Este trabalho apresenta a formulação e implementação numérica do método dos elementos de contorno (MEC) para elasticidade linear tri-dimensional, com avaliação direta das integrais fracamente e fortemente singulares. A implementação segue a formulação tradicional do MEC direto, e a discretização do contorno das variáveis do problema é realizada com elementos descontínuos, permitindo o uso de malhas desconectadas ao longo das superfícies. O cálculo das integrais singulares é realizado através do uso de expansões assintóticas calculadas em torno de um ponto singular genérico. As expressões analíticas destas expansões são apresentadas no trabalho. Estas expansões serão subtraídas do núcleo original regularizando-o e a parte singular é integrada analiticamente, restando apenas uma integral regular, tornando ambas as integrais possíveis de serem calculadas com quadraturas de Gauss. É concluído que o presente método requer menos pontos de integração para o mesmo nível de erro quando comparado com outras técnicas. Alguns casos de elasticidade são resolvidos para ilustrar a eficiência e precisão do método. / This work presents the formulation and implementation of the boundary element method (BEM) to three dimensional linear elastostatics, with the direct evaluation of the strongly singular integral equations. The implementation follows the traditional direct BEM formulation, and the discretization of the boundary is carried out with discontinuous elements, enabling the use of disconnected meshes along the surfaces. The computation of the singular integral equations is accomplished by using the asymptotic expansions derived around a generic singular point. The analytical expressions for these expansions are presented in this work. The expansions are subtracted from the kernel to regularize it. This subtracted part is then added by computing a regular line integral along the boundary of the element. Both the integrals can be calculated with Gauss-type quadratures. It's observed that the present method needs less integration points for the same level of error when compared with other techniques. Several elasticity benchmarks are solved to demonstrate the eficiency and the accuracy of the present method.

Este trabalho apresenta uma metodologia para a inclusão de fenômenos dissipativos em relações constitutivas hiperelásticas. Embora seja dada ênfase para o efeito Mullins e histerese, esse procedimento pode ser aplicado a outros fenômenos como, por exemplo, de dano. Para isso, adota-se um modelo fenomenológico que inclui amolecimento em um modelo constitutivo hiperelástico através da pseudo-elasticidade, que permite que diferentes potenciais de energia possam ser utilizados em diferentes etapas do carregamento. Foram utilizados dois modelos hiperelásticos incompressíveis: Ogden e Hoss-Marczak. Para esse estudo, foram selecionados quatro diferentes materiais da literatura, três deles apresentavam apenas dados experimentais para tração uniaxial, enquanto o outro disponibilizou os ensaios de tração uniaxial, tração equibiaxial e cisalhamento puro. Foram selecionados dois parâmetros de amolecimento da literatura (Ogden e Roxburgh, 1999, e Dorfmann e Ogden, 2003) para modelar fenômenos dissipativos e então foram propostos novos parâmetros de amolecimento. Verificação gráfica dos resultados e um coeficiente de correlação (R2) foram utilizados para comparar o desempenho desses parâmetros. Os materiais foram considerados isotrópicos e incompressíveis e o carregamento quasi-estático para obtenção dos resultados. Alguns parâmetros propostos não capturaram o efeito dissipativo, outros superestimaram o amolecimento, enquanto os da literatura capturaram o efeito. Ao final, obteve-se resultados bastante satisfatórios para um dos parâmetros propostos, que se verificou ser uma generalização do modelo de Dorfmann e Ogden, 2003. / This work applies a methodology to include dissipative effects in hyperelastic constitutive relations. The paper focuses on the Mullins effect and hysteresis. However, the methodology can also be applied to other phenomena, like damage. Basically, it is a phenomenological inclusion of the softening behavior in a hyperelastic constitutive model using pseudo-elasticity, in which different energy potentials can be used in different steps of the loading. Two hyperelastic models were employed: Ogden’s and Hoss-Marczak’s models. Four different materials were modeled, three of them subjected to uniaxial tension only, and a fourth subjected to the three classical loadings, namely, uniaxial tension, equibiaxial tension and pure shear. Two softening parameters from the literature were implemented and new softening parameters were proposed. Graphical inspection and R2 correlation coefficient were used to compare the softening parameters. The materials were considered isotropic and incompressible, being subjected to quasi-static loading. Some of the proposed parameters did not captured the dissipative effect, other overestimate the softening, and those from the literature were able to capture the effects. Finally, very satisfying results were obtained with one the proposed softening parameters, which was a generalization of the one proposed by Dorfmann e Ogden, 2003.

