Resumo: O desempenho operacional dos tratores agrícolas é dependente da interação dos rodados e a superfície de contato, sendo de extrema importância a seleção do tipo de pneu, pressão de inflação e lastragem para as diversas operações agrícolas, proporcionando maior eficiência de tração e menor compactação do solo, racionalizando assim, os custos operacionais do sistema produtivo. O presente trabalho teve como objetivo avaliar e correlacionar as metodologias de determinação das áreas de contato e deformações elásticas de pneus agrícolas em superfícies rígida e deformável, em função das pressões de inflação e das cargas radiais, com a finalidade de identificar a metodologia mais acurada e prática para cada condição de ensaio estático de pneus. O experimento foi realizado no Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agrícolas (NEMPA) da Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP, Câmpus de Botucatu, SP. Os pneus estudados foram do tipo R1 com as seguintes dimensões: pneu baixa pressão e alta flutuação (500/60-26.5) inflado com as pressões de 206,7 kPa, 103,3 kPa e 68,9 kPa; radial (14.9R26) com pressões de inflação de 186,1 kPa, 137,8 kPa e 68,9 kPa e diagonal (14.9-26) com pressões de 206,7 kPa, 137,8 kPa e 68,9 kPa; submetidos as cargas de 5 kN, 10 kN, 15 kN e 20 kN aplicadas por uma prensa hidráulica. As áreas de contato dos pneus agrícolas em superfície deformável foram obtidas em tanque de solo e em superfície rígida pelo método do pó, carbono e massa. Os valores das áreas de contato foram determinados por duas metodologias de cálculo: equação da elipse e digitalização das áreas. Os resultados permitiram concluir que a metodologia de cálculo das áreas de contato através da equação da elipse é confiável e prática para obter as áreas de contato dos pneus agrícolas... / Abstract: The agricultural tractor performance is depended of interaction among the tire and contact surface, and then, the selection of tire type, its inflation pressure and tractor ballast are very important to several conditions of agricultural operation, proportioning higher efficiency of machines and lower soil compaction, rationalizing the operations costs of crop systems. This present research had for main objective the evaluation and correlation of methodologies of tire/ground contact areas and elastic deformations of agricultural tires on rigid and deformable surfaces, in function of inflation pressures and ballasts, identifying the methodology most accuracy and practice for each condition of tire static test. The research was carried out at Agricultural Machinery and Tire Testing Center (NEMPA), Rural Engineering Department of Agronomic Science College, Sao Paulo State University (UNESP), Botucatu/SP, Brazil. The studied tires were of R1 type with the following dimensions: low pressure and high fluctuation tire (500/60-26.5) inflated with pressures of 206,7 kPa, 103,3 kPa and 68,9 kPa; radial ply (14.9R26) with inflation pressures of 186,1 kPa, 137,8 kPa and 68,9 kPa and bias ply (14.9-26) with pressures of 206,7 kPa, 137,8 kPa and 68,9 kPa. Four ballast conditions were applied on the wheels by hydraulic press: 5 kN, 10 kN, 15 kN and 20 kN. The contact areas of the agricultural tires on deformable surface were obtained in soil bin and on rigid surface by powder, carbon paper and modelling mass methods. The contact area values were determined by two calculus methodologies: ellipse equation and areas digitalization. The results of methodologies used to calculate the contact areas permit to conclude that ellipse equation can estimate with precision and practice the contact areas of agricultural tires... / Orientador: Kléber Pereira Lanças / Coorientador: Reginaldo Barboza da Silva / Banca: Afonso Lopes / Banca: Marcos Milan / Mestre

A determinação do estado de deformação de monocristais planos através da técnica pseudo-Kossel, combinada com o estudo do espalhamento difuso de raios X próximo a uma reflexão de Bragg, permite uma caracterização dos defeitos quanto a sua natureza, tamanho e simetria se houver poucas variedades de defeitos diferentes ou quando ocorrer a predominância de um deles. Estudamos monocristais de silício Czochralski dopados com antimônio ou com boro, e que também continham oxigênio e carbono devido ao processo de crescimento. Estas amostras apresentam aglomerados de defeitos pontuais com dimensões características em torno de 102 - 103 nm. Medidas de espalhamentos interplanares mostram que estas são mais fortemente influenciadas pela direção de crescimento que pela concentração de dopantes, e que as maiores alterações ocorrem à medida que 0 angulo entre a direção de crescimento e os planos diminuem. A partir das medidas dos espalhamentos interplanares podemos levantar 0 estado de deformação dos cristais através do tensor de \"strain\" e foi possível analisar a configuração \"stressstrain\". Desta análise obtivemos, além da variação do parâmetro de rede, 0 tensor de \"stress\" e dele 0 tensor momento de dipolo elástico P. 0 tensor P pode nos dar informações acerca da simetria do defeito &nos permitiu calcular 0 espalhamento difuso de raios X próximo de uma reflexão de Bragg. Vimos que algumas amostras estão deformadas numa configuração muito próxima daquela de cisalhamento simples e que a simetria do tensor P indica que em praticamente todas as amostras tem uma variedade grande de defeitos diferentes. Uma das amostras, Si com Sb (CSb= 8. 