O objetivo precípuo deste estudo é a implementação computacional de modelos constitutivos elásticos e elastoplásticos para materiais com gradação funcional em regime de grandes deslocamentos e elevadas deformações. Para simular numericamente um problema estrutural, são empregados aqui elementos finitos sólidos (tetraédrico e hexaédrico) com ordem de aproximação polinomial qualquer. Grandezas da Mecânica Não Linear do Contínuo, como deformação e tensão, são utilizadas na formulação deste estudo. Para reproduzir os grandes deslocamentos, é empregada a análise não linear geométrica. A descrição adotada aqui é a Lagrangiana total, e o equilíbrio da estrutura é expresso pelo Princípio da Mínima Energia Potencial Total. Com relação à resposta elástica do material, são usadas leis constitutivas hiperelásticas, nas quais a relação tensão-deformação é obtida a partir de um potencial escalar. O comportamento elastoplástico do material é definido pela decomposição da deformação nas parcelas elástica e plástica, pelo critério de plastificação de von-Mises, pela lei de fluxo associativa, pelas condições de consistência e de complementaridade, pelo parâmetro de encruamento isotrópico e pelo tensor das tensões inversas, relacionado ao encruamento cinemático. Duas formulações elastoplásticas são utilizadas aqui: a de Green-Naghdi, na qual a deformação é decomposta de forma aditiva; e a hiperelastoplástica, em que o gradiente é decomposto de forma multiplicativa. É empregado também o conceito de material com gradação funcional (GF), a qual é definida como a variação gradual (contínua e suave) das propriedades constitutivas do material. A solução numérica do equilíbrio de forças é feita via método iterativo de Newton-Raphson. Para satisfazer o critério de plastificação, são utilizadas as estratégias de previsão elástica, e de correção plástica via algoritmos de retorno. Basicamente foram desenvolvidos cinco programas computacionais: o gerador automático das funções de forma; o gerador de malhas de elementos finitos sólidos; o código para análise de materiais em regime elástico; o código para análise de materiais em regime elastoplástico; e o programa de pós-processamento. Além desses, o aluno teve contato com os programas EPIM3D e DD3IMP ao longo de seu estágio de doutorado na Universidade de Coimbra (Portugal). Os programas EPIM3D e DD3IMP são empregados para analisar, respectivamente, materiais em regime elastoplástico, e processos de conformação de metais. Para o problema da barra sob tração uniaxial uniforme, são descritas equações e soluções analíticas para materiais homogêneos e com GF em regime elastoplástico. Para reduzir o tempo de simulação, foi empregada a programação em paralelo. De acordo com os resultados das simulações numéricas, as principais conclusões são: o refinamento da malha de elementos finitos melhora a precisão dos resultados para materiais em regimes elástico e elastoplástico; as formulações elastoplásticas de Green-Naghdi e hiperelastoplástica parecem ser equivalentes para pequenas deformações; a formulação hiperelastoplástica é equivalente ao modelo mecânico dos programas EPIM3D e DD3IMP para materiais em regime de pequenas deformações elásticas; foram constatados ganhos significativos, em termos de tempo de simulação, com a paralelização dos códigos computacionais de análise estrutural; e os programas desenvolvidos são capazes de simular - com precisão - problemas complexos, como a membrana de Cook e o cilindro fino transversalmente tracionado. / The main objective of this study is the computational implementation of elastic and elastoplastic constitutive models for functionally graded materials in large deformation regime. In order to numerically simulate a structural problem, the finite elements used are solids (tetrahedric and hexahedric) of any order of approximation. Entities from Nonlinear Continnum Mechanics, as strain and stress, are used in the present formulation. To reproduce the finite displacements, the geometrically nonlinear analysis is employed. The description adopted here is the total Lagrangian, and the structural equilibrium is expressed by means of the Principal of Minimum Total Potential Energy. Regarding the elastic material response, hyperelastic constitutive laws are used, in which the stress-strain relation is obtained from a scalar potential. The elastoplastic material behavior is defined by the strain decomposition in the elastic and plastic parts, by the von-Mises yield criterion, by the associative flow law, by the consistency and complementarity conditions, by the isotropic hardening parameter, and by the backstress tensor, related to the kinematic hardening. Two elastoplastic formulations are used here: the Green-Naghdi one, in which the strain