Orientador: Prof. Dr. Carlos Kamienski / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, 2014. / Cada vez mais as empresas optam por utilizar serviços baseados em computação em nuvem, tanto serviços fornecidos por terceiros como a criação de sua própria infraestrutura de nuvem privada. Nesse contexto, cada vez mais essas empresas dependem de aplicações que são executadas nesses tipos de ambiente. Devido a essa dependência, as soluções baseadas em computação em nuvem devem fornecer soluções de alta disponibilidade, que não comprometerão o fornecimento do serviço em caso de falhas. Em um ambiente de computação em nuvem, todas as aplicações devem possuir um nível mínimo de disponibilidade, porém devido ao modelo de cobrança de serviços de computação em nuvem, um cliente pode necessitar que algumas aplicações possuam um maior nível de confiabilidade, onde em caso de falha o cliente não tenha nenhum período de indisponibilidade. Assim, existem mecanismos de tolerância a falhas com técnicas já consolidadas, que podem ser utilizados também em ambientes de computação em nuvem, porém também existe o conceito de elasticidade que em situações especificas dispensa o uso de mecanismo de proteção para determinados componentes do ambiente, podendo o próprio mecanismo de elasticidade realizar de um mecanismo de tolerância a falhas. Este trabalho tem como principais contribuições a possibilidade de compreender a ocorrência de falhas em um ambiente de elasticidade, possibilitando entender quais as melhores formas de lidar com falhas nesse tipo de ambiente e também conhecer quais as consequências da ocorrência de falhas. / More and more companies choose to use services based in Cloud Computing, either provided by a third party or by its own private cloud infrastructure. In this context, companies are increasing their dependence in applications running in this kind of environment. Consequently, solutions based on Cloud Computing must deliver high availability, not compromising the services in case of failure. In a Cloud Computing environment, all applications must have high availability standard levels, although due to pricing models, a client may require that some applications have greater level of reliability, therefore, in case of failure, the cloud services would still be available. There are consolidated fault tolerance mechanisms with already established techniques that can be used in a cloud computing environment. However, there is also the elasticity concept, which, in a specific situation, eliminates the use of a protection mechanism for some environment components, making the proper elasticity mechanism the one to provide the fault tolerance protection. This paper main contribution is the understanding of failures occurrence in elasticity environment, which lead us to understand the best way to deal with these failures, and also allows us to recognize the consequences generated due to these failures.

O trabalho em questão estuda o comportamento e adequação do diagrama de dosagem do concreto com relação ao módulo de elasticidade estático e dinâmico. Além disso, compara os modelos de previsão do módulo de elasticidade estático baseados na resistência à compressão das normas americana, alemã, européia, fib e a brasileira ABNT NBR 6118 (2014) - Projeto de Estruturas de Concreto: procedimento. Foram produzidos dois concretos com consistências distintas; uma plástica e outra flúida (auto adensável). Foram desenvolvidos três traços para cada consistência, totalizando assim seis traços. Essas dosagens tiveram como variáveis a relação água/cimento e o consumo de cimento; o abatimento foi mantido constante. Uma análise comparativa entre os resultados experimentais com os valores previstos por algumas normas foi realizada, avaliando o nível de precisão das mesmas. A ACI 318 (2014) foi a norma que teve seus resultados mais próximos em relação a NBR 6118 (2014). Já as normas EUROCODE 2 (2004) e DIN 1045 apresentaram resultados semelhantes. E a norma fib CEB 2010, apresentou valores superestimados em relação às demais normas. Assim, é possível afirmar que a determinação do módulo de elasticidade do concreto se mostrou coerente com os materiais e dosagens utilizadas. Contudo, é uma variável muito sensível à composição do traço, mesmo quando mantidos os materiais. A resistência à compressão é uma das variáveis que interfere nos resultados. Entretanto, tem também grande influência a variação da natureza dos agregados graúdos e a relação pasta/agregado graúdo, por exemplo. O módulo dinâmico através de ondas ultrassônicas, também foi medido e comparado com o módulo estático, mostrando-se uma opção rápida e não destrutiva de avaliar o módulo de elasticidade do concreto. / The work involved studying the behavior and adjustment of dosage diagram of concrete with respect to static and dynamic elastic modulus. Furthermore, it compares the models of the static elastic modulus based on the compressive strength, German, European, American and Brazilian ABNT NBR 6118 (2014) prediction - Design of Concrete Structures: procedure. Two concrete were produced with different consistency; plastic and other fluid (selfcompacting). Three traits were developed for each consistency, totaling six traits. These dosages were as varying the water / cement and cement consumption; the rebate was kept constant. A comparative analysis of the experimental results with those predicted by some standards was carried out to evaluate the level of accuracy of the same. ACI 318 (2014) was the standard that had their closest results compared to NBR 6118 (2014). Have the Eurocode and DIN 1045 standards -2 showed similar results. And the standard fib CEB - 2010, showed overestimated values in relation to other standards. Thus, we can say that the determination of elasticity of the concrete module proved consistent with the materials and dosages used. However, it is very sensitive to the composition of the trace variable, even when kept the materials. The compressive strength is one of the variables that affect the results. However, it also has great influence to change the nature of the coarse aggregate and the relative folder / coarse aggregate, for example. The dynamic ultrasonic waves through the module was also measured and compared with the static module, showing a rapid and non-destructive option to evaluate the modulus of elasticity of the concrete.

