Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-10T12:05:06Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mayco Velasco de Sousa - 2017.pdf: 3290530 bytes, checksum: 4c18bf0526fa79993f57248b3161a0c6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-10T12:05:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mayco Velasco de Sousa - 2017.pdf: 3290530 bytes, checksum: 4c18bf0526fa79993f57248b3161a0c6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-10T12:05:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mayco Velasco de Sousa - 2017.pdf: 3290530 bytes, checksum: 4c18bf0526fa79993f57248b3161a0c6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-06-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this master’s thesis, the free and forced nonlinear vibrations of an simply supported isotropic cylindrical shell fluid-filled by an incompressible, inrotational and non-viscous fluid are analyzed. The internal fluid is described by a velocity potential and the effects of the fluid ́s free surface on the non-linear vibrations of the cylindrical shell are considered. The non-linear equations of motion are obtained by the Rayleigh-Ritz method, considering the deformation field and changes of curvature described by the nonlinear theories of Donnell and Sanders. The chosen displacement field of the cylindrical shell corresponds to a modal solution proposed by Gonçalves (1987) that were obtained by the perturbation method. A parametric study is carried out to analyze the free vibrations, using the Galerkin-Urabe method to obtain for each geometry a system of non-linear algebraic equations, being solved by the Newton-Raphson method and thus to obtaining a relation between the amplitude and frequency. The results for these analyses show that depending on the geometric conditions there is a great influence of the free surface consideration on the nonlinear dynamic behavior of the cylindrical shell. Finally, a study of the forced vibrations of cylindrical shells subjected to time-dependent lateral pressure is made applying the fourth-order Runge-Kutta method to solve the second-order differential equations in time in order to find the phase portraits and the time response of the cylindrical shell. The influence of the consideration of the free surface effect of the internal fluid on the forced response of the cylindrical shell is observed and it is possible to note that the consideration of the free surface causes the appearance of important peaks of resonance in the resonance curves of the cylindrical shell. / Nesta dissertação são analisadas as vibrações não lineares, livres e forçada, de uma casca cilíndrica isotrópica simplesmente apoiada e preenchida por um fluido irrotacional, incompressível e não viscoso, que pode ser descrito por um potencial de velocidade. Considera-se os efeitos da superfície livre deste fluido nas vibrações não lineares da casca cilíndrica. As equações de movimento não lineares foram obtidas pelo método de Rayleigh-Ritz e para descrever o campo de deformação e momento de curvatura foram adotadas as teorias não lineares de Donnell e Sanders. O campo de deslocamento da casca cilíndrica utilizado corresponde a uma solução modal propostapor Gonçalves (1987) que foram obtidas pelo método da perturbação. Realizou-se um estudo paramétrico para analisar as vibrações livres onde para cada geometria estudada foi aplicado o método de Galerkin-Urabe para obter um sistema de equações algébricas não lineares, sendo então resolvidas pelo método de Newton-Raphson e assim obtendo uma relação entre a amplitude e a frequência. Os resultados para estes estudos mostram que dependendo das condições geométricas há uma grande influência da consideração da superfície livre no comportamento dinâmico não linear da casca cilíndrica. Por fim, é feito um estudo das vibrações forçadas de cascas cilíndricas submetidas a uma pressão lateral dependente do tempo, onde por meio do método de Runge-Kutta de quarta ordem soluciona-se as equações ordinais diferenciais de segunda ordem no tempo afim de encontrar as curvas de ressonância, planos-fase e a resposta no tempo da casca cilíndrica que serão utilizadas para analisar a influência da consideração do efeito de superfície livre do fluido interno na resposta forçada da casca cilíndrica. Observa-se que a consideração da superfície livre provoca o aparecimento de importantes picos de ressonância nas curvas de ressonância da casca cilíndrica.

