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[en] A FRAMEWORK FOR DYNAMIC ADAPTATION OF DISTRIBUTED COMPONENT-BASED SYSTEMS / [pt] UM FRAMEWORK PARA ADAPTAÇÃO DINÂMICA DE SISTEMAS BASEADOS EM COMPONENTES DISTRIBUÍDOSRENATO FIGUEIRO MAIA 04 August 2004 (has links)
[pt] A adaptação dinâmica de aplicações distribuídas tem se
tornado um recurso cada vez mais essencial na construção de
sistemas de computação. Isso é justificado especialmente
pelo avanço da tecnologia, que tem permitido a automação de
tarefas complexas em domínios de aplicação cada vez menos
tolerantes à suspensão de serviços. Nesta dissertação é
proposto o LuaOrb Adaptation Framework, que utiliza os
recursos da linguagem Lua na adaptação dinâmica de sistemas
baseados em componentes do Modelo de Componentes de CORBA
(CCM - CORBA Component Model ). Através desse framework é
possível utilizar as abstrações de papéis e protocolos para
realizar adaptações criando novas interações entre os
componentes do sistema, assim como reconfigurar
dinamicamente os componentes CCM. Devido a limitações do
modelo CCM, é proposta uma adaptação desse modelo para a
linguagem Lua, de onde surge o conceito de contêiner
dinâmico, que permite a construção de componentes
dinamicamente adaptáveis através de alterações na estrutura
e implementação desses componentes. O contêiner dinâmico
permite que essas alterações sejam feitas em níveis
diferentes, ou seja, no nível de uma única instância ou
implementação de componente, assim como em todas as
instâncias de um determinado componente. / [en] Dynamic adaptation of distributed applications has become
an essential feature in development of computer systems,
mainly justified by nowadays technology, which enables
complex tasks to be performed by computers in application
domains less suited for service interruption. This
dissertation proposes the LuaOrb Adaptation Framework,
which uses features of the programming language Lua to
dynamically adapt systems based on the CORBA Component
Model (CCM). This framework uses abstractions like
roles and protocols to adapt systems by creating new
interactions between systems components, as well as
provides features for dynamic reconfigurations of CCM
components. Due to limitations of CCM, an adaptation of this
model to Lua concepts is proposed, resulting in the
definition of dynamic containers, which enable development
of dynamically adaptable components by changes on component
structure and implementation. Dynamic containers allows
adaptations to be done on different levels, namely on the
level of a single component instance or implementation, as
well as on all instances of a given component.
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[pt] INCORPORAÇÃO DA INCERTEZA DOS PARÂMETROS DO MODELO ESTOCÁSTICO DE VAZÕES NA POLÍTICA OPERATIVA DO DESPACHO HIDROTÉRMICO / [en] STOCHASTIC HYDROTHERMAL SCHEDULING WITH PARAMETER UNCERTAINTY IN THE STREAMFLOW MODELSBERNARDO VIEIRA BEZERRA 26 October 2015 (has links)
[pt] O objetivo do planejamento da operação hidrotérmica de médio e longo
prazo é definir as metas para geração de cada hidroelétrica e termelétrica, a fim de
atender à carga ao menor custo esperado de operação e respeitando as restrições
operacionais. Algoritmos de Programação Dinâmica Estocástica (PDE) e de
Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE) têm sido amplamente aplicados
para determinar uma política operativa ideal o despacho hidrotérmico. Em ambas
as abordagens a estocasticidade das afluências é comumente produzida por
modelos periódicos autoregressivos de lag p - PAR(p), cuja estimativa dos
parâmetros é baseada nos dados históricos disponíveis. Como os estimadores são
funções de fenômenos aleatórios, além da incerteza sobre as vazões, também há
incerteza sobre os parâmetros estatísticos, o que não é capturado no modelo PAR
(p) padrão. A existência de incerteza nos parâmetros significa que há um risco de
que a política da operação hidrotérmica planejada não será a ótima. O objetivo
desta tese é apresentar uma metodologia para incorporar a incerteza dos
parâmetros do modelo PAR (p) no problema de programação estocástica
hidrotérmica. São apresentados estudos de caso ilustrando o impacto da incerteza
dos parâmetros nos custos operativos do sistema e como uma política operativa
que incorpore esta incerteza pode reduzir este impacto. / [en] The objective of the medium and long-term hydrothermal scheduling
problem is to define operational target for each power plant in order to meet the
load at the lowest expected cost and respecting the operational constraints.