A avaliação numérica das cargas limites (de colapso) de estruturas é obtida geralmente ou pela aplicação direta dos teoremas de análise limite junto com processos de otimização ou mediante análises incrementais, que levam em consideração o comportamento elasto-plástico do material. Entretanto, ambas as estratégias conduzem eventualmente a dificuldades numéricas, particularmente para cargas próximas à de colapso. Neste trabalho, emprega-se uma alternativa que consiste em simular assintoticamente o comportamento elasto-plástico mediante uma relação elástica não-linear. As vantagens deste tipo de formulação são a possibilidade de se lidar com leis de fluxo não-associadas e um custo computacional reduzido. A relação elástica não-linear é implementada no programa comercial de elementos finitos ABAQUS, através de uma sub-rotina externa ao programa escrita em linguagem FORTRAN. Diversos exemplos de estruturas cujos materiais são regidos pelos critérios de resistência de von Mises e Drucker-Prager são modelados, verificando-se que os resultados das cargas limites obtidas com essa formulação são muito próximos daqueles encontrados na literatura. Por fim, a relação elástica não-linear é empregada para a determinação do domínio de resistência de meios porosos, com diferentes níveis de porosidade. / The numerical assessment of limit loads of structures is generally achieved through the direct implementation of limit analysis theorems together with optimization processes, or through incremental analyses, which account for the elastic-plastic behavior of the material. However, both the strategies may lead to numerical difficulties, particularly when the load is close to its limit value. In this context, the alternative approach presented in this work consists in simulating asymptotically the regime of free plastic flow by means of a fictitious non-linear elastic material. One of the main advantages of this kind of formulation lies in its ability to deal with non-associated flow rules and a reduced computational cost. The non-linear elastic behavior is implemented into the finite element computational software ABAQUS, making use of an external subroutine written in FORTRAN language. Several examples of geotechnical and structural problems with materials ruled by von Mises and Drucker-Prager failure criteria are analyzed. The results obtained with this formulation prove to be very close to those obtained through analytical solutions. At last, the non-linear elastic relation is used in the determination of the resistance domain of porous media with different levels of porosity.

Master of Science / Agricultural Economics / Jason S. Bergtold / The use of elasticities of substitution between inputs has become the standard method for addressing the effect of a change in the mix of input used for production from a technological or cost standpoint. (Chambers 1988) A researcher that wants to estimate this elasticity, or some other comparative static, typically would do so using parametric production or cost function (e.g. translog or normalized quadratic) with panel data. For a study with only cross-sectional data, the construction of such a function may be problematic. Using a dual approach, a nonparametric alternative in such a situation may be the use of Data Envelopment Analysis (DEA). Cooper et al. (2000) provided a methodology for estimating elasticities of substitution for the technical production problem using DEA. To our knowledge, this has not been extended to the cost efficiency problem, which would be equivalent to estimating Allen partial or Morishima elasticities of substitution between inputs using a cost function (or cost minimization framework). The purpose of this thesis is to show how elasticities of substitution can be derived and estimated for the technical production and cost (overall economic) efficiency DEA under variable returns to scale. In addition, an empirical example using Kansas Farm Management Association (KFMA) data is presented to illustrate the estimation of these elasticities. The results showed that input substitutability is relatively limited at the enterprise level

abstract: It has been identified in the literature that there exists a link between the built environment and non-motorized transport. This study aims to contribute to existing literature on the effects of the built environment on cycling, examining the case of the whole State of California. Physical built environment features are classified into six groups as: 1) local density, 2) diversity of land use, 3) road connectivity, 4) bike route length, 5) green space, 6) job accessibility. Cycling trips in one week for all children, school children, adults and employed-adults are investigated separately. The regression analysis shows that cycling trips is significantly associated with some features of built environment when many socio-demographic factors are taken into account. Street intersections, bike route length tend to increase the use of bicycle. These effects are well-aligned with literature. Moreover, both local and regional job accessibility variables are statistically significant in two adults' models. However, residential density always has a significant negatively effect on cycling trips, which is still need further research to confirm. Also, there is a gap in literature on how green space affects cycling, but the results of this study is still too unclear to make it up. By elasticity analysis, this study concludes that street intersections is the most powerful predictor on cycling trips. From another perspective, the effects of built environment on cycling at workplace (or school) are distinguished from at home. This study implies that a wide range of measures are available for planners to control vehicle travel by improving cycling-level in California. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Urban and Environmental Planning 2015

