O propósito principal do presente trabalho é estabelecer diretrizes para o uso de elementos finitos sólidos na modelagem de estruturas delgadas submetidas à flexão. Por meio de um conjunto de problemas estudou-se o travamento de elementos finitos da elasticidade bi e tridimensionais, quando usados para modelar estruturas delgadas submetidas à flexão. Foram usados elementos planos de 4, 8 e 9 nós e elementos tridimensionais de 4, 10, 11, 8, 20 e 27 nós, considerando elementos não distorcidos e distorcidos. A análise dos resultados nesses modelos permitiram entender melhor o comportamento e o uso de elementos sólidos em estruturas delgadas. / The main objective of the present work is to establish guidelines for the use of solid finite elements in the modeling of thin structures submitted to bending. By means of a set of problems the locking of elements three-dimensional and two-dimensional elasticity was studied, when used to model problems thin structures subjected to bending. We use 2-D displacements-based elements of 4, 8 and 9 nodes and 3-D displacement based of 4, 10, 11, 8, 20 and 27 nodes, considering undistorted and distorted elements. The analysis of the results of these models lead to the understanding of the behavior and the use of solid elements in thin structures.

O propósito principal do presente trabalho é estabelecer diretrizes para o uso de elementos finitos sólidos na modelagem de estruturas delgadas submetidas à flexão. Por meio de um conjunto de problemas estudou-se o travamento de elementos finitos da elasticidade bi e tridimensionais, quando usados para modelar estruturas delgadas submetidas à flexão. Foram usados elementos planos de 4, 8 e 9 nós e elementos tridimensionais de 4, 10, 11, 8, 20 e 27 nós, considerando elementos não distorcidos e distorcidos. A análise dos resultados nesses modelos permitiram entender melhor o comportamento e o uso de elementos sólidos em estruturas delgadas. / The main objective of the present work is to establish guidelines for the use of solid finite elements in the modeling of thin structures submitted to bending. By means of a set of problems the locking of elements three-dimensional and two-dimensional elasticity was studied, when used to model problems thin structures subjected to bending. We use 2-D displacements-based elements of 4, 8 and 9 nodes and 3-D displacement based of 4, 10, 11, 8, 20 and 27 nodes, considering undistorted and distorted elements. The analysis of the results of these models lead to the understanding of the behavior and the use of solid elements in thin structures.

Esta pesquisa estuda o comportamento de blocos de concreto armado sobre duas estacas com cálice totalmente embutido, utilizado na ligação pilar-fundação de estruturas de concreto pré-moldado. Particularmente, foi avaliado o efeito que a viga de travamento provoca no bloco quando apoiada nas paredes laterais do cálice. Foi desenvolvida análise numérica tridimensional utilizando programa baseado no método dos elementos finitos (MEF), na qual foi considerada a não-linearidade física dos materiais. Para avaliação do programa adotado, realizou-se análise comparativa de resultados experimentais e numéricos obtidos por meio de outro programa. Nos blocos estudados variou-se a espessura e o tipo de conformação das paredes do cálice, o ângulo de inclinação da biela e a intensidade das ações na viga de travamento. Os resultados indicam que a presença da viga de travamento não altera de modo significativo o comportamento do bloco, e que a parede do cálice é capaz de transferir a força proveniente da viga em direção às estacas de modo eficaz. Por meio das tensões nas barras da armadura principal, foi possível obter a força no tirante e o ângulo de inclinação da biela antes da ruína dos modelos. Constatou-se que os ângulos apresentaram maior inclinação do que as utilizadas no dimensionamento, que por sua vez foi feito baseado nos modelos de bielas e tirantes. / The present research studies the behavior of two pile caps reinforced concrete with embedded socked used in connections of pre-cast concrete structures. It was particularly evaluated the effect provoked by the locking beam on the pile-caps when supported by the socket lateral walls. Three-dimensional numerical analyses using software based on finite element method (FEM) were developed considering the nonlinear physical behavior of the material. To evaluate the adopted software, a comparative analysis was made using numerical and experimental results obtained from other software. In the pile caps studied, it was noticed a variation in the wall thickness, socket interface, strut angle inclination and action on beam. The results show that the presence of beam does not change significantly the pile caps behavior and that the socket wall is able to transfer effectively the force from the beam to the pile caps. By the tensions on the bars of longitudinal reinforcement, it was possible to obtain the force on the tie and the strut angle inclination before the collapse of models. It was found that the angles present more inclinations than those used in the design, which was made based on strut and tie model.