Stochastic Dynamic Programming (SDP) and Stochastic Dual Dynamic
Programming (SDDP) algorithms have been widely applied to determine the
optimal operating policy for the hydrothermal dispatch. In both approaches, the
stochasticity of the inflows is usually produced by periodic auto-regressive
models - PAR (p), whose parameters are estimated based on available historical
data. As the estimators are a function of random phenomena, besides the inflows
uncertainty there is statistical parameter uncertainty, which is not captured in the
standard PAR (p) model. The existence of uncertainty in the parameters means
that there is a risk that the hydrothermal operating policy will not be optimal. This
thesis presents a methodology to incorporate the PAR(p) parameter uncertainty
into stochastic hydrothermal scheduling and to assess the resulting impact on the
computation of a hydro operations policy. Case studies are presented illustrating
the impact of parameter uncertainty in the system operating costs and how an
operating policy that incorporates this uncertainty can reduce this impact.
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[pt] ANÁLISE DINÂMICA NÃO LINEAR DE PÓRTICOS COM BASE ELASTO-PLÁSTICA SOB AÇÃO SÍSMICA / [en] NONLINEAR DYNAMIC ANALYSIS OF FRAMES WITH ELASTO-PLASTIC BASE UNDER SEISMIC EXCITATIONLUIS FERNANDO PAULLO MUNOZ 11 October 2016 (has links)
[pt] A resposta dinâmica de sistemas estruturais não lineares tem sido um item
de grande interesse nas pesquisas em engenharia civil. Problemas onde há
interação base flexível-estrutura são de grande importância na análise estrutural, já
que a maioria das estruturas civis é apoiada sobre sistemas flexíveis (solo ou
sistemas de apoio com dissipação de energia). Nesta área, o estudo de sistemas
submetidos a ações sísmicas é um tópico relevante, já que estas solicitações têm
um grande conteúdo de frequências, o que pode influenciar consideravelmente as
respostas da estrutura. Neste contexto, o conhecimento da resposta em frequência
de estruturas não lineares sob uma excitação de base é uma ferramenta útil para
avaliar os potenciais efeitos de ações sísmicas sobre estes sistemas. Na presente
tese é desenvolvida uma metodologia de análise não linear dinâmica de sistemas
estruturais reticulados sob excitações de base, considerando não linearidade
geométrica e apoios flexíveis, representados por molas unidimensionais, com
comportamento elasto-plástico. Através de uma análise paramétrica é avaliada a
variabilidade das respostas de sistemas esbeltos submetidos a ações sísmicas reais,
sismos artificiais, assim como ações sísmicas sucessivas. O problema no espaço é
resolvido pelo método dos elementos finitos. Para a análise em frequência, é
apresentada uma metodologia baseada no método do balanço harmônico e no
método de Galerkin, juntamente com técnicas de continuação para a obtenção das
curvas de ressonância não lineares. O problema no tempo é abordado através da
integração das equações de movimento pelos métodos de Runge-Kutta e
Newmark, associado ao método de Newton-Raphson. / [en] The dynamic response of nonlinear structures has been a topic of interest in
civil engineering research. Problems in which base-structure interaction is present
have a great importance in structural analysis, since most structures rests on
flexibel systems (soil or supports with dissipation). In this research area, the study
of structures under the action of seismic loads represent a relevant topic, since this
kind of excitations may excite several vibration modes and thus influence strongly
the dynamic response. In this context, the prediction of the nonlinear structural
behavior in frequency domain of structures under base excitation is a useful
resource to assess the potential effects of sismic loads on these systems. In this
thesis, a methodology for nonlinear dynamic analysis of plane frame structures
under base excitation is presented considering geometric nonlinearity and elastic
supports represented by elasto-plastic unidimensional springs. Trough a
parametric analysis, the variability of the dynamic responses of slender structural
systems under the actions of real earthquakes, synthetics earthquakes, as well as
the action of multiple earthquakes is assessed. The structural systems here
analyzed are discretized in space using a nonlinear finite element formulation. For
the response in frequency domain, a scheme based on the Balance Harmonic
Method and the Galerkin method, in conjunction with continuation methods, is
formulated to obtain the nonlinear resonance curves. The nonlinear dynamic
response in the time domain is calculated by direct integration of the equations of
motion. For this, the Runge-Kutta method and the Newmark method in
association with the iterative Newton-Raphson scheme are employed.