O presente trabalho trata da aplicação do Método de Resíduos Ponderados, mais especificamente do Método dos Mínimos Quadrados, na obtenção de soluções aproximadas de problemas de estruturas em casca, em especial os reservatórios cilíndricos submetidos a carregamento hidrostático em regime de comportamento linear. Os meios empregados para a obtenção das soluções aproximadas referem-se à adoção de bases aproximativas lineares, polinomiais, além da possibilidade de enriquecimento da aproximação mediante a adição de funções com características similares à própria solução exata. Uma outra alternativa utilizada refere-se à aplicação do Método dos Mínimos Quadrados com divisão do domínio de integração. Tais procedimentos podem ser úteis na análise de estruturas por evitar, de modo significativo, a elevação do esforço computacional, mediante a utilização de uma base aproximativa que corresponda às características requeridas pela solução analítica do problema. / The present dissertation deals with the application of the Weighed Residual Method to analysis of cilindrical shells, more specifically of the Least Squared Method, in the attainment of approach solutions of shells structural problems, in special the cylindrical reservoirs submitted the hydrostatic shipment in regimen of linear behavior. The half employees for obtention of the approach solutions refer to adotion of linear, polynomial approaches bases, beyond the possibility of enrichment of the approach by means of the addition of functions with similar characteristics to the proper accurate solution.One another used alternative mentions the application to Least Squared Method with division of the integration domain. Such procedures can be useful in the analysis of structures for preventing, in significant way, the rise of the computational effort, by means of the use of a aproximativa base that correspond to the characteristics required for the analytical solution of the problem.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-10-21T20:53:51Z No. of bitstreams: 5 Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 01.pdf: 20230731 bytes, checksum: 56aa4f90641e87e6081a5e3e9319bd24 (MD5) Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 02.pdf: 10802505 bytes, checksum: 4e34e2a114366cce38898dda48f31144 (MD5) Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 03.pdf: 14680983 bytes, checksum: e7a40859c186d5c2130a3debfec64edd (MD5) Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 04.pdf: 11913507 bytes, checksum: 73e7928267b0b902da703843e18b2919 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-22T19:05:17Z (GMT) No. of bitstreams: 5 Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 01.pdf: 20230731 bytes, checksum: 56aa4f90641e87e6081a5e3e9319bd24 (MD5) Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 02.pdf: 10802505 bytes, checksum: 4e34e2a114366cce38898dda48f31144 (MD5) Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 03.pdf: 14680983 bytes, checksum: e7a40859c186d5c2130a3debfec64edd (MD5) Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 04.pdf: 11913507 bytes, checksum: 73e7928267b0b902da703843e18b2919 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-22T19:05:17Z (GMT). No. of bitstreams: 5 Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 01.pdf: 20230731 bytes, checksum: 56aa4f90641e87e6081a5e3e9319bd24 (MD5) Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 02.pdf: 10802505 bytes, checksum: 4e34e2a114366cce38898dda48f31144 (MD5) Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 03.pdf: 14680983 bytes, checksum: e7a40859c186d5c2130a3debfec64edd (MD5) Dissertação - Ana Larissa dal Piva Argenta - 2013 - Parte 04.pdf: 11913507 bytes, checksum: 73e7928267b0b902da703843e18b2919 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-06-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Circular cylindrical shells are widely used structures in several engineering areas and have great capacity to withstand both axial and lateral loads. However, they may present a complex dynamic behavior. Thus, a detailed study of the behavior of cylindrical shells subjected to different loading and support conditions as well as the influence of material characteristics and geometric relations evaluation is justified. In this work the influence of geometry and orthotropy on the nonlinear dynamic behavior of orthotropic simply supported cylindrical shells subjected to both axial and lateral time depending loads is studied. To model the shell, the Donnell nonlinear shallow shell theory, neglecting the effects of shear deformations, is used. It is considered the shell in three different situations: empty, filled with static fluid and subjected to internal flow of incompressible and non-viscous fluid, whose motion is isentropic and irrotational. The radial displacements are described as an expansion with eight degrees of freedom which satisfies the boundary conditions. The Galerkin method is applied to obtain a set of nonlinear equations of motion, which are in turn solved by the Runge-Kutta method. A detailed analysis is performed to study the influence of material orthotropy