Neste trabalho, o comportamento em pós flambagem de placas laminadas anisotrópicas de grafita/epóxi é estudado experimental e numericamente. Os corpos de prova ensaiados são de dois tipos: 1) placas laminadas simetricamente com vários alongamentos (razão entre o comprimento e a largura da placa); 2) placas laminadas simetricamente com vários alongamentos e reforçadas lateralmente com laminados assimétricos. Os ensaios foram realizados em um dispositivo que simula uma condição de contorno do tipo simplesmente apoiado. Foi elaborado um modelo para a análise de placas laminadas e a solução obtida pelo método dos elementos finitos. O modelo foi validado comparando-se os seus resultados numéricos com resultados experimentais e numéricos disponíveis na literatura. Essa comparação mostra uma razoável concordância entre os resultados experimentais e numéricos. O modelo numérico foi então utilizado para auxiliar a interpretação dos ensaios realizados. A análise demonstra concordância na região linear, mas diverge na região não linear. Essa divergência evidencia a dificuldade de se modelar placas planas em pós flambagem, em conseqüência dos efeitos de imperfeições na geometria, folgas na montagem do dispositivo de ensaio e outros aspectos práticos. Concluímos que a condição de contorno experimental encontrada é uma condição intermediária entre bordas engastadas e bordas simplesmente apoiadas. Placas com alongamento pequeno e/ou com reforço lateral tendem a comportar-se como placas engastadas.

A análise de flambagem de cascas de dupla curvatura foi apresentada. A análise de cascas utiliza o princípio variacional de Reissner de duas variáveis de campo com o deslocamento transversal e a função tensão de Airy como as variáveis de campo. Variacionando o funcional do problema, as equações de Euler-Lagrange em função do deslocamento transversal e a função-tensão de Airy foram obtidas. Uma formulação de um elemento fino que mantém a continuidade C(1) em termos dessas duas variáveis de campo foi obtida de modo que os resultados numéricos de cargas críticas fossem calculados e comparados com resultados analíticos e numéricos anteriores.

A tese inicia-se com um resumo onde serão introduzidos conceitos que receberão adiante tratamento analítico mais aprofundado. Após esta breve introdução será relatado o surgimento e a conseqüente evolução histórica das equações de Riccati, até a apresentação de sua forma atual. Definida, classificada e teoricamente desenvolvida, será elucidada a importância da utilização das equações de Riccati (propriedade estabilizadora e transformação das condiçòes de contorno em condições iniciais). A tese tem como proposta aplicar equações de Riccati em sistemas elásticos (como molas, sistemas torcionais, vigas, cascas, etc.) Sistemas estruturais são normalmente analisados através de vetores de estado. Por sua vez, vetores de estado são conectados entre si por matrizes de transferência. Serão analisadas as equações diferenciais que geram as matrizes de transferência e a equação diferencial de quarta ordem que "governa" o comportamento mecânico da viaga e suas respectivas condições de contorno. Feito isto, será definida a equação diferencial matricial de Riccati, cujo desenvolvimento será conduzido à "transformada generalizada de Riccati", poderosa "ferramenta" que aplicada às matrizes de transferência determina o "estado" de um dado sistema estrutural. Finalmente, será apresentado um algoritmo que irá sistematizar a solução de equações matriciais através da transformada generalizada de Riccati, tendo por objetivo sua futura inserção computacional.

Esta tese trata da aplicação da filosofia de Análise de Tolerância ao Dano (DTA) às aeronaves F-5E da Força Aérea Brasileira (FAB) lotadas no 1 Grupo de Aviação de Caça (GAC) da Base Aérea de Santa Cruz (BASC), visando estender as suas vidas operacionais. Apresenta-se a metodologia utilizada para a determinação das tensões atuantes nos pontos críticos da aeronave F-5E, isto é, as tensões nos locais onde é mais provável haver a formação de trincas, as quais podem levar a uma falha catastrófica estrutural por um processo de fadiga. Esta metodologia consiste basicamente da coleta de dados em vôo, pré-análise e redução destes dados e determinação de um espectro de tensões representativo da utilização da frota. Todos os dados foram obtidos de uma campanha de ensaios realizada em 1992 e 1993, conduzida pelo Southwest Research Institute, de San Antonio, Texas, Estados Unidos da América. Após a determinação do espectro de tensões é mostrado um exemplo de análise de crescimento de trinca para um dos pontos críticos da aeronave. Com a capacidade de realizar este tipo de análise, garante-se a integridade estrutural e a vida da aeronave pode ser estendida. Este trabalho mostra que o mesmo tipo de análise feita para o F-5E pode ser realizada para outros tipos de aeronaves, civis ou militares. Isto é bastante proveitoso para qualquer operador cujas aeronaves estejam chegando ao limite de suas vidas operacionais.

