysis we found the paramagnetic stability lines in the model at zero magnetic field, we also showed the existence of spinodal temperature for stripes solutions. In the model with a magnetic field, we studied the structure factor and susceptibility for = 0:6 and different temperatures. A discontinuity in susceptibility was observed in the stripes-saturated paramagnetic and stripes-nematic transitions compatible with a first order transition. In the nematic-saturated paramagnetic second order transition we found a maximum in one of the susceptibility components and a change of the Z2 symmetry to the Z4 in the structure factor.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A Física das Radiações é um ramo da Física que está presente em diversas áreas de estudo e se relaciona ao conceito de espectrometria. Dentre as inúmeras técnicas espectrométricas existentes, destaca-se a espectrometria por fluorescência de raios X. Esta também possui uma gama de variações da qual pode-se dar ênfase a um determinado subconjunto de técnicas. A produção de fluorescência de raios X permite (em certos casos) a análise das propriedades físico-químicas de uma amostra específica, possibilitando a determinação de sua constituiçõa química e abrindo um leque de aplicações. Porém, o estudo experimental pode exigir uma grande carga de trabalho, tanto em termos do aparato físico quanto em relação conhecimento técnico. Assim, a técnica de simulação entra em cena como um caminho viável, entre a teoria e a experimentação. Através do método de Monte Carlo, que se utiliza da manipulação de números aleatórios, a simulação se mostra como uma espécie de alternativa ao trabalho experimental.Ela desenvolve este papel por meio de um processo de modelagem, dentro de um ambiente seguro e livre de riscos. E ainda pode contar com a computação de alto desempenho, de forma a otimizar todo o trabalho por meio da arquitetura distribuída. O objetivo central deste trabalho é a elaboração de um simulador computacional para análise e estudo de sistemas de fluorescência de raios X desenvolvido numa plataforma de computação distribuída de forma nativa com o intuito de gerar dados otimizados. Como resultados deste trabalho, mostra-se a viabilidade da construção do simulador através da linguagem CHARM++, uma linguagem baseada em C++ que incorpora rotinas para processamento distribuído, o valor da metodologia para a modelagem de sistemas e a aplicação desta na construção de um simulador para espectrometria por fluorescência de raios X. O simulador foi construído com a capacidade de reproduzir uma fonte de radiação eletromagnética, amostras complexas e um conjunto de detectores. A modelagem dos detectores incorpora a capacidade de geração de imagens baseadas nas contagens registradas. Para validação do simulador, comparou-se os resultados espectrométricos com os resultados gerados por outro simulador já validado: o MCNP. / Radiation Physics is a branch of Physics that is present in various studying areas and relates to the concept of spectrometry. Among the numerous existing spectrometry techniques, there is the X-ray fluorescence spectrometry. It also has a range of variations which can emphasize a particular subset of techniques. The production of X-ray fluorescence enables (in some cases) the analysis of physical and chemical properties of a given sample, allowing the determination of its chemical constitution and also a range of applications. However, the experimental analysis may require a large workload, both in terms of physical apparatus and in relation to technical knowledge. Thus, the simulation comes into play as a viable path between theory and experiment. Through the Monte Carlo method, which uses the manipulation of random numbers, the simulation is a kind of alternative to the experimental analysis. It develops this role by a modeling process, within a secure environment and risk free. And it can count on high performance computing in order to optimize all the work through the distributed architecture. The aim of this paper is the development of a computational simulator for analysis and studying of X-ray fluorescence systems developed on a communication platform distributed natively, in order to generate optimal data. As results, has been proved the viability of the simulator implementation through the CHARM++ language, a language based on C++ which incorporate procedures to distributed processing, the value of the methodology to system modelling e its application to build a simulator for X-ray fluorescence spectrometry. The simulator was built with the ability to reproduce a eletromagnetic radiation source, complex samples and a set of detectors. The modelling of the detectors embody the ability to yield images based on recorded counts. To validate the simulator, the results were compared with the results provided by other known simulator: MCNP.