and geometric relations such as length-radio (L/R) and radio-thickness (R/h) on the natural frequencies, critical loads, critical flow velocities, post-critical paths, frequency-amplitude relations, instability boundaries, bifurcation diagrams and resonance curves. Obtained results display the strong influence of both material orthotropy and geometric relations on the linear and nonlinear behavior of the shells and, depending on these characteristics, the shell can display softening or hardening behavior. / Cascas cilíndricas são estruturas com diversas aplicações em várias áreas da engenharia e têm grande capacidade para resistir a carregamentos axiais e a pressões laterais. Entretanto, são estruturas que podem apresentar um complexo comportamento dinâmico. Assim, um estudo detalhado do comportamento das cascas cilíndricas submetidas a diferentes condições de carregamento bem como a avaliação da influência do material e da geometria se justifica plenamente. Este trabalho tem como objetivo estudar a influência da ortotropia do material e da geometria no comportamento dinâmico não linear das cascas cilíndricas ortotrópicas simplesmente apoiadas e submetidas a carregamentos axiais e laterais variáveis com o tempo. Para modelar a casca é utilizada a teoria não linear de Donnell para cascas abatidas desprezando-se os efeitos das deformações cisalhantes. Considera-se a casca em três situações distintas: vazia, preenchida com fluido estático e submetida ao escoamento interno de fluido incompressível e não viscoso, cujo movimento é isentrópico e irrotacional. O deslocamento radial da casca é descrito, de maneira geral, por uma expansão com oito graus de liberdade que satisfaz as condições de contorno. O método de Galerkin é utilizado para obter o sistema discreto de equações diferencias não lineares de movimento, que são resolvidas através do método de Runge-Kutta de quarta ordem. Uma análise detalhada é realizada visando observar a influência das características do material e das relações geométricas comprimento-raio (L/R) e raio-espessura (R/h) nas frequências naturais, cargas críticas, velocidades críticas do fluido bem como nos caminhos pós-críticos, relações frequência-amplitude, fronteiras de instabilidade, diagramas de bifurcação e curvas de ressonância das cascas. Os resultados obtidos permitem observar a forte influência que a geometria e as propriedades dos materiais exercem no comportamento linear e não linear das cascas cilíndricas ortotrópicas e, dependendo de certas características, verifica-se que a casca pode ter comportamentos com ganho ou perda de rigidez.

O presente trabalho trata da aplicação do Método de Resíduos Ponderados, mais especificamente do Método dos Mínimos Quadrados, na obtenção de soluções aproximadas de problemas de estruturas em casca, em especial os reservatórios cilíndricos submetidos a carregamento hidrostático em regime de comportamento linear. Os meios empregados para a obtenção das soluções aproximadas referem-se à adoção de bases aproximativas lineares, polinomiais, além da possibilidade de enriquecimento da aproximação mediante a adição de funções com características similares à própria solução exata. Uma outra alternativa utilizada refere-se à aplicação do Método dos Mínimos Quadrados com divisão do domínio de integração. Tais procedimentos podem ser úteis na análise de estruturas por evitar, de modo significativo, a elevação do esforço computacional, mediante a utilização de uma base aproximativa que corresponda às características requeridas pela solução analítica do problema. / The present dissertation deals with the application of the Weighed Residual Method to analysis of cilindrical shells, more specifically of the Least Squared Method, in the attainment of approach solutions of shells structural problems, in special the cylindrical reservoirs submitted the hydrostatic shipment in regimen of linear behavior. The half employees for obtention of the approach solutions refer to adotion of linear, polynomial approaches bases, beyond the possibility of enrichment of the approach by means of the addition of functions with similar characteristics to the proper accurate solution.One another used alternative mentions the application to Least Squared Method with division of the integration domain. Such procedures can be useful in the analysis of structures for preventing, in significant way, the rise of the computational effort, by means of the use of a aproximativa base that correspond to the characteristics required for the analytical solution of the problem.