is additively decomposed; and the hyperelastoplasticiy, in which the gradient is multiplicatively decomposed. The concept of functionally graded (FG) material, in which the constitutive properties vary gradually (continuous and smoothly), is also used. The numerical solution of the forces equilibrium is obtained via Newton-Raphson iterative procedure. In order to satisfy the yield criterion, the strategies of elastic prediction and plastic correction (via return algorithms) are used. Basically, five computer codes have been developed: the automatic shape functions generator; the solid mesh generator; the code for analysis of materials in the elastic regime; the code for analysis of materials in the elastoplastic regime; and the post-processor. Besides these, the student had contact with the programs EPIM3D and DD3IMP during his doctoral stage in the University of Coimbra (Portugal). The programs EPIM3D and DD3IMP are employed to analyze, respectively, materials in the elastoplastic regime, and sheet-metal forming processes. For the problem of the bar under uniform uniaxial tension, equations and analytical solutions are described for homogeneous and FG materials. To reduce the simulation time, the parallel programming has been employed. According to the numerical simulation results, the main conclusions are: the results accuracy is improved with mesh refinement for materials in the elastic and elastoplastic regimes; the Green-Naghdi elastoplastic formulation and the hyperelastoplasticity appear to be equivalent for small strains; the hyperelastoplastic formulation is equivalent to the mechanical model of the programs EPIM3D and DD3IMP for materials the small elastic strains regime; simulation time reduction has been obtained with the parallelization of the computer codes for structural analysis; the developed programs are capable of simulating, precisely, complex problems, such as the Cook\'s membrane and the pulled thin cylinder.

In this thesis we review some aspects of Yang-Baxter deformations of semi-symmetric space sigma models. We start by giving a short review of the sigma model description of superstrings and then we offer a self contained introduction to the Yang-Baxter deformation technique. We then show how to obtain an integrable deformation of the hybrid sigma model. Also, we show that the gravity dual of beta-deformed ABJM theory can be obtained as a Yang-Baxter deformation. This is done by selecting a convenient combination of Cartan generators in order to construct an Abelian r-matrix satisfying the classical Yang-Baxter equation. / Nesta tese revisamos alguns aspectos das deformações de Yang-Baxter de modelos sigma em espaços semi-simétricos. Damos uma breve revisão do modelo sigma de supercordas e, em seguida, oferecemos uma introdução ao método de deformação de Yang-Baxter. Em seguida, mostramos como obter uma deformação integrável do modelo sigma híbrido. Além disso, mostramos que o dual gravitacional da teoria ABJM beta-deformada pode ser obtida como uma deformação de Yang-Baxter. Isso é feito selecionando-se uma combinação conveniente de geradores de Cartan para construir uma matriz r Abeliana satisfazendo a equação clássica de Yang-Baxter.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-03-28T16:43:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseProcessoDifusao.pdf: 3756310 bytes, checksum: 8cd34e08049654cc3893cc5bef63c613 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-02T15:10:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseProcessoDifusao.pdf: 3756310 bytes, checksum: 8cd34e08049654cc3893cc5bef63c613 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-02T15:10:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseProcessoDifusao.pdf: 3756310 bytes, checksum: 8cd34e08049654cc3893cc5bef63c613 (MD5) Previous issue date: 1999-02-02 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPESP - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo / A imposição de uma ampla gama de condições operacionais em processos de fundição e lingotamento tem como decorrência direta a geração de uma diversidade de estruturas de solidificação. Parâmetros estruturais como tamanho de grão e espaçamento interdendrítico são bastante influenciados pelo comportamento térmico do sistema metal/molde durante a solidificação, impondo, conseqüentemente, uma correlação estreita entre este e a microestrutura resultante. As propriedades mecânicas de uma liga em seu estado bruto de solidificação dependem do arranjo microestrutural que se define no processo de solidificação. Nestas condições, tamanho de grão, espaçamentos interdendríticos, eventuais porosidades, produtos segregados e outras fases, é que irão definir o comportamento mecânico da liga, representado por tensões