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As instituições financeiras são obrigadas por acordos internacionais, como o Acordo de Basiléia, a avaliar o risco de mercado ao qual a instituição está propensa de forma a evitar possíveis contaminações de desastres financeiros em seu patrimônio. Com o intuito de capturar tais fenômenos, surge a necessidade de construir modelos que capturem com mais acurácia movimentos extremos das séries de retornos. O trabalho teve como principal objetivo aplicar a Teoria do Valor Extremo juntamente com Copulas na estimação de quantis extremos para o VaR. Ele utiliza técnicas de simulação de Monte Carlo, Teoria do Valor Extremo e Cópulas com distribuições gaussianas e t. Em contrapartida, as estimativas produzidas serão comparadas com as de um segundo modelo, chamado de simulação histórica de Monte Carlo filtrada, mais conhecida como filtered historical simulation (FHS). As técnicas serão aplicadas a um portfólio de ações de empresas brasileiras. / Financial institutions are required by international agreements such as the Basel Accord, to assess the market risk to which the institution is likely to avoid possible contamination of its assets in financial disasters. In order to capture these phenomena, the need arises to build models that more accurately capture extreme movements of the return series. The work aimed to apply the Extreme Value Theory along with the estimation of copulas for VaR extremes quantiles. He uses techniques of Monte Carlo simulation, Extreme Value Theory and Copulas with Gaussian and t distributions. In contrast, the estimates produced will be compared with a second model, called Monte Carlo simulation of historical filtered, better known as filtered historical simulation (FHS). The techniques are applied to a portfolio of stocks of Brazilian companies.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As instituições financeiras são obrigadas por acordos internacionais, como o Acordo de Basiléia, a avaliar o risco de mercado ao qual a instituição está propensa de forma a evitar possíveis contaminações de desastres financeiros em seu patrimônio. Com o intuito de capturar tais fenômenos, surge a necessidade de construir modelos que capturem com mais acurácia movimentos extremos das séries de retornos. O trabalho teve como principal objetivo aplicar a Teoria do Valor Extremo juntamente com Copulas na estimação de quantis extremos para o VaR. Ele utiliza técnicas de simulação de Monte Carlo, Teoria do Valor Extremo e Cópulas com distribuições gaussianas e t. Em contrapartida, as estimativas produzidas serão comparadas com as de um segundo modelo, chamado de simulação histórica de Monte Carlo filtrada, mais conhecida como filtered historical simulation (FHS). As técnicas serão aplicadas a um portfólio de ações de empresas brasileiras. / Financial institutions are required by international agreements such as the Basel Accord, to assess the market risk to which the institution is likely to avoid possible contamination of its assets in financial disasters. In order to capture these phenomena, the need arises to build models that more accurately capture extreme movements of the return series. The work aimed to apply the Extreme Value Theory along with the estimation of copulas for VaR extremes quantiles. He uses techniques of Monte Carlo simulation, Extreme Value Theory and Copulas with Gaussian and t distributions. In contrast, the estimates produced will be compared with a second model, called Monte Carlo simulation of historical filtered, better known as filtered historical simulation (FHS). The techniques are applied to a portfolio of stocks of Brazilian companies.

