E apresentada a formulação do método dos elementos finitos aplicado a problemas de resposta dinâmica permanente de sistemas estruturais lineares, desenvolvida no campo da frequência bem como o sistema computacional DINAP desenvolvido. Tendo em vista a grande capacidade de memória req uerida por esses problemas,abordam-se soluções mais adequadas para o sistema de equações. E feita uma apresentação de algoritmos de solução de sistemas de equações de grande porte, considerando o aspecto de armazenamento, e de um algoritmo com armazenamento compacto de uso de memória secundária, sendo descrito todo o gerenciamento das transferências com a memória secundária encontrado no sistema LEBRE DINAP. Algumas aplicações são mostradas com o uso da linguagem LEBRE DINAP. / The steady-state dynamic response analysis using the finite element method applied to linear structural systems, and the implementation of a new LEBRE language sub-system with prismatic and plane state el ements are presented. Al so some algorit hms for the solution of l arge systems of linear algebraic equations, consi dering the aspect of memory allocation are presented. An algorithm wi th compact scheme storage and out-of-core memory is presented in more detail, including the out-of-core memory management. Some applications with the LEBRE language are presented.

Resumo não disponível

O Sistema METAFOR /Pl/ é um sistema computacional dirigido para a solução de problemas elastoplásticos com deformações finitas em condições dinâmicas e estáticas. Assim o programa permite o tratamento de problemas de impacto e de conformação mecânica. Este trabalho implementou os seguintes desenvolvimentos ao METAFOR: a) Procedimento de integração espacial simplificado das pressões de contato, que torna o método da penalidade independente da malha. b) Tratamento do problema de contato/atrito em casos tri-dimensionais. Quando um dos corpos é rígido, o programa pode usar solução implícita ou explícita. Se o corpo rígido é um plano, uma matriz tangente explícita consistente com o processo de integração temporal de pressões de contato é usada. Se o corpo rígido tem uma geometria arbitrária, uma matriz tangente numérica é empregada. Neste caso o corpo rígido é modelado com superfícies 'Coons'. c) Tratamento do problema de contato entre corpos flexíveis. Neste caso a solução é limitada à casos explícitos. Um método simples e eficiente é aqui empregado. Alguns exemplos foram comparados com dados da literatura e um bom acordo foi obtido. / METAFOR is a large computational system addressed to the solution of elastoplasticity problems with finite deformations under static and dynamic conditions. As a practical applications, it can be used to model metal forming and impact problems. In this work the METAFOR system is extended and improved in several ways : a) A simplified spatial integration procedure for contact pressure that allows for a mesh independent penalty method in two dimensional cases is implemented. b) The contact/friction capability is extended to three dimensional situations. When one of the bodies is rigid, the program can use implicit or explicit solutions. If the rigid body is a plane, an explicit tangent matrix consistent with the contact pressure integration scheme is used. If the rigid body has an arbitrary geometry, a numerical tangent matrix is used. In this case the rigid body is modeled with 'Coons' surfaces. c) A capability for impact problems between flexible bodies is introduced. In this case an explicit solution must be used. A simple and precise algorithm for nodal projection is used. Numerical examples for different problems show good agreement with results in the literature.

Made available in DSpace on 2019-04-05T23:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-03-29 / During the construction of geotechnical works, it is waited that deformations in the soil happen due to factors that are associated with the variation of the strain state s, such as: its own structure weigh, the pore-pressure, the suction, etc. After its construction, it is possible still happening significant variations in the state of tensions. For instance, the level of water in the establishment underground of a superficial foundation can be seasonably modified or for some lowering type, changing the state of stress and could take to occurrences of additional deformations. The earth dams built without compacting control and with low water content can generate a meta-stable structure, in other words, unsaturated soils that can suffer an extreme rearrange of the particles with great volume decrease during the flow of transient water, with or without additional loads. The stress-strain and water flow phenomena are dependent amongst themselves, and for a forecast analysis, the solution would be to adopt a joining, obtaining most realistic results, however with very more complexity. The proposal would be to associate the two phenomena, which would work in a consequent way with an association of events. For the accomplishment of complex analyses with larger domain borders, it is necessary the use of such numeric methods as the Finite Elements Method (FEM). In this work, it intends to develop a numeric implementation with two softwares that use the Method of the Finite Elements: one that works with flow in porous media in the condition stationary or transient (SEEP/W) and the other that analyzes the stress-strain behavior of unsaturated soils (UNSTRUCT). In hypothesis, it is had that the softwares are, in terms of numbers, based in the Finite Elements Method and they can work associates. The association takes the most realistic results and they can be obtained in a simpler way. The relevance of the work is in the fact that now a strong tendency exists in the world in treating the soil with the consideration of the possibility of no saturation. / Durante a construção de obras geotécnicas é esperado que ocorram deformações no solo devido a fatores que estão associados com a variação do estado de tensões efetivas, tais como: peso próprio da estrutura, a poro-pressão, a sucção, etc. Após a construção é possível ainda ocorrer variações significativas no estado de tensões. Por exemplo, o nível d´água no subsolo de assentamento de uma fundação superficial poderá ser modificado sazonalmente ou por algum tipo de rebaixamento, alterando o estado de tensões e podendo levar a ocorrências de deformações adicionais. As barragens de terra construídas sem controle de compactação e com baixa umidade podem gerar uma estrutura metaestável, ou seja, solos não-saturados que podem sofrer um rearranjo radical das partículas com grande diminuição de volume durante o fluxo de água transiente, com ou sem cargas adicionais (Bara, 1976). Os dois fenômenos tensão-deformação e fluxo de água são dependentes entre si, e para uma análise de previsão, a solução seria adotar um acoplamento, tornando os resultados mais realistas, porem com muito mais complexidade. A proposta seria associar os dois fenômenos, que trabalhariam de forma conseqüente com uma associação de eventos. Para a realização de análises complexas com maiores fronteiras de domínio, é necessária a utilização de métodos numéricos tais como o Método dos Elementos Finitos (MEF). Neste trabalho pretende-se desenvolver uma implementação numérica com dois softwares que usam o Método dos Elementos Finitos: um que trabalha com fluxo em meios porosos na condição estacionária ou transiente (SEEP/W) e o outro que analisa o comportamento tensão-deformação dos solos não-saturados (UNSTRUCT). Em hipótese, tem-se que os softwares são baseados numericamente, no Método dos Elementos Finitos e podem trabalhar associados. A associação leva à resultados mais realistas e podem ser obtidos de forma mais simples. A relevância do trabalho está em que atualmente existe uma forte tendência no mundo em tratar o solo com a consideração da possibilidade de não saturação.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6158_1.pdf: 1507864 bytes, checksum: d8802eb70c5e7d2f9a8a434bb25b900b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nas últimas décadas presenciamos um grande avanço no desenvolvimento de modelos constitutivos elastoplásticos e elasto-viscoplásticos para materiais geomecânicos. Paralelamente, com o desenvolvimento dos métodos numéricos e dos ambientes computacionais foram propostas, a partir do método dos elementos finitos, várias técnicas discretas na integração das relações constitutivas que garantem convergência e satisfazazem as condições de consistência. Estas técnicas podem ser divididas em integração explícita e implícita. Neste trabalho serão implementados os métodos de integração de Euler Modificado e Runge-Kutta-Dormand-Price, ambos com controle de erro, formulados para sistemas de eauações ordinárias de segunda e quarta e quinta ordens, respctivamente, bem como o modelo viscoplástico de Perzyna. Serão feitas também comparações das performances entre estas técnicas onde, tanto o controle de erro quanto o tamanho de passo variável para cada ponto de integração, baseiam-se no tempo total de CPU para análise total e no número máximo de passos de integração durante qualquer incremento de deslocamento e para análise total. Serão ainda comparados os resultados de aplicação, às análises elastoplásticas e visco-elastoplásticas, dos métodos de integração implementados. As verificaçãoes entre os métodos são feitas a partir da aplicação dos critérios de Mohr Coulomb e Von Mises apresentam-se em três problemas, cuja simulação é feita por meio do código CODE_BRIGHT, utilizando o método dos elementos finitos