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[pt] ANÁLISE DA DINÂMICA NÃO LINEAR DE UMA BANCADA EXPERIMENTAL DE UMA COLUNA DE PERFURAÇÃO COM VIBRAÇÃO TORCIONAL INDUZIDA POR ATRITO / [en] NONLINEAR DYNAMIC ANALYSIS OF DRY FRICTION-INDUCED TORSIONAL VIBRATION IN A DRILL-STRING EXPERIMENTAL SET-UPBRUNO CESAR CAYRES ANDRADE 01 November 2018 (has links)
[pt] Os últimos leilões do pré-sal para exploração e produção de petróleo e gás no Brasil indicam que as operações de perfuração se tornarão mais intensas nos próximos anos. O processo de perfuração rotativo é amplamente utilizado para alcançar os reservatórios de petróleo e devido à relação diâmetro/comprimento do sistema de perfuração, o modo de vibração torcional está presente em quase todos os processos de perfuração, podendo chegar a um estado crítico indesejável: o fenômeno de stick-slip. Com o intuito de
abordar este problema, o modo torcional é isolado e o stick-slip é observado em uma coluna de perfuração em escala reduzida completamente instrumentada. Durante o stick-slip, outro torque pode ser aplicado em uma posição intermediária da bancada de teste. O modelo matemático de parâmetros concentrados é obtido e o modelo é comparado com dados experimentais com o propósito de verificar se o modelo matemático representa o aparato experimental. Uma análise de estabilidade é feita usando o modelo validado com o objetivo de identificar soluções estáveis do sistema. Com isso, observou-se que existe uma faixa do parâmetro de bifurcação na qual soluções de equilíbrio e periódicas estáveis coexistem. Para uma dada situação de stick-slip na faixa de biestabilidade, duas estratégias de mitigação de vibração torcional foram consideradas e consistiram em impor perturbações no sistema por meio do torque na posição intermediária da bancada de teste: (i) torques aplicados apenas contra a direção de movimento do sistema, e (ii) torques aplicados em ambas as direções. As estratégias foram testadas numericamente e apresentaram eficiência de tal modo que o stick-slip foi completamente mitigado: as energias do sistema e o trabalho gerado pelo torque intermediário aplicado foram comparados com o propósito de avaliar
a factibilidade e razoabilidade da estratégia. Experimentalmente, o sistema continuou a oscilar, porém apresentou uma significante redução na fase de stick mesmo com limitações de aplicações de torque. / [en] The latter round bids of the pre-salt for exploration and production of oil and natural gas in Brazil indicate the drilling operations will become more intense in coming years. The rotational drilling process is largely
used to reach the oil reservoirs and because of diameter-to-length ratio of the drilling system, torsional vibration mode is present in most all drilling processes and may reach an undesired severe stage: the stick-slip phenomenon. In order to address this problem, the torsional vibration mode is isolated and the stick-slip is observed in a fully instrumented drill-string experimental set-up in this work. During this phenomenon, another torque may be applied on an intermediate position of the test bench. The lumped parameter mathematical model is obtained and it is compared to experimental data to validate whether the mathematical model represents the experimental apparatus. A stability analysis is performed using the validated mathematical model in order to identify stable solutions of the system. Therewith, one observed that there is a range of the bifurcation parameter in which stable equilibrium and periodic solutions may coexist. For a given stick-slip situation in bi-stability range, two mitigation strategies of torsional vibration were considered which consisted of imposing perturbations in the system via torques on the intermediate
position of the test bench: (i) torques applied only against the direction of motion of the system, and (ii) torques applied in both directions. The strategies were tested numerically and presented eficiency so that the stickslip was completely mitigated: the energies of the system and the work created by the intermediate torque were compared in order evaluate the feasibility and reasonableness of the strategy. Experimentally, the system continued to oscillate, however it presented a significant reduction of stick
phase even with limitations of torque applications.