e/ou deformações. Expressões que correlacionam o comportamento mecânico com parâmetros da microestrutura são muito úteis para se buscar uma forma de planejamento prévio das condições de solidificação, em função de um determinado nível de resistência mecânica que se pretenda alcançar, ou seja, estabelecer um caminho de programação da microestrutura e das propriedades mecânicas. Neste particular, a literatura apresenta relações entre o limite de escoamento do material com o tamanho de grão, como a conhecida equação de Hall-Petch. Este trabalho avança nessa direção na busca de relações entre comportamento mecânico no campo plástico, espaçamentos dendríticos secundários e condições de solidificação. Para a análise de uma importante variável da solidificação em moldes de boa difusividade de calor, qual seja o coeficiente de transferência de calor metal/molde (hi), foram escolhidas como base de estudo ligas do sistemas Sn-Pb com composições Sn- 5% Pb, Sn- 10% Pb; Sn- 20% Pb; Sn- 38,1% Pb (eutética) além do elemento estanho. Essa escolha decorreu da facilidade de manipulação dessas ligas em laboratório e principalmente por possuírem propriedades termofisicas conhecidas. Neste particular foram investigadas as influências das seguintes condições operacionais sobre hi, espessura do molde, superaquecimento do metal líquido e magnitude do intervalo de solidificação. O confronto de resultados experimentais relativos à distribuição de temperaturas no metal e no molde durante a solidificação e resultados de simulação com um modelo numérico permitiram a obtenção de expressões, para cada caso, relacionando hi em função do tempo. Foi também analisada a transferência de calor da superfície externa do molde para o meio ambiente e desenvolvidas expressões que correlacionam o coeficiente de "transferência de calor molde/ambiente hAmb também em função do tempo. Para a correlação de parâmetros de estrutura dendrítica e propriedades mecânicas foram escolhidas as seguintes ligas do sistema Al-Cu: Al- 4,5% Cu; Al- 15% Cu. A mesma análise referente a h1 e hAmb já mencionada foi estendida a essas ligas incluindo a liga de composição eutética (Al- 33% Cu) e o alumínio puro. Apoiados em resultados de ensaios de solidificação padronizados, espaçamento dendrítico secundário (EDS), e apoiados em modelos matemáticos de transferência de calor e de crescimento dendrítico, desenvolveram-se expressões correlacionando o limite de resistência à tração (σu) e o alongamento específico (δ) como função de variáveis do sistema metal/molde, estabelecendo-se um caminho de programação da estrutura dendrítica e do nível de resistência como função de condições operacionais pré-estabelecidas no processo de solidificação. / Correlation among solidification conditions, microstructure and mechanical behavior / The imposition of a wide range of operational conditions in foudry and static casting generates, as a direct consequence, a diversity of solidification structures. Structural parameters such as grain size and interdendrictic spacings are highly influenced by the thermal behavior of the metal/mold system. during solidification, consequently imposing a close correlation between the described system and the resulting microstructure. The mechanical properties of an alIoy in its crude state of solidification depend on the microstructural arrangement defined in the solidification process. Under the circumstances, the mechanical behavior of the alIoy, represented by stresses and/or strains, wilI be defined by grain size, interdendritic spacings, casual porosities, segregated products and other phases. Expressions correlating the mechanical behavior with microstructural parameters are very useful in order to search for a type of previous planning of the solidification conditions in terms of a determined leveI of mechanical resistance which is intended to be attained, e.g. to settle a way of programming the microstructure and the mechanical properties as well. Particularly, the literature in this field presents relations between the yield strength of the material and the grain size, such as the renowned HalI-Petch's equation. The present work advances in that direction, in search of relations among mechanical behavior in the plastic field, secondary dendritic spacings and solidification conditions. In order to analyze an important variable of solidification in molds with good heat diffusivity, like the metal/mold heat transfer coefficient, alloys of the Sn-Pb system - with compositions Sn- 5%Pb, Sn- 10%Pb, Sn- 20%Pb, Sn- 38,1%Pb (eutectic) - besides the element tin, were chosen. The choice was made because such alloys are easily handled in laboratory and chiefly because their thermophysical properties are well known. Particularly the influences