A disponibilização de fontes ópticas multi-comprimento de onda de baixo custo certamente é um dos aspectos fundamentais para viabilizar a implantação de redes WDMPON (Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network). Na literatura, são encontradas propostas de algumas tecnologias para a construção de tais dispositivos como a utilização de fontes ópticas sintonizáveis, uso de um vetor de lasers DFB (Distributed Feedback Laser) ou, até mesmo, o fatiamento espectral de uma fonte de banda larga. Contudo, essas propostas apresentam custo elevado, ou limitações de operação, tornando-se inapropriadas para a aplicação de interesse. Uma alternativa que vem sendo amplamente utilizada é o travamento óptico de diodos laser de Fabry-Pérot (FP-LD - Fabry-Pérot laser diode), realizado por meio da injeção de sinal óptico externo provindo do fatiamento espectral de uma fonte de banda larga. O travamento óptico possibilita o controle espectral do FP-LD, e o seu baixo custo torna essa fonte óptica atrativa na implantação de redes WDM. O entendimento do mecanismo de travamento torna-se, então, crucial na descrição da dinâmica de tais fontes ópticas. Desta forma, nesta dissertação, foi desenvolvido o estudo dos modelos matemáticos que descrevem a dinâmica de lasers travados, assim como foi investigado o desempenho de redes WDM-PON empregando estas fontes ópticas. / The availability of low cost multi-wavelength optical sources is certainly one of the fundamental aspects to allow the deployment of WDM-PON networks. Several technologies for the implementation of such optical sources are discussed in the literature, including tunable lasers, DFB arrays and spectral slicing of a broadband light source. However, those propositions suffer from high cost or operational limitations. One alternative is the optical injection locking of a Fabry Pérot laser diode (FPLD), in which the external optical injection signal is obtained from the spectral slicing of a broadband light source. This option has been widely investigated because the optical injection locking process allows for the FP-LD optical spectral control and wavelength selection. In addition, the low cost of such device makes this optical source an attractive solution for WDM-PON widespread deployment. In this context, the understanding of the locking mechanism becomes important in the optimization of such optical sources. Thus, in this dissertation, we conducted a study of mathematical models that describe the dynamics of locked lasers as well as investigated the performance of WDM-PON based on those optical sources.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3569.pdf: 2552721 bytes, checksum: b67cadf34336e157d59bd554dfc7534e (MD5) Previous issue date: 2006-05-29 / An Automated Manufacturing System (AMS) is a production system where a discrete number of raws is processed and assembled by controlled machines and/or robots. Controlling AMS is a complex task, due to the several sub-systems that compose it and the need for attending strategic production issues and market. The AMS control complexity increases with the necessity of production and technologic resources. The studies related to AMS control normally consider specific features of the system. Some authors propose solutions considering architecture, some others consider approaches by modular nets, others consider mathematic analysis; and so, each study has its contribution in a specific point. This work considers a wider set of features related to the problem of modeling AMS control. It is presented different options of architecture, different ways to concern hierarchically about the problem, the use of Petri Nets as a way to represent graphically the problem conserving the mathematic formalisms, simulation, and the use of a graphic software that treat all the options before. The proposal of this work is indicate a modeling method for AMS control that considers all features related to its control. This method proposes eight elaboration stages of the model. The stands consider the elements in a specification level more generic and, gradually, they are more detailed. In some stands, simulations are applied with the objective of validate what has been modeled. The work ends with the application of the method to a hypothetic FMS. It is considered a production planning for five types of products in determined quantities. The method application is considered effective, since trough the simulation of the model, it can be verified that all the products are produced according to the production plan proposed and that eventual deadlocks and conflicts can be avoided. / Um sistema automático de manufatura (AMS) é um sistema de produção onde um número discreto de matérias-primas é processado e montado por máquinas controladas e/ou robôs. Fazer o controle de um AMS é uma tarefa complexa pela existência de vários subsistemas e elementos que o compõem, e também pela necessidade de responder a questões estratégicas de produção e mercado. A complexidade de controle de AMS aumenta com as necessidades de produção e recursos tecnológicos. Os trabalhos relativos a controle de AMS normalmente consideram características específicas do sistema. Alguns autores propõem soluções considerando a arquitetura, outros consideram abordagens por redes modulares, alguns consideram análise matemática; e assim, cada trabalho faz sua contribuição em um ponto mais especifico. Este trabalho busca considerar um conjunto mais abrangente de características inerentes ao problema de modelagem de controle de AMS. Nele são apresentadas várias abordagens inerentes às diversas características encontradas em um AMS. São mostradas diferentes opções de arquiteturas, formas diferentes de abordar hierarquicamente o problema, o uso de redes de Petri como forma de representar graficamente o problema conservando o formalismo matemático, simulação, e o uso de um software gráfico que contemple todas as opções anteriores. A proposta do trabalho é indicar um método de modelagem de AMS que considere as características inerentes ao seu controle. Este método propõe oito etapas de elaboração do modelo. As etapas consideram os elementos em um nível de especificação mais genérico e que, gradualmente, vão sendo mais detalhados. Em algumas etapas são feitas simulações no intuito de validar o que já tenha sido modelado. O trabalho chega ao fim com a aplicação do método de modelagem sobre um FMS hipotético. É considerado um planejamento da produção para cinco tipos de produtos em quantidades determinadas. A aplicação do método se mostra eficaz uma vez que, através da simulação do modelo, pode-se verificar que todos os produtos são fabricados conforme o plano de produção proposto e que eventuais deadlocks e conflitos podem ser evitados.