Nesta tese estudamos um modelo de spins do tipo Ising, modelo J1 J2, com interações competitivas J1 ferromagnéticas entre primeiros vizinhos na rede quadrada e J2 antiferromagnética entre segundos vizinhos. O diagrama de fases do modelo e as correlações de pares foram analisadas com o Método do Aglomerado Variacional nos casos sem e com um campo magnético externo. A campo nulo, construímos o diagrama de fases no plano T=J1 onde = jJ2j=J1. A transição ferromagnética-paramagnética é de segunda ordem quando < 1=2 e a transição stripes-paramagnética de primeira ordem para 1=2 < < 1 e de segunda ordem para valores de 1. Nossos resultados concordam com prévios estudos. Ao aplicarmos um campo magnético externo ao sistema, em regiões onde a campo nulo se observa a fase de stripes ( = 0:6 e = 1), as filas (ou colunas) de spins paralelos ao campo externo ganham estabilidade dando lugar a uma fase de stripes mista com magnetizações nas filas e colunas com magnitudes diferentes. A campos maiores, o sistema se encontra numa fase homogênea com uma magnetização remanente, a fase paramagnética saturada. Na interfase entre a fase de stripes e a paramagnética saturada, encontramos uma fase intermediária nemática do tipo Ising. Esta fase possui uma magnetização homogênea e correlações de pares anisotrópicas nas direções x e y quantificadas por um parâmetro de ordem orientacional. A fase nemática tem sido observada principalmente em sistemas com interações competitivas de longo alcance. O uso do Método do Aglomerado Variacional na aproximação de quatro pontos permitiu detectá-la no modelo J1 J2 clássico. A presença da fase nemática intermediária foi confirmada em simulações de Monte Carlo. As transições stripes-paramagnética saturada e stripes-nemática são de primeira ordem e a transição nemática-paramagnética saturada é uma transição de segunda ordem de acordo com a análise da energia livre. Na segunda parte do nosso estudo, calculamos o fator de estrutura na aproximação de quatro pontos do Método do Aglomerado Variacional válido tanto nas fases desordenada como ordenadas no modelo sem e com campo magnético. A partir desta análise, determinamos as linhas de estabilidade para a fase paramagnética no modelo sem campo e também mostramos a existência destas linhas na solução de stripes. No modelo com campo, estudamos o fator de estrutura e a susceptibilidade reduzida para = 0:6 e diferentes temperaturas. A susceptibilidade é descontínua nas transições stripes-paramagnética saturada e stripes-nemática compatível com uma transição de primeira ordem. Por sua vez, na transição nemática-paramagnética saturada de segunda ordem se observa um máximo em uma das componentes da susceptibilidade no espaço recíproco e um câmbio da simetria Z2 para a Z4 no fator de estrutura. / In this thesis, we studied a Ising model, the J1 J2 model, with nearest neighbors ferromagnetic interactions J1 and next-nearest antiferromagnetic neighbors interactions J2. The phase diagram and the pair correlations were analyzed with the Cluster Variation Method, with and without an external magnetic field. At zero field, we build the phase diagram in the plane T=J1 where = jJ2j=J1. The ferromagnetic-paramagnetic phase transition is a second order one at < 1=2. The stripes-paramagnetic is a first order transition when 1=2 < < 1 and second order for values bigger than one. Our results are in agreement with previous works. Applying an external magnetic field to the system, in regions where the ground state is stripes ( = 0:6 e = 1), the columns (or rows) of parallel spins to the field gain stability given place to a mixed phase with columns (or rows) magnetization with different magnitudes. At higher fields, the systems enters in a homogeneous phase with a remanent magnetization, the saturated paramagnetic phase. In the interface between the stripes and saturated paramagnetic phase we found a intermediate phase, the Ising-nematic. This phase has a homogeneous magnetization and anisotropic nearest-neighbor correlations in the directions x and y quantified by a orientacional order parameter. The nematic phase has been observed in systems with long range interactions. The Cluster Variation Method (CVM) in the four site approximation detected the nematic phase in the classical J1 J2 model. These results were confirmed by Monte Carlo simulations. The stripes-saturated paramagnetic and stripes-nematic transitions are found to be first order transitions. The nematic-saturated paramagnetic is of second order according to free energy analysis. In the second part, we computed the structure factor in the four-site approximation of the CVM. This expression is valid for order and disorder phases, with or without a magnetic field. Through this analysis we found the paramagnetic stability lines in the model at zero magnetic field, we also showed the existence of spinodal temperature for stripes solutions. In the model with a magnetic field, we studied the structure factor and susceptibility for = 0:6 and different temperatures. A discontinuity in susceptibility was observed in the stripes-saturated paramagnetic and stripes-nematic transitions compatible with a first order transition. In the nematic-saturated paramagnetic second order transition we found a maximum in one of the susceptibility components and a change of the Z2 symmetry to the Z4 in the structure factor.