of the following operational conditions on hi were investigated: mold thickness, liquid metal superheating and magnitude of the solidification range. Experimental results related to the distribution of temperatures in metal and mold during solidification, as compared with the results of simulation with a numerical model, made it possible to attain of expressions, for each case, by relating hi in terms of time. Heat transfer from the external surface of the mold to the environment was also analyzed; in the same manner, expressions were developed correlating the mold/environment heat transfer coefficient hAmb in terms of time as well. To correlate parameters of dendritic structures and mechanical properties, the following alloys of the Al-Cu system were chosen: Al- 4,5%Cu; Al- 15%Cu. The same aforementioned analysis referring to hi and hAmb was extended to those alloys including the one of eutectic composition (Al- 33%Cu) and pure aluminum. Based upon results of standardized solidification tests, secondary dendritic spacing ( EDS ) and upon mathematical models of heat transfer and dendritic growth, expressions were developed correlating the ultimate tensile strength (σu) and specific elongation (δ) as a function of variables of the metallmold system. Thus it was a way towards the programming of the dendritic structure and the leveI of resistance as a function of preestablished operational conditions in the solidification process.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-03-28T17:05:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseResistenciaCorrosao.pdf: 6473132 bytes, checksum: 4a83f2ee43a0dcb1257ada308b39c480 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-02T15:15:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseResistenciaCorrosao.pdf: 6473132 bytes, checksum: 4a83f2ee43a0dcb1257ada308b39c480 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-02T15:15:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseResistenciaCorrosao.pdf: 6473132 bytes, checksum: 4a83f2ee43a0dcb1257ada308b39c480 (MD5) Previous issue date: 2001-01-12 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O revestimento de Al55-Zn apresenta uma resistência à corrosão atmosférica em média doze vezes superior à do revestimento galvanizado. Entretanto, após deformação mecânica, o revestimento de Al55-Zn apresenta microtrincas que comprometem a sua resistência à corrosão. Neste trabalho estudou-se a variação na resistência à corrosão do revestimento de Al55-Zn após deformação sob tração ou dobramento e a influência de tratamentos térmicos a '200 GRAUS' e a '360 GRAUS' durante 16h na resistência à corrosão do revestimento antes e depois das deformações. Para isso, um grupo de amostras do material foi deformado sob tensão de tração até 10% ou 15% de seu comprimento inicial e outro grupo foi dobrado até '90 GRAUS' ou '180 GRAUS'. A variação na resistência à corrosão do revestimento foi analisada através das técnicas de extrapolação de Tafel e de espectroscopia de impedância eletroquímica. Como resultado, observou-se que tanto a deformação axial quanto o dobramento do material reduzem a sua resistência à corrosão. Após o tratamento térmico a '360 GRAUS' as amostras deformadas até 10% ou 15% recuperaram a sua resistência à corrosão, entretanto, as amostras dobradas até '90 GRAUS' ou '180 GRAUS' apresentaram apenas uma recuperação parcial na sua resistência à corrosão após os tratamentos térmicos. / Analysis of the corrosion resistance of the 55AI-Zn coating on carbon steel after mechanical deformation and heat treatment The atmospheric corrosion resistance of 55%Al-Zn alloy coating on average is twelve times that of an equal thickness of galvanized coating. However, it has been shown that microcracks were observed at all levels of strain under simple uniaxial tension. Our research has been focused on determining the degree of corrosion experienced by these coatings after deformation under simple tension or bending and how much the heat treatment at '200 DEGREES' or '360 DEGREES' for 16h can influence the corrosion resistance of the coating. The coated sheet samples were strained to 10% or 15% engineering strain while another group of samples was bent to bend angles of '90 DEGREES' or '180 DEGREES'. The corrosion resistance of the samples was evaluated trhough Tafel extrapolation and electrochemical impedance spectroscopy methods. As a result, it was observed that both the straining and the bending of the coating reduces its corrosion resistance. After the heat treatment at '360 DEGREES' the samples strained to 10% or 15% recover their corrosion resistance, but the specimens bended to '90 DEGREES' or '180 DEGREES' recuperate only partially the corrosion resistance after the heat treatments.