1018 dopantes/ Cm3)apresenta um tensor P pr6ximo daquele gerado por defeito que temsimetria ortorrombica e, para ela foram construidas curvas de isso intensidades em torno do ponto (004) da rede recíproca, calculados a partir das componentes de P, e que foram comparadas com as curvas de \"rocking\" experimentais. / The accurate determination of strain distributions in single crystals through the pseudo-Kossel technique together with the analysis of the diffuse X-ray scattering near a Bragg reflection permits the characterization (nature, size and shape) of predominant defects. Czochralski silicon single crystals doped by diffusion during growth with antimony and boron were studied. These samples presented clusters of 102 - 103 nm. Interplanar spacings determined by the pseudo- Kossel method showed a significant dependence on growth direction,planes parallel to growth direction were the most affected. From and the dipole tensor P determined. This dipole tensor was employed in the calculation of the diffuse X-ray scattering. For one of the samples Si:Sb P presents an orthorrombic simetry. The results for this sample were compared with experimental rocking.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Renato Manuel Natal Jorge

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2004 / Inclui bibliografia / Neste trabalho, apresenta-se o desenvolvimento de um elemento finito de placa para a análise de compósitos laminados usando a notação strain gradient. O elemento possui quatro nós com cinco graus de liberdade por nó, a saber: dois deslocamentos u e v no p / In this work is shown the development of a plate finite element for the analysis of a laminate composite using the strain gradient notation. The element is based in the first order shear deformation theory from the equivalent single layer hypothesis. This

Esta tese de doutorado estuda os pilares de pórtico de concreto armado submetidos à flexão composta oblíqua em situação de incêndio, levando em conta sua interação com o resto da estrutura. Nas análises, são considerados os fenômenos da não linearidade geométrica, a fissuração do concreto, a não linearidade física do material, a variação das propriedades mecânicas do concreto e do aço em função à temperatura, por exemplo, a diminuição da resistência, e do módulo de elasticidade, e a variação do diagrama tensão - deformação do concreto e do aço. Além disso, é considerada a variação das propriedades térmicas dos materiais concreto e aço, como calor específico, condutividade térmica e dilatação térmica. Inicialmente, são realizadas análises na seção transversal de pilares de concreto armado em situação de incêndio, submetidos à flexão composta obliqua, utilizando um código ou programa desenvolvido pelo autor desta tese. Nessas análises são consideradas a não linearidade física do material e a variação das propriedades mecânicas e térmicas do concreto e do aço. São analisados pilares em diversas situações, com foco nas tensões, deformações e os efeitos decorrentes às suas restrições. Posteriormente, são realizadas análises termomecânicas ou termestruturais de pórticos bidimensionais e tridimensionais de concreto armado utilizando o programa DIANA Displacement Analyzer. Nessas análises são consideradas a não linearidade geométrica, a não linearidade física do material e a variação das propriedades mecânicas e térmicas do concreto e do aço. É realizado um estudo detalhado com ênfase nos efeitos das restrições axiais e rotacionais às deformações térmicas, avaliando suas consequências na capacidade resistente e no comportamento dos pilares de concreto armado em situação de incêndio. São analisadas diversas estruturas considerando incêndios localizados em compartimentos delas e são avaliados os esforços decorrentes da interação entre os pilares e o resto da estrutura. Finalmente, dos resultados obtidos nas análises realizadas no DIANA Displacement Analyzer, são calculados os valores das forças solicitantes, forças resistentes e são apresentadas algumas relações importantes entre elas. / This doctoral thesis studies columns in reinforced concrete frames in fire situation subjected to combined axial and flexural loads, considering their interaction with the structure. In the analyzes, geometric non-linearity, material non-linearity, concrete cracking, and mechanical properties of concrete and steel, are considered varying with temperature, e.g. strength and young\'s module loss and the stress-strain curves. In addition, variations of the thermal properties are considered, e.g. specific heat, thermal conductivity, and thermal elongation. Initially, cross-sectional analysis of reinforced concrete columns in fire situation, submitted to combined axial and flexural loading are