No description available.

Orientador: Gabriela Rezende Fernandes / Co-orientador: Rogério Oliveira Rodrigues / Banca: Renato Bertolino Junior / Banca: Carlos Humberto Martins / Resumo: No presente trabalho foi desenvolvida a formulação linear do método dos elementos de contorno para a análise estrutural de chapas com carregamento normais e tangenciais a sua superfície. A equação integral do deslocamento é deduzida a partir do Teorema de Reciprocidade de Betti, considerando espessura constante na chapa. Posteriormente foi detalhada a teoria para a análise não linear de chapas através do MEC (método dos elementos de contorno) introduzindo ao sistema de equações campos de esforços iniciais (ou plásticos) em células definidas no domínio. A solução não linear se obtém por uma formulação implícita, na qual as correções das deformações são feitas através do operador tangente consistente que se atualiza a cada nova iteração, levando a convergência quadrática do processo iterativo. Utilizou-se como critério de ruptura o de Von Misses. Exemplos foram analisados a fim de mostrar a convergência quadrática no processo iterativo e também a convergência dos resultados numéricos à medida que se refinava a discretização do contorno em elementos e do domínio em células / Abstract: In this paper the linear formulation of the boundary element method (BEM) for analyzing the stretching plate problem written in terms of displacements and tractions in the normal and tangential directions to the boundary has been developed. The integral equation of displacement is derived from Betti's reciprocity theorem, considering constant thickness on the plate. Then the BEM nonlinear formulation has been obtained by considering an initial (or inelastic) force field over the plate domain, requiring therefore the plate domain discretization into cells. The nonlinear solution is obtained by an implicit formulation, where the strains correction to be computed for each iteration is obtained by considering the consistent tangent operator, leading to a quadratic convergence rate in the iterative procedure required to achieve the plate equilibrium. In the numerical examples, the Von Mises criterion has been adopted to model the material behavior, showing the quadratic convergence rate. Besides different discratizations have been analyzed in order to show as well the results convergence / Mestre

Les relations des sociétés préhistoriques à leur environnement constituent un aspect essentiel à leur compréhension. Cet engagement envers le monde s’exprime au travers des pratiques rituelles qui en dévoilent des accès autrement inaccessibles. Les Alpes centrales du IIIe millénaire av.n.è., insérées dans une Europe en mutation (traction animale et métallurgie du cuivre), ont livré un nombre considérable d’artefacts cognitifs. Stèles, blocs d’effondrement et parois gravés s’associent, au sein de sites cérémoniels à des dépôts de pierres aux formes allusives et lithologies particulières, à des dépôts d’objets, ainsi qu’aux résidus de l’activité métallurgique. L’iconographie gravée associe images d’objets nouveaux (poignards et haches en cuivre, hallebardes en silex ou en cuivre, objets textiles), d’ornements corporels, d’action aratoire et d’un nombre considérable de figurations animales. Les usages de la pierre, du métal, de l’araire et les interactions entretenues avec les espèces animales offrent différents canaux d’investigation des relations au monde des communautés chalcolithiques centre-alpines.L’objectif énoncé nécessite l’usage d’une analyse structurale des images seule à même de révéler des articulations essentielles des systèmes graphiques dont certains aspects sont ensuite interrogés à la lumière d’autres données archéologiques. L’image qui résulte de cette étude est celle de communautés pour lesquelles l’environnement ne semble pas constituer une réalité objectivée mais apparaît partie prenante des réalités sociales. / The study of interactions between prehistoric human societies and their environments is a key area of research. This engagement with the world is expressed through ritual practices that provide access to otherwise inaccessible aspects of human culture. The Central Alps of the third millennium BC, situated within a European context that was undergoing important changes (animal traction and copper metallurgy) produced a significant number of cognitive artifacts. On ceremonial sites, engraved steles, rock faces and erratic blocs were associated with deposits of stones with allusive forms and specific lithologies together with objects. Some of these ceremonial site have also produced residues of the metallurgical activity.The engraved iconography combines images of new objects (copper daggers and axes, flint or copper halberds, textiles), body ornaments, plouging, and a considerable number of animal figures. The use of stone, metal, ploughs, and interactions with animals offer different means to access to relationships between alpine chalcolithic communities and their environment.The cited goal requires the use of a structural analysis of the images in order to reveal the essential aspects of the graphic systems. The Results are then compared with other archaeological data. The picture resulting from this study reveals communities in which the environment does not seem to be an objectified reality but an element that intersects with social realities.