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[pt] ANÁLISE DINÂMICA DE VIGAS APOIADAS EM FUNDAÇÃO ELÁSTICA SOB A AÇÃO DE CARGAS MÓVEIS / [en] DYNAMIC ANALYSIS OF A BEAM ON AN ELASTIC FOUNDATION UNDER MOVING LOADSLUIS FERNANDO PAULLO MUNOZ 31 October 2024 (has links)
[pt] A análise de vigas sobre base elástica submetidas a cargas estáticas e
dinâmicas tem grande importância na engenharia estrutural e fornece ferramentas
úteis para resolver problemas práticos como o projeto de fundações e vias férreas,
entre outros. Um caso particularmente importante é o estudo do comportamento
dinâmico destes elementos estruturais na presença de cargas móveis. Apresenta-se
nesta dissertação a análise de vigas prismáticas de comprimento infinito
repousando sobre uma fundação elástica do tipo Winkler, submetida à ação de
cargas móveis e forças axiais de compressão. Consideram-se cargas concentradas
e uniformemente distribuídas em um trecho finito de magnitude constante ou com
variação harmônica. A viga é descrita pela teoria linear de Euler-Bernoulli (teoria
clássica de vigas) e de Rayleigh (considerando inércia rotacional). A fundação é
descrita por uma lei constitutiva não-linear cúbica. Para o caso linear se obtém
uma solução analítica exata usando transformadas duplas de Fourier. Emprega-se
também o método de Galerkin para a análise do problema linear e não-linear. Para
isto, usam-se como funções de forma os modos de vibração livre de vigas finitas e
séries de Fourier, sendo o problema resolvido analiticamente no domínio do
tempo no caso linear e, mediante integração numérica das equações de movimento
no caso não-linear. Apresenta-se uma análise paramétrica para o caso linear,
comparando os resultados obtidos pelo método de Galerkin com a solução exata.
Para o caso não-linear, estuda-se a influência da não-linearidade da fundação, do
raio de giração da seção da viga, da magnitude da força axial compressiva, da
velocidade de deslocamento da carga transversal e da variação da amplitude da
carga harmônica, nos deslocamentos da viga. / [en] The analysis of beams on elastic foundation subjected to static and dynamic
loads is of great importance in structural engineering and provides useful tools to
solve practical problems such as the design of foundations and railways, among
others. A particularly important case is the study of the dynamic behavior of these
structural elements in the presence of moving loads. This dissertation presents the
analysis of prismatic beams of infinite length resting on a Winkler-type elastic
foundation, subjected to the action of moving loads and compressive axial forces.
Concentrated and uniformly distributed loads of a finite length with constant
magnitude or harmonic variation are considered. The beam is described by the
linear Euler-Bernoulli theory (classical beam theory), considering the effect of
rotational inertia (Rayleigh theory). The nonlinear foundation is described by a
cubic constitutive law. For the linear case, an exact analytical solution is obtained
using the Fourier transform. The Galerkin method is also employed for analyzing
both the linear and nonlinear problems. For this, the free vibration modes of
simply-supported or clamped beams, Legendre polynomials and Fourier series are
used as interpolating functions. The resulting discretized equations of motion are
solved analytically in time domain in the linear case and by numerical integration
in the nonlinear case. A parametric analysis for the linear case is conducted,
comparing the results obtained by the Galerkin method with the exact solution.
For the nonlinear problem, the influence of the nonlinearity of the foundation, the
radius of gyration of the beam cross-section, the magnitude of the axial
compressive force, the velocity of the moving load and the magnitude and
frequency of the moving harmonic loads on the displacements of the beam are
studied in detailed.