performed. The performance is done, using a code or program developed by the author of this thesis. In these analyzes the physical non-linearity of the material and the variation of the mechanical and thermal properties of the concrete and the steel are considered. Columns are analyzed in different situations, with focus on stresses, strains and the effects of the restrains. Subsequently, thermomechanical analyzes of two-dimensional and three-dimensional reinforced concrete frames are performed using the DIANA Displacement Analyzer program. In these analyzes the geometric non-linearity, the physical non-linearity of the material and the variation of the mechanical and thermal properties of the concrete and steel are considered. A detailed study is conducted with emphasis on the effects of axial and rotational restraints, evaluating its consequences on the resistance and the behavior of the reinforced concrete columns in fire situation. Several structures are analyzed considering fires located in compartments of them and are evaluated the forces resulting from the interaction between the columns and the rest of the structure. Finally, from the results obtained in the analyzes carried out in DIANA Displacement Analyzer, the values of the loading forces, resistant forces, and some important relations between them are calculated.

Orientadores: Eder Lima de Albuquerque, Leandro Palermo Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-15T14:43:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_Adrianados_D.pdf: 2025685 bytes, checksum: f44ef47ff8671c2244a0b67e8e7c3fe4 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho é apresentada uma análise, através do método dos elementos de contorno, de problemas estáticos em placas anisotrópicas sob flexão. As formulações dos elementos de contorno é desenvolvida usando soluções fundamentais para elasto-estática e são utilizados apenas elementos quadráticos descontínuos (3 nós por elementos). As integrais de superfície provenientes das cargas de domínio, são transformadas em integrais de contorno usando o método da integração radial. São estudadas três formulações: a formulação clássica ou de placas finas, a formulação de três parâmetros e a formulação de placas espessas ou placas com efeito da deformação por cortante ou teoria de primeira ordem. São apresentados detalhes das deduções das soluções fundamentais para a teoria clássica e para a teoria de primeira ordem. A solução fundamental da teoria clássica é obtida usando variáveis complexas. Para o caso da teoria de primeira ordem, o operador de Hörmander é usado para transformar os sistema de equações diferenciais parciais que representa as equações de equilíbrio em apenas uma equação diferencial parcial. Usando a transformada de Radon, essa equação diferencial parcial é reduzida a uma equação diferencial ordinária. A formulação desenvolvida é aplicada no cálculo de deslocamentos, tensões e momentos de estruturas planas de materiais compósitos laminados submetidos a cargas distribuídas no domínio da estrutura. Os resultados obtidos são comparados com resultados analíticos disponíveis na literatura, com o método de elementos finitos e com o método sem malhas. Em geral há uma boa concordância com os resultados da literatura / Abstract: This work presents an analysis, using the boundary element method, of static problems of anisotropic plate bending. Boundary element formulations are developed using fundamental solutions for elasto-statics and only discontinuous quadratic elements (three nodes per element) are used. Surface integrals that come from domain loads are transformed into boundary integrals using the radial integration method. Three formulations are studied: the classic formulation or of thin plate theory, the formulation of three parameters, and the formulation of thick plates, or plate with the effect of transversal shear deformation or first order theory. Details of the derivation of the fundamental solutions are presented to the classical and first order theory. The fundamental solution of the classical theory are obtained using complex variables. In the case of thick plates, the Hörmander operator is used to trans- form the partial differencial equation system that represents the equilibrium equation in only one partial differential equation. Using Radon transform, this partial differential equation is reduced to an ordinary differential equation. The developed formulations are applied to compute displacements, stresses and moments of laminated composite structures submitted to transversal loads in the structure domain. Results are compared with analytical results available in literature, with finite element method, and meshless method. In general there is a good agreement between the results obtained in this work and those available in literature / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : João Mauricio Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T08:57:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 David_SergioAdriani_D.pdf: 6908391 bytes, checksum: 3f7717f958c96997fd34af75cca160e5 