Atualmente existem diversas aplicações envolvendo estmturas flexíveis, principalmente nos domínios da robótica ou ciência espacial. Geralmente, há a necessidade de projetar controladores para atenuarem, de forma ativa, as vibrações oriundas da ativação dos modos de vibração da estrutura, ativação esta provocada por algum esforço externo. A eficiência do controlador e, conseqüentemente, a sua aplicabilidade na prática dependem fundamentalmente da existência de um modelo dinâmico que seja realista e preditivo. Isto deve-se ao fato de que, significativas diferenças entre o modelo nominal (planta nominal) e a planta física podem fazer com que a lei de controle, projetada para o modelo nominal, leve a dinâmica do sistema em malha fechada à instabilidade. Portanto, dentre as etapas de um projeto envolvendo estruturas flexíveis, a fase de obtenção de um modelo dinâmico é fundamental. Entretanto, ao se realizar uma pesquisa bibliográfica envolvendo estruturas flexíveis, percebe-se um grande número de artigos devotados à teoria de controle, principalmente a partir dos anos oitenta, mas pouco se tem publicado especificamente sobre modelagem. Este foi o principal aspecto motivador da realização da presente dissertação, cujo primeiro objetivo é avaliar diversas técnicas de modelagem dinâmica para um tipo de estrutura que encontra bastante aplicação, principalmente no domínio da robótica flexível. Uma formulação analítica é desenvolvida, sendo determinadas assim as funções de transferência analíticas. Respostas freqüenciais oriundas destas funções de transferência servem de referência no processo de validação dos modelos, obtidos com as técnicas Formalismo Discreto {Lumped Mass Approach), Modos Assumidos e Deformações Polinomiais (derivada do método dos elementos finitos). Ao final, uma aplicação à robótica flexível é analisada sob a ótica da influência da dinâmica do atuador sobre a dinâmica estrutural. / Nowadays, several applications exist involvíng flexible structures, mainly in the domains of robotics or space sciences. Generally, it is necessary to project a control law to attenuate, in an active way, the vibrations originating from the structure modes activation, provoked by some externai effort. The efficiency of the control law, and consequently its practical implementation, depends fimdamentally on the existence of a realistic and predictive dynamic model. This happens because signifícant difFerences among the nominal model and the physical system may exist And so, the control law, projected for the nominal model, can lead the closed loop system to instability. Therefore, in a project involving flexible structures, the obtaining stage of a dynamic model is fundamental. However, when making a bibliographical research involving flexible structures, one noticed a great number of papers that deal with control theory, mainly starting at the eighties, but not many papers have specifícally been published on dynamic modeling. This was the main motivation aspect of the accomplishment of the present work, whose fírst objective is to evaluate several techniques of dynamic modeling for a structure with applications mainly in the domain of flexible robotics. An analytical formulation is developed and so, analytical transfer functions are determinated. Frequency responses obtained fi-om these transfer functions are references in the validation process of the models, obtained with the techniques Lumped Mass Approach, Assumed Modes and Polynomial Deformations (derived of the finite elements method). At the end, an application to the flexible robotics area is analyzed under the point of view of the actuator dynamics influence on the structural dynamics.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-24Bitstream added on 2014-06-13T20:13:41Z : No. of bitstreams: 1 faglioni_af_me_ilha.pdf: 903646 bytes, checksum: 2a7a4c8938756543768a8ed953a3b01d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho tem como objetivo principal a análise estática linear e não-linear física do comportamento de vigas de concreto armado, por meio do Método dos Elementos Finitos, utilizando o elemento finito prismático regular linear com oito nós para simular o concreto e o elemento finito de barra com dois nós para simular o aço. Na dedução das matrizes de rigidez do elemento finito prismático regular linear e do elemento de barra utiliza-se a formulação com coordenadas homogêneas, cujas funções aproximadoras contêm oito e dois monômios, respectivamente, extraídos do polinômio algébrico cúbico completo em x, y e z. Para a consideração não-linearidade física do concreto utiliza-se o critério de Mohr-Coulomb, permitindo representar a diminuição da rigidez em função da ruptura do material. Em relação à não-linearidade do aço é empregado o modelo elastoplástico com endurecimento linear. Para finalizar, apresentam-se exemplos que, comparados com resultados numéricos e experimentais de outros pesquisadores, comprovam a validade do modelo adotado neste trabalho. / The main objective of this work is the linear and physical non-linear static analysis of behaviour of reinforced concrete beams, by means of the Finite Element Method, using the linear regular prismatic finite element with eight nodes to simulate the concrete and the frame finite element with two nodes to simulate the steel. The formulation employing homogeneous coordinates, using approximating functions containing eight and two terms starting from the complete cubic algebraic polynomial in Cartesian coordinates x, y and z, is used to obtain the stiffness matrices for the linear regular prismatic finite element and for the frame element, respectively. The Mohr- Coulomb criterion is used to take into account the physical non-linearity of concrete, permitting to represent the decrease of stiffness in function of the material rupture. Towards the steel physical non-linear behaviour is taken the elastic-linear work hardening model. Finally, examples are presented that, compared with theoretical and experimental results of other researchers, prove the validity of the model adopted in this work.