Faz-se no presente trabalho um estudo de Mecânica da Fratura em discos, cilindros compactos e cascas cilíndricas. Em primeiro plano apresentam-se resultados quantitativos do modo I de carregamento da trinca com resultados que apresentam um procedimento prático e simples para se obter o fator intensidade de tensão, Ki, concentrando-se principalmente na obtenção do fator intensidade de tensão adimensional Y. É apresentada uma solução para discos com trinca radial na borda submetidos a carregamentos de tração discretos. São apresentadas soluções para cilindros compactos com as seguintes geometrias de trincas: i) trinca superficial submetida a tração e momento; ii) trinca exissimétrica externa submetida a tração; e iii) trinca circular interna sob tração e torção. São apresentadas, ainda, soluções para cascas cilíndricas, tanto com trincas passantes como com trincas não passantes, e, para ambos os casos, analisam-se os carregamentos de tração, momento, e pressão interna aplicados ao cilindro. E em segundo plano apresentam-se estudos qualitativos sobre modos mistos de carregamento da trinca com suas características e peculiaridades próprias, onde são analisados a velocidade e a direção de propagação da trinca, e os corpos-de-prova utilizados para pesquisa experimental de modos mistos.

Análise e síntese de placas sanduíche reforçadas sujeitas a restrições de frequência, flambagem global e estática são considerados. O problemade análise é formulado usando o método das faixas finitas associado à teoria de pequenas deflexões para placas ortotrópicas. Elementos de viga compativeis com as faixas finitas, nos quais o efeito do cisalhamento transvesal é levado em consideração, são também considerados. O elemento de faixa desenvolvido permite o completo desacopiamento das matrizes para os hamônicos m x n. O problema de otimização é formulado utilizando a estratégia de programação sequencial convexa, em conjunto com o método das direções viáveis modificado, como otimizador. O espaço de projeto inclui simultaneamente variáveis de dimensionamento e de configuração. A otimização acha a placa reforçada de menor peso com restrições nas diferentes respostas da análise, incluindo o critério de falha de Tsai-Wu sobre as tensões. Resultados numéricos são apresentados e comparações com outros trabalhos são feitas sempre que possível. Pode-se verificar a obtenção de bons resultados tanto nos problemas de análise como nos de otimização.

Neste trabalho o Princípio dos Trabalhos Virtuais, em sua forma estendida, é particularizado para cascas cônicas finas. A formulação fraca assim obtida é utilizada para a análise de estabilidade dinâmica de painéis cônicos sob a ação de cargas seguidoras, no presente caso, tantenges à geratriz. O efeito das tensões iniciais é incluído nas equações dinâmicas por meio dos termos chamados forças reduzidas. O movimento vibratório é suposto harmônico e é considerado um estado inicial de tensões de membrana. O painel cilíndrico, a placa retangular e o setor circular são obtidos, a partir do painel cônico, através de um processo numérico de passagem ao limite. Para comparação dos resultados relativos ao painel cônico foi desenvolvido um Elemento Finito Misto baseado no Princípio Variacional da Hellinger-Reissner. No que foi possível, os resultados foram comparados com outros existentes na literatura e se mostram em boa concordância com os mesmos.

Através do Método dos Elementos Finotos em sua modalidade de descolamentos, o objetivo deste trabalho é aplicar a Técnica do Refinamento Hierárquico p-Adaptativo na solução de problemas da Teoria da Elasticidade Tridimensional. Inicialmente é apresentada a formulação clássica do Método dos Elementos Finitos, sua formulação como especialização do Método de Ritz-Bubnov-Galerkin, seus critérios de convergência e as principais idéias de Refinamento Hierárquico Adaptativo. Em seguida é verificada a correção do programa de cálculo desenvolvido através da comparação com soluções exatas da Teoria da Elasticidade. Finalmente estuda-se a influência de diferentes valores de indicadores de erro, na solução dos campos de tensões em um bloco parcialmente carregado.

Neste trabalho analisa-se problemas de placas retangulares sob ação de cargas seguidoras. Aplica-se o Princípio dos Trabalhos Virtuais na sua forma estendida, aos problemas não-conservativos aqui propostos. Para as funções coordenadas foram utilizadas polinômios ou funções trigonométricas, ambas satisfazendo no mínimo as condições de contorno geométricas. Os resultados obtidos para as cargas críticas e para as correspondentes frequências de vibração são comparados quando possível, com soluções existentes.

Apresentam-se, neste trabalho, as técnicas de refinamento hierárquico adaptativo, em sua modalidade p, quando aplicadas à teoria da elasticidade bidimensional. O trabalho discute as técnicas usuais para obtenção dos indicadores e estimadores de erros, apresentando para os primeiros uma nova sistemática de construção e para os segundos, uma formulação original.