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho desenvolveu-se a modelagem dinâmica de estruturas flexíveis, a investigação de seu comportamento não linear por meio de simulações numéricas e a validação experimental através da montagem de um protótipo. Ressalta-se que em se tratando de sistemas não lineares, embora existam métodos de procedimento, não existe uma teoria única que possa atender às diferentes aplicações e necessidadesde análise não linear. Dessa maneira, abordou-se formas específicas de se tratar duas aplicações distintas, uma envolvendo manipuladores robóticos flexíveis e a outra um oscilador mecânico flexível. Desenvolveu-se ferramentas de modelagem, simulação, análise e implementação. A aplicação envolvendo o oscilador mecânico flexível teve âmbitos experimentais e os resultados de alguns ensaios sugerem uma boa concordância com o modelo teórico. Os resultados obtidos desse trabalho e o aparato experimental montado, ambos, permitem que diversas investigações futuras ainda possam ser realizados definidas e podem agregar conhecimento sobretudo aos interessados em temas relacionados à estruturas flexíveis e análise não linear / Abstract: This work deserihes the dynamic modeling of flexible structures. the investigation about its nonlinear behaviour through numerical simulations and the construction of an experimental appararus in order to validate the model. I outline the fact that to deal with nonlinear systems, although there are conduct method, there isn't a unique theory that could to attend to different applications and necessities of nonlinear analysis. For this reason, specific approach had been presented to deal with two applications, flexible robot manipulators and flexible mechanical oscillator. Dynamic modeling, numerical simulation, analysis and implement are performed. The application which involves the flexible mechanical oscillator have experimental scope and the results have showed a good agreement with the theoretical model. The results obtained and the experimental apparatus COnstructed. both, allow sundry future investigations and can add knowledge specially to the interested in flexible structures and nonlinear analysis / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Maria Campos dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rizzatti_Luciano_M.pdf: 4568270 bytes, checksum: 355f300e3ff2990b56197b32d323e5eb (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se um elemento finito contendo uma trinca na região central, o qual permite simular o comportamento dinâmico para qualquer comprimento de trinca. O elemento simula o comportamento de uma viga de seção retangular sujeita a esforços de flexão e axiais com três graus de liberdade por nó e incorpora os efeitos de cisalhamento e zona plástica na ponta da trinca. O modelo foi implementado em ambiente MATLAB e os resultados de simulações numéricas são comparados com os valores disponíveis na literatura. Os valores numéricos são comparados também com os das análises modais experimentais realizados com vigas de seção retangular contendo diferentes comprimentos de trinca. Os resultados obtidos mostram uma boa concordância entre os modelos numéricos e experimentais, revelando que o modelo desenvolvido pode contribuir para a previsão de falha estrutural devido à existência de trincas / Abstract: This investigation describes a beam finite element with crack in central region, for the numerical analysis of the dynamic behavior for any crack length. The element simulates the dynamic behavior of a rectangular section beam with three degree of freedom per node and includes the shear effects and plastic zone at crack tip. The model was implemented in MATLAB environment and it was validated comparing the numerical simulations with results available in the literature. The simulated results are also compared with an experiment performed with rectangular section beams containing different crack length. A modal experimental analysis was performed and it was obtained the experimental modal data, which was compared with values from numeric simulation. The results obtained shown a good agreement between the numeric and experimental model results, which contributes to progress of structural failure prediction due the presence of cracks / Mestrado / Mecanica dos Solidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Luiz Antunes de Oliveira e Sousa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T20:17:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_LuizCarlosde_D.pdf: 2783638 bytes, checksum: 47822aa8fa42d03820ad07cb23b721a2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Esse trabalho pretende contribuir para a interpretação do comportamento de estruturas de concreto a partir da utilização de técnicas de análise inversa. Estas técnicas permitem a determinação consistente dos diversos parâmetros envolvidos em seus modelos matemáticos, tomando-se por base a observação de estruturas de concreto. A utilização desses procedimentos permite a identificação de parâmetros envolvidos no cálculo de deformações e deslocamentos