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-19Bitstream added on 2014-06-13T20:13:41Z : No. of bitstreams: 1 jodas_m_me_ilha.pdf: 1356266 bytes, checksum: 018e99760788ea15eba777612fafa224 (MD5) / Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) / As estruturas de concreto armado vêm se tornando cada vez mais esbeltas, aliadas ao menor tempo de execução das edificações e aos menores prazos de execução da fixação da alvenaria na estrutura, cada vez com mais freqüência observa-se a formação dos estados patológicos nas alvenarias. As estruturas de concreto armado apresentam progressivamente deformações mais acentuadas, fazendo com que as paredes de vedação trabalhem, oferecendo resistência a esses deslocamentos surgindo assim patologias que se apresentam na forma de fissuras na interface pilar/alvenaria. Desse modo, surge a necessidade de estudos das ligações empregadas na interface pilar/alvenaria, que têm por objetivo “solidarizar” estrutura e alvenaria, distribuindo as deformações excessivas da estrutura que se traduzem na forma de fissuras e com isso diminuir a ocorrência de patologias nas alvenarias de vedação. Para tal, foram desenvolvidos ensaios de diferentes formas de ligação da interface pilar/alvenaria de modo a avaliar a eficiência dos dispositivos empregados no mercado da construção de edifícios de São Paulo atualmente, como a tela metálica eletrosoldada. Numa primeira etapa foram realizados ensaios de arrancamento direto à tração, de modo a se estudar o comportamento do dispositivo quando submetido ao esforço de tração. Foram ensaiados também prismas de alvenaria, com diferentes dispositivos de ligação inseridos de modo a se avaliar as resistências à tração das ancoragens inseridas na junta de argamassa, e numa terceira etapa, foram realizados ensaios em pequenas paredes, para se determinar o desempenho das ancoragens na ligação de paredes e pilares de concreto armado, na situação real. / Structures of reinforced concrete are becoming more slender, associated to the short time of building construction and with the lesser periods of masonry fixation in the structure, each time with more frequency can be observed the formation of pathological state in masonry. The structures of reinforced concrete progressively presents more accentuated deformation, making masonry to work, offering strength to these displacements, creating pathology that appears like cracks in the interface of column/masonry. Thus, it is necessary to study the bonds used in the interface column/masonry, wich has as objective “join” the structure and the masonry, spreading the excessive deformations of the structure that comes up as cracks, and diminishing the occurrence of damages in the forbid masonry. In order to do this, different tests in the interface column/masonry were developed in order to evaluate the efficiency of device used in the civil construction in São Paulo, as tela metálica eletrosoldada. In the first step, pull-out tests were done to sutdy the behavior of the device when submitted to a tensile strength. Prisms were also tested, with different kinds of bond gadgets inserted in order to evaluate the resistance in a traction of devices in the anchorages inserted in the grouts, and in a third step, small walls were tested to analyze the behavior of anchorages in the bond of wall and column, in the real situation.

Apresenta-se neste trabalho a análise numérica de um edifício de 32 pavimentos, em concreto armado, situado na cidade do Recife. Primeiramente foi realizada a modelagem pelo método dos elementos finitos apenas para a estrutura em concreto. Em seguida realizou-se a modelagem considerando o efeito dos painéis de alvenaria de vedação no comportamento estrutural do edifício, através do modelo de barras diagonais equivalentes. E, depois, a modelagem mais refinada de alguns desses painéis, submetidos ao carregamento proveniente dos pórticos. Os resultados obtidos nos processamentos dos modelos com barras equivalentes e sem elas foram comparados entre si, a fim de se analisarem as reações de apoio e deslocamentos no topo do edifício para os dois modelos. Constatou-se um aumento na rigidez do edifício, bem como a redistribuição dos esforços. Foram analisados também os esforços nos painéis de alvenaria a fim de se verificar em que pavimentos e em que geometria de pórticos as alvenarias estavam sujeitas a maiores tensões / The work presents results from numerical analyses performed in a 32-storey reinforced concrete building in Recife. Numerical finite element analyses were performed taking into account the modeling of reinforced concrete members only as well as the masonry infill panels, considered as equivalent diagonal struts. It was also analyzed a more refined model consisting of isolated infill masonry panels subjected to frame loading from 3-D finite element analyses. Support reaction, stress resultants and displacements on the top of the buildings, obtained from performed analyses, were compared. An increase in building stiffness was observed as well as stress resultant redistribution. Infill masonry panel stresses were also investigated in order to find out the places where it is most stressed