Na área de simulação de processos, existe uma visível tendência da migração das ferramentas seqüenciais modulares, que hoje são as mais amplamente utilizadas, para as baseadas em equações. Uma das principais vantagens do paradigma baseado em equações ou simultâneo é que este se mostra eficiente na solução de problemas de simulação, otimização, estimação de parâmetros e reconciliação de dados, todos baseados em um mesmo conjunto de modelos, evitando retrabalho de modelagem. Porém, a tecnologia simultânea também apresenta algumas deficiências, onde destacam-se os problemas de robustez tanto na modelagem quanto na obtenção de resultados numéricos. Este trabalho tem como objetivo reunir e desenvolver técnicas que permitam reduzir estas deficiências. Para tanto, as técnicas conhecidas para depuração de sistemas de equações que representam problemas estacionários e dinâmicos foram estudadas em detalhe. Pôde-se observar que para o caso estático os métodos disponíveis para depuração de modelos, já se apresentam em um nível bem desenvolvido. Já para o caso dinâmico, onde há uma maior complexidade, as técnicas conhecidas encontram-se em um nível de desenvolvimento muito menor. Neste ponto encontram-se as principais contribuições deste trabalho. / In the field of process simulation the movement from the sequential modular tools, which are currently the most widely used, to the equation based approach is clear. One of the key advantages of the equation based or simulatneous approach is that using a single model one can solve simulation, optimization, parameter estimation, and optimization problems. This fact avoids modeling rework for each application. However, the simultaneous technology has problems regarding modeling and solving robustness. This work aims to group and develop methods capable of minimize these deficiencies. In order to achieve this goal, available debugging approaches for both steady-state and dynamic system of equations were studied in detail. For the steady-state case well stablished debugging techniques are known. For dynamic models, where the complexity is higher, the analysis and debugging methods are much less mature. This was the source for the major contributions of this work.

A primeira parte desta dissertação consiste em uma exposição de alguns aspectos do fenômeno de difração de raios X por cristais, de vários tipos estruturais de zeólitas e de uma introdução ao Método de Rietveld (MR)para refinamento de estrutura utilizando amostras policristalinas. Apresenta-se a seguir o resultado da aplicação do MR a uma amostra conhecida: a alumina Al2O3-&#945 (Corindo). No teste foram refinados o fator de escala, o ponto zero (2θ0), os parâmetros de rede, os parâmetros atômicos posicionais e vibracionais e os parâmetros de perfil usando-se a função pseudo-Voigt. Passa-se então à aplicação do MR ao refinamento da estrutura de uma zeólita Y sinética e de três amostras da mesma zeólita após terem sido tratadas sob ação de vapor d´água e calor com (NH4) 2SO4 e com H2SO4 / The first parto f this dissertation is presented some aspects of X-ray diffraction by crystals, different kind of zeolites and an introduction to the Rietveld Method (RM) of structure refinement by polycrystalline samples. The refinement of &#945- Al2O3 (Corindon) is then presented as a test for the use of RM. In this test the scale factor, the zero point (2θ0), the lattice parameters, the positional, vibrational atomic parameters and the profile parameters were refined using the pseudo-Voigt profile function. Next the RM is used for the structure refinement of a synthetic Y-zeolite and of three samples of the same zeolite after treatment with water vapour, heat, (NH4)2SO4 and H2SO4