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[en] ALGORITHMS FOR THE STATIC AND DYNAMIC VEHICLE ROUTING PROBLEM WITH TIME WINDOWS / [pt] ALGORITMOS PARA OS PROBLEMAS DE ROTEIRIZAÇÃO ESTÁTICA E DINÂMICA DE VEÍCULOS COM JANELAS DE TEMPOORIVALDE SOARES DA SILVA JÚNIOR 06 September 2013 (has links)
[pt] Nesta tese são propostos diversos algoritmos para resolver as versões
estática e dinâmica de roteirização de veículos com janelas de tempo. Estes
problemas têm como objetivo determinar rotas de custo mínimo para uma frota
homogênea, atendendo a demanda de um conjunto de clientes dentro de intervalos
de tempo determinados, chamados de janelas de tempos. Além disto, na versão
dinâmica no problema, novos clientes podem ser atendidos durante a execução
das rotas pelos veículos. Para a versão estática do problema propôs-se um
algoritmo híbrido utilizando otimização por colônias de formigas e o método de
descida em vizinhança variável aleatória. Os resultados computacionais mostram
que o algoritmo foi capaz de encontrar soluções muito boas ou mesmo as
melhores soluções conhecidas de instâncias usadas como benchmarking na
literatura. Para a versão dinâmica do problema foram propostos seis algoritmos,
baseados em métodos de inserção, de otimização por colônia de formigas e das
versões sequencial e aleatória do método de busca em vizinhança variável. Os
resultados computacionais mostram que a maior parte dos algoritmos propostos é
competitiva com os algoritmos propostos na literatura, pois produzem soluções de
boa qualidade e com esforço computacional reduzido. / [en] This thesis proposes several algorithms to solve the vehicle routing with
time windows static and dynamic versions. These problems involve determining
minimum cost routes for a homogeneous fleet in order to meet the demand of a set
of customers within specified time intervals popularly called time windows. In
addition, in the dynamic version of the problem, new customers can be assigned
to vehicles during the execution of the routes. For the static version it was
proposed a hybrid algorithm using ant colony optimization and the random
variable neighborhood search method. The computational results show that the
algorithm was able to find very good or even the best known solutions to
benchmark instances. For the dynamic version it was proposed six algorithms,
based on an insertion procedure, ant colony optimization and random and
sequential versions of variable neighborhood search methods. Computational
results show that most of the proposed algorithms are competitive regarding the
state of the art, providing solutions of good quality with low computational effort.
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[en] ADJUSTING LOAD SERIES BY THE CALENDAR AND TEMPERATURE EFFECTS / [pt] AJUSTE DAS SÉRIES DE CARGA DE ENERGIA ELÉTRICA INFLUENCIADAS PELOS OFENSORES CALENDÁRIO E TEMPERATURATHIAGO GOMES DE ARAUJO 08 January 2015 (has links)
[pt] O objetivo do presente trabalho é a geração de uma série mensal de carga
elétrica livre das variações de calendário e de temperatura. Para tal, foram
comparadas duas abordagens, uma totalmente empírica e outra híbrida com
métodos empíricos e modelagens de regressão dinâmica, para identificar a mais
adequada para a retirada desses ofensores. Os dados utilizados são provenientes
de observações diárias de cada um dos quatro subsistemas que integram o Sistema
Interligado Nacional (SIN), porém a ideia é produzir séries mensais do SIN e não
apenas de cada um dos subsistemas. A série trimestral do PIB foi utilizada para
decidir qual abordagem melhor ajustou os dados de Carga. A série mensal de
carga ajustada do SIN será utilizada para subsidiar decisões, de compra e venda de
energia nos leilões, das empresas distribuidoras de energia elétrica. / [en] This thesis proposes a method to generate monthly load series free of
variations coming from two sources: calendar and temperature. Two approaches
were considered, one totally empirical and another one called hybrid, as it use
empirical procedure to remove the calendar effect and a dynamic regression type
of model to remove the temperature effects. The data set used comes found to
daily observations from each one of the four subsystems that form the SIN
(Brazilian Integrated Grid). However the final task is to obtain a unique monthly
series for the SIN and not only the four subsystems monthly series. The quarterly
PIB series was used to check the performance of the two proposed methods. Such
adjusted series are quite important tools to hold on the decision of acquisitions
and dailes of energy in the energy audits.