Orientador: Rogério de Oliveira Rodrigues / Banca: Renato Bertolino Junior / Banca: Jorge Munaiar Neto / Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal a análise estática linear e não-linear física do comportamento de vigas de concreto armado, por meio do Método dos Elementos Finitos, utilizando o elemento finito prismático regular linear com oito nós para simular o concreto e o elemento finito de barra com dois nós para simular o aço. Na dedução das matrizes de rigidez do elemento finito prismático regular linear e do elemento de barra utiliza-se a formulação com coordenadas homogêneas, cujas funções aproximadoras contêm oito e dois monômios, respectivamente, extraídos do polinômio algébrico cúbico completo em x, y e z. Para a consideração não-linearidade física do concreto utiliza-se o critério de Mohr-Coulomb, permitindo representar a diminuição da rigidez em função da ruptura do material. Em relação à não-linearidade do aço é empregado o modelo elastoplástico com endurecimento linear. Para finalizar, apresentam-se exemplos que, comparados com resultados numéricos e experimentais de outros pesquisadores, comprovam a validade do modelo adotado neste trabalho. / Abstract: The main objective of this work is the linear and physical non-linear static analysis of behaviour of reinforced concrete beams, by means of the Finite Element Method, using the linear regular prismatic finite element with eight nodes to simulate the concrete and the frame finite element with two nodes to simulate the steel. The formulation employing homogeneous coordinates, using approximating functions containing eight and two terms starting from the complete cubic algebraic polynomial in Cartesian coordinates x, y and z, is used to obtain the stiffness matrices for the linear regular prismatic finite element and for the frame element, respectively. The Mohr- Coulomb criterion is used to take into account the physical non-linearity of concrete, permitting to represent the decrease of stiffness in function of the material rupture. Towards the steel physical non-linear behaviour is taken the elastic-linear work hardening model. Finally, examples are presented that, compared with theoretical and experimental results of other researchers, prove the validity of the model adopted in this work. / Mestre

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VEGA_Marcelo_2014.pdf: 9141409 bytes, checksum: fd60293925ed2e6a9d8df71ece7c06f5 (MD5) Previous issue date: 2014-08-18 / Financiadora de Estudos e Projetos / It is known that the formability of aluminum alloy AA1050 is not favored when sheets are produced by conventional rolling due to the appearance of intense cube texture {100} <100> after recrystallization heat treatment. The objective of this study was to investigate whether components of shear processes can improve this property. For this work two processes of plastic deformation introducing shear stresses were selected: Equal channel angular extrusion (ECAE) and asymmetric rolling; these processes were compared to conventional rolling. In conventional rolling deformation results mainly compressive stresses. In the ECAE process shear is induced in the intersection of two channels of the same geometry that intersect by an angle &#61542; In the asymmetric rolling the shear stress is basically increased due to the speed variation between the rolls. An AA1050 aluminum sheet produced by the twin roll casting process was used in this study. The deformations were performed basically in 4 paths: i) conventional rolling, 70% reduction, ii) ECAE 1-8 passes, iii) ECAE 1-4 passes followed by conventional rolling with reduction of 70% and iv) Asymetric Rolling with reductions 30-50%. The mechanical and microstructural characterization of the deformed state was performed and the formability after annealing heat treatment was studied. ECAE deformation reduced the grain size, which measured by EBSD and transmission electron microscopy yield 1 micrometer. The evolution of equivalent strain compared with the increase of the hardness indicated a grain size stabilization of the grain/cell after four ECAE extrusion passes. After 8 passes the fraction of high angle boundaries exceeded the low-angle boundaries, ie dynamic recrystallization occurred during deformation. The texture after one pass ECAE approached the ideal texture for a 120 ° ECAE die. For deformations with 4 - 8 ECAE passes, the texture evolved into scattering the orientations having the {111} plane parallel to the surface (&#61543; fiber), and into the formation of rotated cube {100} <110> and rotated Goss {110} <110> orientations. The conventional rolling after ECAE returned the orientations to typical rolling textures: brass, copper and Goss. Deformation by asymmetric rolling with a difference of tangential velocity of 1.2 imposed shear stress, but it was necessary to decrease the reduction rate from 10% to 5% per pass in order to appreciably modify the texture. Comparing the formability of the deformed material, it was observed that ECAE increased the penetration depth in the Erichsen test, while rolling decreased the Erichsen