Segundo a legislação brasileira, as estruturas de concreto armado devem ser verificadas em situação de incêndio, de modo a assegurar a capacidade portante para permitir a fuga dos usuários e o combate ao fogo com segurança e minimizar a propagação do incêndio para outros compartimentos. Para estruturas de concreto armado, especial atenção deve ser dada aos pilares. A redução da capacidade portante desses elementos é significativa em situação de incêndio e seu colapso pode resultar na instabilidade global da estrutura em certos casos. O cálculo do tempo de resistência ao fogo de pilares de concreto armado, em fase de projeto, é feito normalmente usando métodos simplificados dados pelas normas técnicas. Esses métodos possuem campos de validade limitados e podem apresentar resultados excessivamente seguros (antieconômicos) e em alguns casos contra a segurança. Neste trabalho foi desenvolvida uma ferramenta computacional para o cálculo do tempo de resistência ao fogo de pilares de concreto armado em situação de incêndio, dados os campos de temperaturas simétricos na seção transversal em função do tempo de exposição ao incêndio-padrão. O cálculo do pilar foi baseado no método da estimativa da curvatura dado pelo Eurocode 2 (EN 1992-1-2:2004). A seção transversal foi discretizada em elementos (concreto e aço), na qual as deformações térmicas e as propriedades termomecânicas de cada elemento foram calculadas de acordo com sua temperatura. O método da estimativa da curvatura permite ainda considerar os efeitos da não linearidade geométrica, que geralmente se tornam importantes devido à redução da rigidez do pilar sob temperaturas elevadas. Foram modelados pilares sob flexão normal composta considerando a seção transversal aquecida de forma simétrica. Os resultados do programa foram comparados a resultados de ensaios de laboratórios internacionais, com o objetivo de validar as hipóteses de cálculo adotadas. / According to Brazilian Codes, reinforced concrete structures must be verified under high temperatures, in order to assure the load bearing capacity to allow the safe evacuation of the users and the fire fighting and to reduce the fire spread to other compartments. For reinforced concrete structures, the columns must be analyzed carefully. The significant reduction in the load bearing capacity of reinforced concrete columns in fire can lead to collapse, which could result in global instability of the structure in some cases. The calculation of the fire resistance time of reinforced concrete columns, in the design phase, is usually done by means of simplified methods given by the standards. These methods are very limited and can result in excessively safe solutions (uneconomical) or unsafe solutions in some cases. A computational tool was developed for calculating the fire resistance time of reinforced concrete columns in fire, given symmetrical temperature fields in cross section as a function of exposure time to standard fire. The calculation method was developed using the method based on estimation of curvature given by Eurocode 2 (EN 1992-1-2:2004). The cross section was divided into elements (concrete and steel), in which the thermal strain and thermomechanical properties of each element were calculated according to its temperature. The mechanical behavior of the column under uniaxial bending considered the geometrically nonlinear effects of the structure, which generally become important due to reduced stiffness of the column at elevated temperatures. The results of the numerical analysis and experimental results of full-scale laboratory fire tests on concrete columns performed by international researchers were compared in order to validate the main hypothesis adopted.

Nas últimas décadas, considerável evidência tem sido direcionada no desenvolvimento de métodos computacionais que analisam os comportamentos não lineares das estruturas. O método da corda é considerado o tipo de método de seguimento de trajetórias que possui a técnica mais comum e versátil para analisar tais comportamentos não lineares. No entanto, testes realizados pelos autores concluem que tais métodos ainda apresentam algumas dificuldades quando as estruturas possuem formas complexas e comportamentos fortemente não lineares. Devido a isso, o objetivo do trabalho em questão é acrescentar duas modificações ao método da corda, a fim de desenvolver um modelo mais seguro e estável. A esses métodos, inclui-se (i) uma equação alternativa para o passo previsor, que tornará o método mais estável ao ultrapassar pontos críticos; e (ii) um parâmetro de controle, que através do conceito de soma dos comprimentos de corda, é chamado de método da corda acumulado. Ao final, por consequência destas alterações, um procedimento mais robusto para o método da corda é obtido. Sua validação é apresentada, pelos autores, através de exemplos utilizando estruturas treliçadas (bidimensionais e tridimensionais) em um programa de simulação numérica desenvolvida. / In the last decades, a considerable effort has been directed to develop of computational methods to analyze the nonlinear behavior of structures. The arc-length method is considered the type of path following method which have the most common and versatile techniques for analyzing such nonlinear behaviors. Nevertheless, tests performed by the authors conclude that such methods present some difficulties when the structures possess complex shapes and strongly nonlinear behaviors. Due to this, the purpose of the present work is to add two amendments to the arc-length method, in order to develop a model safer and more stable. In such methods, it is included (i) an alternative equation for the predictor step, that will make the method most stable to overcoming critical points, and (ii) a control parameter, through the concept of sum of the arc length up to now, referred to as accumulated arc-length method. By the end, as a result of these modifications, a more robust procedure for the method of the string is obtained. And its validation is presented by the authors through examples using truss structures in a two-dimensional and three-dimensional numerical simulation program developed.