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[en] DYNAMIC BEHAVIOR OF A TAILING DAM WITH SEISMIC HAZARD CONSIDERATIONS / [pt] COMPORTAMENTO DINÂMICO DE UMA BARRAGEM DE REJEITOS COM CONSIDERAÇÕES DE AMEAÇA SÍSMICAFRANK CHRISTOPHER PEREZ COLLANTES 22 January 2015 (has links)
[pt] Sismos são considerados um dos desastres naturais mais catastróficos devido ao seu imenso potencial destrutivo, à extensão dos seus efeitos e pela sua súbita e inesperada ocorrência, podendo desencadear sérias consequencias como deslizamentos de encostas, liquefação de solos, corrida de detritos, etc. O estudo da estimativa da ameaça sísmica é de grande importância na engenharia geotécnica, principalmente em obras especiais como barragens, dos pontos de vista sócio econômico, ambiental e de segurança. Análises sísmicas destas geoestruturas mesmo em zonas de baixa sismicidade, como no Brasil, devem ser consideradas como consequência natural de uma boa prática de projeto, pois tais instalações precisam manter-se seguras e em funcionamento durante a sua vida útil, visando à segurança e bem estar da população em geral. A motivação principal da presente dissertação é reunir informações e apresentar métodos de estudo de ameaça sísmica e da resposta dinâmica de obras de terra. Um sistema de contenção de rejeitos de bauxita localizado na Jamaica, em zona de alta atividade sísmica, é analisado procurando-se estabelecer as características fundamentais do terremoto de projeto a partir de uma análise probabilística de ameaça sísmica regional. A estabilidade dos taludes do dique de contenção, bem como os deslocamentos permanentes provocados pelo sismo, são estimados por metodologias simples (método de estabilidade pseudo-estático, método de Newmark) e soluções mais complexas baseadas no método dos elementos finitos. / [en] Earthquakes are considered one of the most catastrophic natural disasters due to its immense destructive potential, the extent of its effects and its sudden and unexpected occurrence, which can trigger serious consequences such as landslides, soil liquefaction, debris flow, etc. The study of seismic hazard is of great importance in geotechnical engineering, especially in cases involving special structures such as earth dams, under the socio-economic, environmental and security points of view. Seismic analysis of such special structures, even in areas of low seismicity as in Brazil, should be considered as a natural consequence of good design practice, since these facilities do need to remain safe and operational during their entire lifetime. The main motivation of this dissertation is to gather information and to present and discuss methods for the estimate of the seismic hazard and evaluation of the dynamic response of earth works. A tailings dam system located in Jamaica, within an area of high seismic activity, is analyzed in this dissertation, with the objective to establish the fundamental characteristics of the earthquake design from a probabilistic analysis of the regional seismic hazard. The slope stability of the dike and the permanent displacements caused by the earthquake are estimated by simple methods (pseudo-static stability method, Newmark method) and more complex solutions based on the finite element method.
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[en] INFLUENCE OF VISCOELASTICITY AND SHEAR ON THE DYNAMIC STABILITY OF BEAMS AND TUBES / [pt] INFLUÊNCIA DA VISCOELASTICIDADE E DO CISALHAMENTO NA ESTABILIDADE DINÂMICA DE VIGAS E TUBOSOSCAR FABRICIO ZULETA INCH 12 August 2014 (has links)
[pt] As estruturas com cargas não conservativas podem perder a estabilidade por divergência, quando a amplitude da resposta estática se incrementa monotonamente, ou por flutter, através de oscilações com amplitudes exponencialmente crescentes. Neste trabalho estudam-se vários aspectos sobre o
efeito do amortecimento e da deformação cisalhante na estabilidade dinâmica de vigas e tubos. Um programa computacional que permite obter cargas críticas e respostas no domínio do tempo é implementado, formulando as equações através do método dos elementos finitos. Comparam-se os resultados de vigas de Euler-Bernoulli e vigas de Timoshenko, considerando várias alternativas para a
aplicação do amortecimento proporcional e viscoelástico. Tubos são modelados com elementos tridimensionais enriquecidos com modos adicionais incompatíveis. O amortecimento viscoelástico é introduzido na relação constitutiva do material, atuando sobre as deformações desviadoras. As cargas
críticas dinâmicas são calculadas a partir do problema de autovalor característico, obtido aplicando a transformada de Laplace às equações de conservação de momentum. Nas análises dinâmicas um método implícito é utilizado para a integração do tempo e um algoritmo de segunda ordem na integração das relações constitutivas viscoelásticas. Os resultados mostram que para algumas formas de amortecimento, as respostas obtidas considerando a deformação cisalhante mudam qualitativamente o comportamento da carga crítica dinâmica, incluindo alguns paradoxos, conforme o amortecimento é incrementado. / [en] Structures with non-conservative loads can lose stability either by
divergence, when static response amplitude increases monotonically, or by flutter,
through oscillations with exponentially increasing amplitudes. Several aspects
concerning the influence of damping and shear on the dynamic stability of beams
and tubes are studied. A special-purpose computer program has been developed,
enabling critical loads and time history responses to be obtained applying the
finite element method to formulation of the equations. Results of Euler-Bernoulli
and Timoshenko beams are compared for a number of alternative formulations of
proportional and viscoelastic damping. Tubes are modeled with tridimensional
elements implemented with additional incompatible modes. Viscoelastic damping
is introduced in the constitutive relations of the material, acting on deviatoric
strains. Flutter loads are calculated through the characteristic eigenvalue problem
obtained applying the Laplace’s transform to the momentum equation. In the
dynamic analysis an implicit method is used for time integration and a second
order algorithm is used in the integration of viscoelastic constitutive relations. The
results show that, for some types of damping, the responses obtained taking into
account shear strains change qualitatively the behavior of the flutter load,
including certain paradoxical phenomena, as damping is increased.