Esta pesquisa estuda o comportamento de blocos de concreto armado sobre duas estacas com cálice totalmente embutido, utilizado na ligação pilar-fundação de estruturas de concreto pré-moldado. Particularmente, foi avaliado o efeito que a viga de travamento provoca no bloco quando apoiada nas paredes laterais do cálice. Foi desenvolvida análise numérica tridimensional utilizando programa baseado no método dos elementos finitos (MEF), na qual foi considerada a não-linearidade física dos materiais. Para avaliação do programa adotado, realizou-se análise comparativa de resultados experimentais e numéricos obtidos por meio de outro programa. Nos blocos estudados variou-se a espessura e o tipo de conformação das paredes do cálice, o ângulo de inclinação da biela e a intensidade das ações na viga de travamento. Os resultados indicam que a presença da viga de travamento não altera de modo significativo o comportamento do bloco, e que a parede do cálice é capaz de transferir a força proveniente da viga em direção às estacas de modo eficaz. Por meio das tensões nas barras da armadura principal, foi possível obter a força no tirante e o ângulo de inclinação da biela antes da ruína dos modelos. Constatou-se que os ângulos apresentaram maior inclinação do que as utilizadas no dimensionamento, que por sua vez foi feito baseado nos modelos de bielas e tirantes. / The present research studies the behavior of two pile caps reinforced concrete with embedded socked used in connections of pre-cast concrete structures. It was particularly evaluated the effect provoked by the locking beam on the pile-caps when supported by the socket lateral walls. Three-dimensional numerical analyses using software based on finite element method (FEM) were developed considering the nonlinear physical behavior of the material. To evaluate the adopted software, a comparative analysis was made using numerical and experimental results obtained from other software. In the pile caps studied, it was noticed a variation in the wall thickness, socket interface, strut angle inclination and action on beam. The results show that the presence of beam does not change significantly the pile caps behavior and that the socket wall is able to transfer effectively the force from the beam to the pile caps. By the tensions on the bars of longitudinal reinforcement, it was possible to obtain the force on the tie and the strut angle inclination before the collapse of models. It was found that the angles present more inclinations than those used in the design, which was made based on strut and tie model.

A disponibilização de fontes ópticas multi-comprimento de onda de baixo custo certamente é um dos aspectos fundamentais para viabilizar a implantação de redes WDMPON (Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network). Na literatura, são encontradas propostas de algumas tecnologias para a construção de tais dispositivos como a utilização de fontes ópticas sintonizáveis, uso de um vetor de lasers DFB (Distributed Feedback Laser) ou, até mesmo, o fatiamento espectral de uma fonte de banda larga. Contudo, essas propostas apresentam custo elevado, ou limitações de operação, tornando-se inapropriadas para a aplicação de interesse. Uma alternativa que vem sendo amplamente utilizada é o travamento óptico de diodos laser de Fabry-Pérot (FP-LD - Fabry-Pérot laser diode), realizado por meio da injeção de sinal óptico externo provindo do fatiamento espectral de uma fonte de banda larga. O travamento óptico possibilita o controle espectral do FP-LD, e o seu baixo custo torna essa fonte óptica atrativa na implantação de redes WDM. O entendimento do mecanismo de travamento torna-se, então, crucial na descrição da dinâmica de tais fontes ópticas. Desta forma, nesta dissertação, foi desenvolvido o estudo dos modelos matemáticos que descrevem a dinâmica de lasers travados, assim como foi investigado o desempenho de redes WDM-PON empregando estas fontes ópticas. / The availability of low cost multi-wavelength optical sources is certainly one of the fundamental aspects to allow the deployment of WDM-PON networks. Several technologies for the implementation of such optical sources are discussed in the literature, including tunable lasers, DFB arrays and spectral slicing of a broadband light source. However, those propositions suffer from high cost or operational limitations. One alternative is the optical injection locking of a Fabry Pérot laser diode (FPLD), in which the external optical injection signal is obtained from the spectral slicing of a broadband light source. This option has been widely investigated because the optical injection locking process allows for the FP-LD optical spectral control and wavelength selection. In addition, the low cost of such device makes this optical source an attractive solution for WDM-PON widespread deployment. In this context, the understanding of the locking mechanism becomes important in the optimization of such optical sources. Thus, in this dissertation, we conducted a study of mathematical models that describe the dynamics of locked lasers as well as investigated the performance of WDM-PON based on those optical sources.