O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de estruturas de concreto armado e protendido, sob estados planos de tensão. O modelo computacional utiliza dois procedimentos distintos, baseados em um modelo elasto-viscoplástico. No primeiro, determina-se a resposta da estrutura ao longo do tempo. Considera-se, nesta etapa, que o material possui comportamento viscoelástico. No segundo, busca-se a resposta da estrutura para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com um comportamento elastoplástico. Um modelo de camadas superpostas é adotado para melhor representar o comportamento viscoelástico do concreto e da armadura protendida, onde estes materiais são compostos de diversas camadas que sofrem a mesma deformação. Cada camada possui diferentes propriedades mecânicas e a tensão total é obtida pela soma das diferentes contribuições de cada camada. Para representar o concreto fissurado, utiliza-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em conta a contribuição do concreto entre fissuras. Tanto a armadura passiva quanto a armadura de protensão são introduzidas no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, as matrizes de rigidez das armaduras têm as mesmas dimensões das matrizes de rigidez dos elementos de concreto e ambas são somadas para a obtenção das matrizes de rigidez totais. Para verificar a precisão do modelo computacional, compararam-se resultados numéricos com valores experimentais disponíveis.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Estrutural, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação da Prof. Doutora Lúcia Simas Dinis

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Estrutural, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação da Prof. Doutora Lúcia Simas Dinis

Neste trabalho, apresenta-se um estudo numérico, através do Método dos Elementos Finitos, do efeito de instalação de uma parede diafragma com tirantes, seguida de uma grande escavação em solo residual de Granito Independência. As simulações numéricas são comparadas a deslocamentos medidos em uma obra localizada no Bairro Moinhos de Vento, na cidade de Porto Alegre, Rio Grande do Sul - Brasil. Para realizar esta análise utilizou-se o programa computacional Plaxis. Este programa se destina especificamente a análises da deformabilidade e estabilidade de projetos de engenharia geotécnica, cuja simulação requer o uso de métodos numéricos que consideram linearidade e não-linearidade constitutiva, bem como dependência do tempo. Foi utilizado nas simulações o Modelo Elástico-Perfeitamente Plástico com Superfície de Ruptura de Mohr- Coulomb. Os parâmetros do solo foram determinados a partir de ensaios de SPT e CPT, e balizados através de dados obtidos na literatura. Os resultados das análises numéricas são comparados com os resultados medidos in situ, durante a execução da escavação. Foram feitas duas análises distintas, uma chamada Classe A, onde os parâmetros estimados através dos ensaios SPT e CPT foram adotados como padrão e utilizados na simulação da obra Na segunda análise, denominada análise Classe C, correspondente a uma avaliação dos valores de ângulo de atrito (φ), coesão (c) e Módulo de Elasticidade (E), procurando-se avaliar a sensibilidade das previsões. Os resultados da análise numérica Classe A apresentam uma boa aproximação dos resultados medidos em 3 dos 5 perfis analisados, sendo que as simulações reproduziram de forma qualitativa a tendência das curvas experimentais. Parâmetros de resistência e deformabilidade têm um grande influência no comportamento do modelo numérico. A variação de parâmetros de projeto, como a força de ancoragem nos tirantes e a rigidez da parede diafragma também foram testadas. Os resultados demonstram que a influência destes parâmetros é significativa na medida dos deslocamentos.