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[en] ENRICHED FINITE ELEMENTS FOR BUCKLING AND VIBRATION OF SHELLS / [pt] ELEMENTOS FINITOS ENRIQUECIDOS PARA FLAMBAGEM E VIBRAÇÃO DE PLACASAMANDA JAREK 24 August 2007 (has links)
[pt] O presente trabalho avalia a utilização de elementos
enriquecidos para obtenção de cargas críticas, freqüências
de vibração e seus respectivos modos de
peças estruturais bidimensionais (flexão de placas
retangulares sujeitas a compressão em seu plano). O método
de aproximação empregado foi o de Rayleigh-Ritz
voltado para o uso de elementos finitos convencionais
enriquecidos com funções
de deslocamentos adicionais internas e de contorno. As
funções ditas internas são
desenvolvidas de forma a não envolver deslocamentos e
rotações nodais e no contorno. Já as funções ditas de
contorno são concebidas de forma a envolver apenas
deslocamentos internos e ao longo de um lado apenas, sem
deslocamentos generalizados nodais. Para este estudo foram
desenvolvidas duas famílias de funções,
uma com termos adicionais trigonométricos e outra com
termos adicionais polinomiais. Para o cálculo de cargas
críticas e freqüências são utilizadas as matrizes
de rigidez elástica, rigidez geométrica e de massa,
introduzidas em problemas
generalizados de autovalores. Resultados numéricos são
obtidos através de procedimentos computacionais utilizando
o software Maple. Verifica-se que as funções
adicionais trigonométricas, embora mais satisfatórias que
as polinomiais quanto à
convergência, exigem maior esforço computacional. São
comparados resultados de
elementos para placas esbeltas (teoria de Kirchhoff), com
três e quatro graus de
liberdade por nó, onde o quarto grau de liberdade
corresponde à derivada mista
(torção). Mostra-se que as funções adicionais, não-nodais,
requerem o uso do elemento com quatro graus de liberdade
por nó, para se ter convergência no cálculo
das cargas críticas e freqüências em situações gerais.
Outros exemplos abordam
preliminarmente a inclusão de efeitos de dano e ortotropia
no material, visando
a modelagem de lajes comprimidas e pilares com seções
retangulares alongadas.
Esta modelagem envolvendo combinação de funções adicionais
gerais e elementos
convencionais representa um passo no desenvolvimento de
uma técnica aplicável
à combinação de modos globais e localizados de
instabilidade / [en] The focus of the present work is to developand evaluate
enriched elements
used to obtain critical loads, frequencies of vibration
and respective modes for
two-dimensional structural components (rectangular plates
in bending under inplane compressive loading). The
Rayleigh-Ritz approximation method has been
employed, directed to the use of conventional finite
elements enriched by internal
and boundary additional displacements functions. The
socalled internal functions are do not involve nodal and
boundary displacements and rotations. The
boundary functions are conceived to include displacements
within the element
and along one side, without involving any generalized
nodal displacements. Two
displacement function families were developed, the first
with trigonometric additional terms and the second with
polynomial additional terms. Critical loads
and frequencies, and respective modes, are obtained by the
use of elastic stifiness,
geometric, and mass matrices, introduced in generalized
eigenvalue problems. Numerical results are obtained by
computational procedures using Maple software.
The trigonometric additional functions, in spite of better
convergence properties,
demand greater computational effort. The basic elements
are classical thin plate
elements (Kirchhoff's theory) with three or four degrees
of freedom per node,
where the fourth degree of freedom corresponds to the
mixed derivative (torsion). The results indicate that non-
nodal additional functions require the use of
elements with four freedom degrees by node to obtain
convergence of critical loads
and frequencies convergence in general situations. Other
examples consist of preliminary approaches to include
damage effects, in reinforced orthotropic plates,
as modeling columns with wide rectangular sections and
compressed slabs. The
use of general additional functions combined with
conventional elements represents a step on the development
of a technique applicable to global and localized
instability modes.
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