Nos últimos anos, a utilização de pontes estaiadas tem evoluído rapidamente e novos conceitos estruturais têm surgido, como por exemplo: o desenvolvimento de seções flexíveis e esbeltas, o aumento do comprimento dos vãos e a aplicação de pontes estaiadas em múltiplos vãos. Torna-se necessário portanto uma compreensão profunda do comportamento estrutural desse sistema. No processo de projeto as decisões mais importantes são geralmente feitas nas fases iniciais quando a síntese predomina sobre a análise numérica, tornando fundamental o entendimento do comportamento físico da estrutura na fase de pré-dimensionamento. Na concepção de uma ponte estaiada inúmeras alternativas estruturais são possíveis, por exemplo: pode-se utilizar um ou dois planos de cabos em diferentes arranjos, mastros e tabuleiros com seções transversais diversas e diferentes tipos de vinculação externa. Para um dado problema, mais de uma solução pode ser viável, no entanto algumas delas propiciarão a maior eficiência, sob o ponto de vista de consumo de materiais, facilidades construtivas, prazo de execução e comportamento físico da estrutura. Neste trabalho foram analisadas diferentes concepções estruturais com o objetivo de fornecer subsídios para as decisões tomadas no início do projeto estrutural de uma ponte estaiada. Para tanto, a partir do entendimento preliminar do comportamento físico de diferentes sistemas, foram definidas alternativas estruturais para análise estática através de modelos de elementos finitos tridimensionais. A análise e a comparação dos resultados permitiram um aprofundamento daquele entendimento. Além disso, alguns aspectos relevantes no projeto de pontes estaiadas foram estudados, tais como: o pré-dimensionamento dos estais, a definição da força de protensão inicial dos mesmos, o estudo do problema de fadiga nos cabos e a elaboração de modelos simplificados para análise preliminar do comportamento do tabuleiro e da torre. / In the last years, the use of cable-stayed bridges has increased a lot and new design concepts have appeared, such as: the development of slender and flexible deck sections, the increase in span length and the application of cable-stayed bridges in multiple spans. It is thus necessary a thorough understanding of the structural behavior of this system. During the design process the most important decisions are usually taken in the initial phases, when the synthesis prevail over the numerical analysis, which requires the understanding of the physical structural behavior in the preliminary design. The design of cable-stayed bridges involves many structural alternatives, for example: it is possible to use one or more cable planes in different arrangements, a wide range of pylons and decks cross sections and different types of external connections. For a given problem, more than one solution can be feasible, however some of them will provide a greater efficiency, from the point of view of material consumption, construction facilities, time of execution and physical behavior of the structure. This study analyzes different structural conceptions with the purpose of helping in the decisions made in the beginning of a cable-stayed bridge structural project. For this, from the preliminary understanding of the physical behavior of different systems, some structural alternatives were defined and a static analysis using finite element models was carried out. The analysis and comparison of results allowed an improved understanding of the problem. Furthermore, some relevant aspects in cable-stayed bridges were studied, such as: the preliminary stay design, the definition of initial prestressing force in the stays, the study of the fatigue behavior of the cables and the development of simple models to simulate the response of the bridge decks and pylons.