index. Asymmetric rolling reduced the intensity of texture and destroyed the symmetry of the crystallographic orientations. The asymmetric rolled sample presented better formability than the rolled samples. After annealing, the samples of conventional rolling, with or without ECAE pre - strain, showed typical textures of annealed laminated material with high cube texture type. The &#61543; fiber was not stable in the ECAE annealed samples. Although the overall texture intensity remained low, increasing ECAE deformation before heat treatment strengthened the Goss {110} <001> orientation. For the asymmetric rolling the fiber orientations <100>// ND was scattered and both rotated cube and cube orientations were present. The lowest index of planar anisotropy was obtained in the sample annealed after four ECAE passes, representing a lower tendency to fail, This sample also presented an index of penetration in Erichsen testing of the same order of conventionally rolled sheets. It has been shown that both ECA as the asymmetric rolling deformation can significantly modify the texture of deformation and annealing, and improve the characteristics of formability of aluminum alloy 1050. This processing step should be located at the end of mechanical forming process before final annealing. / Sabe-se que a estampabilidade em ligas de alumínio AA1050 não é favorecida quando as chapas são produzidas por laminação convencional devido ao surgimento de uma textura do tipo cubo {100}<100> de forte intensidade após tratamentos térmicos de recristalização. O objetivo do trabalho foi investigar se processos com componentes de cisalhamento podem melhorar esta propriedade. Para este trabalho foram selecionados dois processos de deformação plástica que introduzem tensões de cisalhamento: Extrusão em canal angular (ECA) e Laminação assimétrica (LA); esses processos foram comparados à laminação convencional. Na laminação convencional a deformação resulta principalmente de esforços de compressão. No processo ECA o cisalhamento é imposto na intersecção de dois canais de mesma geometria que se interceptam formado um ângulo &#61542;. Na laminação assimétrica o esforço de cisalhamento é introduzido devido à variação de velocidade entre os cilindros de laminação. Partiu-se de chapas de alumínio AA1050 produzidas pelo processo Caster. As deformações foram executadas basicamente em 4 esquemas: i) Laminação convencional com 70% de redução; ii) ECA rota A de 1 a 8 passes; iii) ECA rota A de 1 a 4 passes seguido por laminação convencional com redução de 70% e iv) LA com reduções variando de 30 a 50%. Foi realizada a caracterização mecânica e microestrutural do estado deformado e foi estudada a conformabilidade após tratamento térmico de recozimento. Na deformação por ECA foi observado a redução do tamanho de grão, que medido por EBSD e por microscopia eletrônica de transmissão foi de cerca de 1 &#956;m. A evolução da deformação equivalente comparada com o aumento da dureza indicou uma estabilização do tamanho de grão/célula a partir de 4 passes. Após 8 passes a fração de contornos de alto ângulo ultrapassou a de contornos de baixo ângulo, ou seja, ocorreu recristalização dinâmica durante a deformação. A textura após um passe de ECA se aproximou da textura ideal para matriz ECA de 120°. Mas para deformações com quatro e oito passes, a textura evoluiu para uma dispersão das orientações contendo os {111} paralelos à superfície da chapa (fibra &#61543;), o aparecimento de orientações do tipo cubo rodado (100)<011> e de Goss rodado {110} <110>. A laminação convencional após ECA provocou o retorno às orientações típicas de laminação: latão, cobre e Goss. A deformação por laminação assimétrica com uma diferença de velocidade tangencial de 1,2 impôs esforços de cisalhamento, porém foi necessário diminuir a redução por passes de 10% para 5% para que o cisalhamento adicional modificasse sensivelmente a textura. Comparando a estampabilidade dos materiais deformados, observou-se que a deformação ECA aumentou a profundidade da penetração no ensaio Erichsen, enquanto que a laminação diminuiu o índice Erichsen. A laminação assimétrica reduziu a intensidade de textura e destruiu a simetria das orientações cristalográficas. Esta amostra encruada apresentou estampabilidade superior à das amostras laminadas. Após o recozimento, as amostras de laminação convencional, com ou sem pré-deformação ECA apresentaram texturas típicas de material laminado recozido com alto índice de textura tipo cubo. Nas amostras ECA a fibra &#61543; não ficou estável e teve sua intensidade reduzida. Embora a intensidade de textura total tenha permanecido baixa, o aumento de deformação ECA antes do tratamento térmico reforçou a orientação Goss {110}<001>. Já a amostra de laminação assimétrica houve dispersão das orientações na fibra <100>//ND e tanto orientações cubo como cubo rodado estavam presentes. O menor índice de anisotropia planar foi obtido na amostra de 4 passes ECA recozida (representando uma menor tendência ao orelhamento) e um índice de penetração no ensaio Erichsen da mesma ordem de chapas laminadas convencionalmente. Demostrou-se que tanto a deformação ECA quanto a laminação assimétrica podem modificar significantemente a textura de deformação e de recozimento e melhorar as características de conformabilidade da liga de alumínio 1050. Esta etapa de processamento deve estar localizada no final do processo de conformação mecânica, antes do recozimento final.