das estruturas de concreto armado. Para este fim foi desenvolvido um programa computacional para identificação desses parâmetros integrando a análise via elementos finitos e a minimização da função erro estabelecida entre as variáveis calculadas e as medidas. O programa foi testado com dados de ensaios e modelos teóricos, para materiais com comportamento elástico linear isotrópico ou ortotrópico, embora o método de estimativas de parâmetros, de forma iterativa e incremental, seja também aplicável a problemas com não-linearidades. Neste trabalho o método é aplicado também para ajustes de modelos de fluência em concreto. Apresentam-se, por último, a relevância do sistema desenvolvido, bem como algumas perspectivas para complementações futuras / Abstract: This work is intended to contribute to the interpretation of concrete structures using inverse analysis techniques. These techniques allow a consistent determination of the several parameters involved in the mathematical models, starting from the observation of concrete structures. The use of these procedures led to the identification of the parameters involved in the computation of strains and displacements of reinforced concrete structures. For this, a computational program has been developed to identify the parameters, integrating the finite element analysis and the minimization of the error between computed and observed variables. The program has been validated with test data and theoretical models for linear elastic, isotropic or anisotropic materials, although the parameter estimation method is applicable also to nonlinear problems. In this work, the method is applied also to fit creep models for concrete. The main conclusions and perspectives for future development are presented. / Doutorado / Engenharia de Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

O trabalho se baseia em uma formulação numérica (Método dos Elementos Finitos Posicional) que é combinada a um modelo viscoelástico adequado (Kelvin-Voigt adaptado), o que direciona para o cumprimento do objetivo: a simulação de sólidos viscoelásticos em deformações finitas e de fluidos viscosos. A formulação desenvolvida é Lagrangeana total descrita para posições, permitindo aplicações em não linearidade dinâmica (com a utilização do método de Newton-Raphson para solução do sistema de equações não lineares e integração temporal via algoritmo implícito de Newmark) e sua combinação com um modelo viscoelástico coerente é deduzida neste trabalho. Inicialmente, são resolvidos problemas com elemento de chapa bidimensional, porém o elemento finito final utilizado é de sólido prismático de base triangular. Dois modelos são adotados para consideração do comportamento viscoelástico, (i) um modelo modificado de Kelvin-Voigt associado ao modelo constitutivo de Saint-Venant-Kirchhoff e (ii) um modelo visco-hiperelástico completo coerente para deformações finitas desenvolvido a partir da decomposição multiplicativa sobre o gradiente da função mudança de configuração em uma parcela volumétrica e duas isocóricas. Foram selecionados e comentados 15 exemplos em detalhe, abrangendo todas as etapas desta pesquisa, com problemas elásticos, dinâmicos, viscoelásticos em pequenas e grandes deformações, de flexão, de impacto e de fluidos viscosos. Os resultados obtidos para os exemplos de validação foram satisfatórios, coerentes com as referências, e o conjunto das análises conduzidas mostram a potencialidade da formulação alternativa desenvolvida neste trabalho. / The work is based on a numerical formulation (Positional Finite Element Method) combined with a suitable viscoelastic model (adapted Kelvin-Voigt), what directs to achieving its main goal: the simulation of viscoelastic solids in finite strain and of viscous fluids. The developed formulation is total Lagrangian described for positions, allowing applications in nonlinear dynamics (using the Newton-Raphson method for solution of the system of nonlinear equations, and performing time integration via an implicit Newmark algorithm); its combination with adequate viscoelastic model is shown step-by-step in this work. Initially, problems are solved using two-dimensional plate element, but the final finite element is a triangular-based prismatic solid. Two models are adopted in order to consider the viscoelastic behavior, (i) a modified Kelvin-Voigt model associated with the Saint-Venant-Kirchhoff constitutive model, and (ii) a coherent visco-hyperelastic model for finite deformations developed from the multiplicative decomposition over the deformation gradient in one volumetric and two isochoric parts. 15 examples were selected and commented in detail, comprehending all stages of this research, solving problems that are elastic, dynamic, viscoelastic under small and large strain, under flexural behavior, submitted to impact, and of viscous fluids problems. The results obtained for the validation examples were satisfactory, consistent with the references, and the whole of the conducted analysis shows the potentials of the alternative formulation developed in this work.