O propósito do presente trabalho é desenvolver a avaliação estrutural de um navio \"Nodriza\" de pequeno porte de aplicação militar e cujo projeto inicial foi orientado à navegação em águas abrigadas com restrições de calado. Porém, requisitos e necessidades afetando a concepção inicial do projeto obrigam este a efetuar percursos em águas profundas com possibilidade de experimentar ciclos de onda. A avaliação estrutural pretende determinar o nível de influência da superestrutura sobre a resistência longitudinal do navio considerando-o submetido a esforços solicitantes próprios de águas não abrigadas. As limitações geradas pelas formas e proporções do navio Nodriza, que não permitem implementar de forma direta as regras de Sociedades Classificadoras para a avaliação estrutural em águas profundas, obriga ao uso de cálculos diretos para sua aprovação. Uma análise mediante o uso de elementos finitos, modelando o navio com e sem participação da superestrutura, permite determinar como esta representa uma significativa influência sobre a resistência longitudinal e tensões finais dos membros principais e membros de suporte, quando é considerada dentro da análise estrutural. Igualmente, implementam-se procedimentos determinísticos propostos pelas regras de sociedades classificadoras para navios convencionais, na procura de estabelecer a conveniência ou não da sua aplicação como método de aproximação para uma avaliação estrutural desta classe de navio militar, cujas características tornam dele um caso particular de análise. / The objective of the present work is to conduct a structural evaluation of the small size, military vessel Nodriza which has been designed for navigation in sheltered waters with draft restrictions. However, new requirements and changes in the operation of this vessel forced deep water navigation with the possible action of wave loading. The structural evaluation seeks to determine the effects of the superstructure on the longitudinal structural resistance for the vessel. Since the geometry and overall dimensions of the ship are not covered by the structural rules of the Classification Societies, a numerical analyses based on the finite element method is conducted for a full model of the vessel. The numerical analyses demonstrate the strong effect of the superstructure on the longitudinal resistance which yields reduced stress levels in primary structural members. The work provides a compelling support to use more refined procedures in the structural design of non-conventional small-sized vessels.

nÃo hà / A anÃlise de imagens à uma tarefa fundamental em visÃo computacional. Ela influencia o desenvolvimento de algoritmos de processamento digital de imagens e as abordagens de avaliaÃÃo dos resultados produzidos por estes algoritmos. Esta tese introduz uma metodologia para a anÃlise estrutural de imagens baseada no uso combinado de uma transformaÃÃo estrutural multiescala e da extraÃÃo de caracterÃsticas estruturais por meio da matriz de interdependÃncia espacial. A transformaÃÃo estrutural multiescala à um algoritmo baseado no arcabouÃo da morfologia matemÃtica que mapeia os nÃveis de cinza da imagem de entrada para um espaÃo no qual esses nÃveis de cinza estÃo reagrupados em diferentes escalas de estruturas que formam os objetos. A transformaÃÃo pode ser aplicada no realce de imagens em nÃveis de cinza e na decomposiÃÃo de imagens binÃrias em estruturas elementares. A matriz de interdependÃncia espacial à um algoritmo baseado na estatÃstica de coocorrÃncia que produz uma representaÃÃo global das coincidÃncias das estruturas de duas imagens de entrada. Essa matriz provà quatro atributos, a saber, correlaÃÃo, momento de diferenÃa inverso, coeficiente chi-quadrado e entropia, os quais podem ser utilizados como descritores globais das estruturas da imagem. A metodologia proposta à validada com os resultados obtidos para diferentes aplicaÃÃes: a deteÃÃo de corrosÃo atmosfÃrica em fotografias de superfÃcies metÃlicas, a deteÃÃo de doenÃas pulmonares em imagens de tomografia computadorizada, a avaliaÃÃo referenciada da qualidade da imagens, a segmentaÃÃo dos vasos da retina em retinografias e a avaliaÃÃo da qualidade de algoritmos de segmentaÃÃo de vasos de retina. / Image analysis is a fundamental task in computer vision. It influences the development of algorithms for digital image processing and approaches for evaluating the results produced by these algorithms. This thesis introduces a methodology for the structural analysis of images based on the combined use of a multiscale structural transformation and extraction of structural features through spatial interdependence matrix. The multiscale structural transformation is an algorithm based on mathematical morphology framework that maps the gray levels of the input image into a space in which these gray levels are grouped into different scales of structures that form objects. The transformation can be applied in enhancement of gray level images and decomposition of binary images into elementary structures. The spatial interdependence matrix is an algorithm based on cooccurrence statistics that produces a global representation of the structural coincidences of two images. This matrix provides four attributes, namely, correlation, inverse difference moment, chi-square coefficient and entropy, which can be used as global descriptors of the image structures. The proposed methodology is validated with the results obtained for different applications: the detection of atmospheric corrosion of metal surfaces in photographs, the detection of lung disease in computerized tomography images, the referenced evaluation of image quality, the segmentation of retinal vessels in retinography and the quality assessment of retinal vessels segmentation algorithms.