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-22T19:24:12Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Roger Otávio Pires Montes - 2015.pdf: 8169771 bytes, checksum: e580ffb280dfa5136f41ab38cf0aec4e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-23T11:04:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Roger Otávio Pires Montes - 2015.pdf: 8169771 bytes, checksum: e580ffb280dfa5136f41ab38cf0aec4e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-23T11:04:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Roger Otávio Pires Montes - 2015.pdf: 8169771 bytes, checksum: e580ffb280dfa5136f41ab38cf0aec4e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-05-25 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / This master’s thesis analyses the free and forced nonlinear vibrations of a simply supported functionally graded cylindrical shell which the material’s properties are described by gradient’s law along the shell’s thickness. The nonlinear equations of motion are obtained using nonlinear theories Donnell and Sanders, where the field displacements and field strain of nonlinear Donnell’s shallow shell theory is obtained as a simplification of the nonlinear Sanders’s formulation. The effects of the internal fluid, that is incompressible, irrotational and inviscid and it has been described as a potential velocity to consider the fluid-structure interaction, and the influence of a thermal field in the nonlinear dynamic behavior of the functionally graded cylindrical shell will be investigated. It is developed a low-dimensional model, wherein the shell of the system equilibrium equations is solved by an analytical procedure, which yields the longitudinal and circumferential displacement field as a function of transverse displacement, satisfying the boundary conditions problem. The determination of transverse displacement is obtained by the perturbation techiniques, which enables the achievement of the main nonlinear modes that should be present in the displacement fields of the functionally grade cylindrical shell. To analyze the nonlinear free vibration, it is applied the Galerkin-Urabe method to obtain the system of non-linear algebraic equations, and then resolved by the Newton-Raphson method. The results show the influence of functional gradation, geometry, the effect of the internal fluid, considering a fluid-filled shell, and the thermal action of the nonlinear free vibrations of the shell by the frequency-amplitude relations. Finally, a parametric analysis to study the nonlinear forced vibrations of the cylindrical shell subjected to a harmonic loading side for some geometric relations is conducted. In this case the system of ordinary differential equations of second order in time is obtained from the application of the Galerkin method and integrated over time from the Runge-Kutta fourth order method. The results evaluates the influence of the internal fluid and the thermal effects in the nonlinear oscillation of functionally graded cylindrical shell, using the resonances’ curves, the basins’ attraction, time responses and the phase portraits. / Nesta dissertação são analisadas as vibrações, livres e forçadas, não lineares de uma casca cilíndrica simplesmente apoiada feita com um material com gradação funcional, que as propriedades dos materiais constituintes são descritas por determinadas leis de gradação ao longo da espessura. As equações não lineares de movimento são obtidas utilizando-se as teorias não lineares de Donnell e de Sanders, sendo que os campos de deslocamentos e as deformações referentes à teoria não linear de Donnell para cascas abatidas podem ser obtidos como uma simplificação da formulação não linear de Sanders. Serão investigados os efeitos da presença de um fluido interno, incompressível, não viscoso e irrotacional, sendo descrito a partir de um potencial de velocidade, considerando a interação fluido-estrutura, além da influência de um campo térmico no comportamento dinâmico não linear da casca cilíndrica com gradação funcional. É desenvolvido um modelo de baixa dimensão, em que o sistema de equações de equilíbrio da casca é resolvido através de um procedimento analítico, o qual permite obter os campos de deslocamento axial e circunferencial em função dos deslocamentos transversais, além de atender as condições de contorno do problema. A determinação dos deslocamentos transversais é feita a partir do método da perturbação, o qual possibilita a obtenção dos principais modos não lineares que devem estar presentes nos campos de deslocamentos da casca cilíndrica. Para analisar as vibrações livres não lineares, aplica-se o método de Galerkin-Urabe para se obter o sistema de equações algébricas não lineares, sendo, em seguida, resolvido a partir do método de Newton-Raphson. Os resultados mostram a influência da gradação funcional, da geometria, do efeito do fluido interno, considerando uma casca totalmente preenchida, e da ação térmica nas vibrações livres não lineares da casca por meio das relações frequência-amplitude. Por fim, é feita uma análise paramétrica das vibrações forçadas não lineares da casca cilíndrica submetida a um carregamento lateral harmônico para algumas relações geométricas. Neste caso o sistema de equações diferenciais ordinárias de segunda ordem no tempo é obtido a partir da aplicação do método de Galerkin e integrado ao longo do tempo a partir do método de Runge-Kutta de quarta ordem. Da mesma forma avalia-se a influência do fluido interno e dos efeitos térmicos nas oscilações não lineares da casca cilíndrica com gradação funcional, utilizando-se as curvas de ressonância, as bacias de atração, as respostas no tempo e os planos fase.