Em projetos de veículos, prever adequadamente a durabilidade de um componente estrutural é vital para a redução de custos assim como para se estipular prazos de garantia e de manutenção. Por outro lado, em diversas situações, tal previsão é difícil, pois inúmeros parâmetros não estão sob controle preciso do projetista, dentre eles os mais relevantes são: o carregamento ao qual o componente será submetido e as propriedades de vida em fadiga do material. Desta forma, pode-se aplicar, em conjunto com o MEF, tratamento probabilístico do cálculo da vida em fadiga,resultando em um valor de confiabilidade, a ser usado como esteio do critério de projeto, no intuito de conferir maior significado prático à análise e aos resultados obtidos. Assim sendo, o presente trabalho descreve e relaciona os principais aspectos de um tratamento probabilístico para cálculo de vida em fadiga, configurando-se um procedimento completo subdividido nas seguintes etapas: 1. Modelagem do carregamento sobre o veículo, visando análise espectral em MEF no domínio da freqüência; 2. Cálculo da densidade de probabilidade das amplitudes cíclicas de Rainflow para as tensões atuantes na estrutura, a partir dos resultados da análise espectral em MEF no domínio da freqüência; 3. Tratamento probabilístico das propriedades características de vida em fadiga do material; 4. Cálculo da confiabilidade estrutural de vida em fadiga, tomando os resultados prévios dos tratamentos probabilísticos de tensões e de vida em fadiga do material; 5. Demonstração da viabilidade e aplicação prática de tal procedimento, implementando-o para o caso de um semi-reboque tanque autoportante. As conclusões finais obtidas confirmam o fato de haver mais falhas estruturais em veículos no Brasil do que em países do primeiro mundo, pois se evidenciou que a pior qualidade das vias trafegáveis brasileiras exacerba a probabilidade de falha por fadiga. Por fim, a metodologia proposta na presente tese, quando implementada em um programa computacional pós-processador de MEF, que automaticamente transforme os desvios padrão das tensões, resultantes da análise espectral, em probabilidades de falha, pode, mais adequadamente, subsidiar critério de projeto fundamentado na avaliação probabilística de durabilidade de um veículo através de preceitos bem definidos de confiabilidade estrutural. / In structural design, forecast correctly the part’s lifetime is vital to reduce costs and to estimate the periods of warranty and of maintenance. On the other hand, in many situations, this forecast is difficult because many parameters are not under the engineers control, some examples of this kind of parameters are: the loads acting in the part and the fatigue properties of the material. Therefore, it is possible to apply finite element analysis with a probabilistic approach in fatigue lifetime calculation, what results in reliability values that can be used as design criterion in order to give a broader meaning to the analyses and its results. Hence, this text describes and establishes the relationship between the main aspects of the probabilistic approach in fatigue lifetime calculation, resulting in the definition of a complete procedure that is divided in the following steps: 1. Modeling of the vehicle’s load aiming spectral analysis in the frequency domain; 2. Calculation procedure of the probability density function of Rainflow stress amplitudes applied in the structure upon using the spectral analysis in frequency domain results; 3. Probabilistic approach of fatigue properties of the material; 4. Fatigue reliability calculation through the use of the previous results provided by the probabilistic approach of stresses and of fatigue properties of the material; 5. Implementation of the proposed methodology for fatigue lifetime prediction of a semi-trailer tank. The conclusion confirms the fact of having much more structural failures in Brazilian vehicles than in European ones. This can be said because the results show that the worsening of the roads quality increases the fatigue failure probability. Finally, when implemented in a post-processing software for finite element programs that automatically transforms the stresses standard deviation, obtained by spectral analysis, in the fatigue failure probability, the proposed methodology in the present thesis may, more adequately, work as design criterion based on the probabilistic evaluation of the vehicles durability, upon applying well established structural reliability theory.