abstract: Fracture phenomena have been extensively studied in the last several decades. Continuum mechanics-based approaches, such as finite element methods and extended finite element methods, are widely used for fracture simulation. One well-known issue of these approaches is the stress singularity resulted from the spatial discontinuity at the crack tip/front. The requirement of guiding criteria for various cracking behaviors, such as initiation, propagation, and branching, also poses some challenges. Comparing to the continuum based formulation, the discrete approaches, such as lattice spring method, discrete element method, and peridynamics, have certain advantages when modeling various fracture problems due to their intrinsic characteristics in modeling discontinuities. A novel, alternative, and systematic framework based on a nonlocal lattice particle model is proposed in this study. The uniqueness of the proposed model is the inclusion of both pair-wise local and multi-body nonlocal potentials in the formulation. First, the basic ideas of the proposed framework for 2D isotropic solid are presented. Derivations for triangular and square lattice structure are discussed in detail. Both mechanical deformation and fracture process are simulated and model verification and validation are performed with existing analytical solutions and experimental observations. Following this, the extension to general 3D isotropic solids based on the proposed local and nonlocal potentials is given. Three cubic lattice structures are discussed in detail. Failure predictions using the 3D simulation are compared with experimental testing results and very good agreement is observed. Next, a lattice rotation scheme is proposed to account for the material orientation in modeling anisotropic solids. The consistency and difference compared to the classical material tangent stiffness transformation method are discussed in detail. The implicit and explicit solution methods for the proposed lattice particle model are also discussed. Finally, some conclusions and discussions based on the current study are drawn at the end. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Mechanical Engineering 2015

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-17T11:24:29Z No. of bitstreams: 1 JOÃO VIRGILIO FELIPE LIMA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2008.pdf: 1580123 bytes, checksum: 646e6481713a3034daf096d2a8ef020c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-17T11:24:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO VIRGILIO FELIPE LIMA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2008.pdf: 1580123 bytes, checksum: 646e6481713a3034daf096d2a8ef020c (MD5) Previous issue date: 2008-07-09 / Capes / A água, até bem pouco tempo, era considerada um recurso livre da natureza e para qualquer que fosse a demanda sobre ela, esta poderia ser suprida, indefinidamente. Porém, o desenvolvimento econômico, industrial e social, ligado ao aumento da poluição industrial e os problemas decorrentes da falta de saneamento e abastecimento de água contribuiu para a formação de uma consciência mais adequada à realidade, não existindo dúvidas de que deve haver uma forma eficaz de controle do uso da água. A Lei Federal 9.433/97 que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos e criou o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos traz como fundamento que a água é um bem de domínio público, dotado de valor econômico. Ela prevê a gestão integrada e tem dentre seus instrumentos a cobrança pelo uso da água bruta. O objetivo desta pesquisa é levantar funções de demanda ordinária e a partir das mesmas, estabelecer a elasticidade-preço para cada um dos usuários e as reduções de benefícios resultantes de possíveis exigências de diminuição da carga poluidora. A Bacia Hidrográfica do rio Pirapama (em Pernambuco) e seu setor sucro-alcooleiro foram selecionados como caso de estudo. Os resultados obtidos indicam um alto potencial poluidor oriundo principalmente da vinhaça, efluente gerado no processo de fabricação do álcool e aguardente, e uma série de perda de benefícios quando são incorporadas aos custos privados às externalidades provocadas aos demais usuários. / The water, until recently, was considered a free resource of nature and whatever the demand about it, this could be supplied indefinitely. However, the economic, industrial and social development, related to increased industrial pollution and the problems arising from poor sanitation and water supply contributed to the formation of more adequate awareness to reality. There is no doubt that there must be an effective way to control water use. The Federal Law 9.433/97 established the National Water Resources Policy and created the National System of Water Resources Management. It defines water as a public good with economic value. The Law defined an integrated water resources management. It has among its instruments, charging for the use of raw water. The objective of this research was to get ordinary demand functions and from them, the price elasticity for each of water user and the reductions of benefits resulting from possible demands for reduction of pollution load. Pirapama River Basin (Pernambuco State, Brazil) and its sugarcane industry were selected as case study. The results indicate a high potential pollutant derived mainly from vinasse effluent generated in the manufacturing process of alcohol and spirits, and a number of loss of benefits when incorporated into private costs to externalities caused to other users.

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