Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6153_1.pdf: 655883 bytes, checksum: c3aa9963c2efd9c283c069624912b8f8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / O projeto e a manutenção de tubulações submetidas a altas pressões e variações de temperatura vem despertando especial interesse das empresas que lidam com este eficiente meio de transporte. Nos dutos submetidos a variações de temperaturas e altas pressões, surgem forças compressivas ao longo do seu eixo. Estas forças ocorrem devido às restrições impostas pelo solo à livre expansão axial do duto. Estes efeitos podem fazer com que as forças compressivas alcancem um valor crítico, induzindo à flambagem vertical ou lateral o que pode levar a ruptura da tubulação. No presente trabalho apresenta-se uma metodologia para o estudo da flambagem térmica de dutos com a finalidade de determinar a temperatura segura de operação, que é um parâmetro indispensável ao projeto deste tipo de estrutura. Tanto a flambagem lateral (snaking) como a flambagem vertical (upheaval buckling) são considerados. Procedimentos analíticos e numéricos são aqui investigados. A grande vantagem dos procedimentos analíticos implementados neste trabalho é que eles permitem uma avaliação rápida da influência de diversos parâmetros (rigidez do tubo, reação do solo, peso do duto, profundidade de enterramento, etc.), o que é muito útil em um projeto ou verificação. Contudo, as simplificações adotadas podem fazer com que os resultados obtidos não correspondam a situações reais encontradas em campo. No entanto, uma modelagem mais realista do problema da flambagem térmica de dutos requer a utilização de métodos numéricos, sendo que o Método dos Elementos Finitos (MEF) foi adotado neste trabalho. O procedimento adotado consiste em realizar uma análise não-linear de um duto imperfeito para determinar a curva temperatura versus deslocamento transversal, cujo ponto limite de mínimo corresponde à temperatura segura de operação. Neste trabalho, o programa ABAQUS (HKS, 2001) foi utilizado para realizar as análises através do MEF. Este procedimento permite estudar a influência não só dos parâmetros citados anteriormente, como também das imperfeições existentes, sobre a temperatura segura de um sistema solo-duto. Neste trabalho serão estudados os efeitos da amplitude, comprimento e forma das imperfeições. Além disso, o caso teórico de dutos perfeitos pode ser estudado de maneira bastante satisfatória simplesmente considerando imperfeições (geométricas ou de carregamento) muito pequenas, o que permite a comparação com as soluções analíticas consideradas anteriormente. Uma característica importante do procedimento apresentado neste trabalho é a utilização da resposta obtida pelos modelos analíticos na definição da malha de elementos finitos a ser utilizada na análise do duto. Isto permite a construção rápida de uma malha de elementos finitos que leve a resultados precisos mesmo utilizando uma quantidade relativamente pequena de elementos, o que é muito importante do ponto de vista prático devido ao alto custo computacional de uma análise não-linear. Por fim, os resultados numéricos e analíticos decorrentes da análise dos dutos aquecidos na flambagem vertical e lateral são comparados, de forma a validar a metodologia proposta

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-16T21:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:59:03Z : No. of bitstreams: 1 180813.pdf: 4114536 bytes, checksum: c8d03ab88e4f09a3b0eb1157ea1be6cd (MD5)

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6518_1.pdf: 655883 bytes, checksum: c3aa9963c2efd9c283c069624912b8f8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / O projeto e a manutenção de tubulações submetidas a altas pressões e variações de temperatura vem despertando especial interesse das empresas que lidam com este eficiente meio de transporte. Nos dutos submetidos a variações de temperaturas e altas pressões, surgem forças compressivas ao longo do seu eixo. Estas forças ocorrem devido às restrições impostas pelo solo à livre expansão axial do duto. Estes efeitos podem fazer com que as forças compressivas alcancem um valor crítico, induzindo à flambagem vertical ou lateral o que pode levar a ruptura da tubulação. No presente trabalho apresenta-se uma metodologia para o estudo da flambagem térmica de dutos com a finalidade de determinar a temperatura segura de operação, que é um parâmetro indispensável ao projeto deste tipo de estrutura. Tanto a flambagem lateral (snaking) como a flambagem vertical (upheaval buckling) são considerados. Procedimentos analíticos e numéricos são aqui investigados. A grande vantagem dos procedimentos analíticos implementados neste trabalho é que eles permitem uma avaliação rápida da influência de diversos parâmetros (rigidez do tubo, reação do solo, peso do duto, profundidade de enterramento, etc.), o que é muito útil em um projeto ou verificação. Contudo, as simplificações adotadas podem fazer com que os resultados obtidos não correspondam a situações reais encontradas em campo. No entanto, uma modelagem mais realista do problema da flambagem térmica de dutos requer a utilização de métodos numéricos, sendo que o Método dos Elementos Finitos (MEF) foi adotado neste trabalho. O procedimento adotado consiste em realizar uma análise não-linear de um duto imperfeito para determinar a curva temperatura versus deslocamento transversal, cujo ponto limite de mínimo corresponde à temperatura segura de operação. Neste trabalho, o programa ABAQUS (HKS, 2001) foi utilizado para realizar as análises através do MEF. Este procedimento permite estudar a influência não só dos parâmetros citados anteriormente, como também das imperfeições existentes, sobre a temperatura segura de um sistema solo-duto. Neste trabalho serão estudados os efeitos da amplitude, comprimento e forma das imperfeições. Além disso, o caso teórico de dutos perfeitos pode ser estudado de maneira bastante satisfatória simplesmente considerando imperfeições (geométricas ou de carregamento) muito pequenas, o que permite a comparação com as soluções analíticas consideradas anteriormente. Uma característica importante do procedimento apresentado neste trabalho é a utilização da resposta obtida pelos modelos analíticos na definição da malha de elementos finitos a ser utilizada na análise do duto. Isto permite a construção rápida de uma malha de elementos finitos que leve a resultados precisos mesmo utilizando uma quantidade relativamente pequena de elementos, o que é muito importante do ponto de vista prático devido ao alto custo computacional de uma análise não-linear. Por fim, os resultados numéricos e analíticos decorrentes da análise dos dutos aquecidos na flambagem vertical e lateral são comparados, de forma a validar a metodologia proposta

BARROS, P. S. B. Abordagem isogeométrica para o estudo da estabilidade de compósitos laminados considerando falha progressiva. 2016. 140 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-12-26T13:35:40Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_psbbarros.pdf: 9568469 bytes, checksum: 6ea755c13d1bcfc4196307b4570ecf06 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-01-06T13:46:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_psbbarros.pdf: 9568469 bytes, checksum: 6ea755c13d1bcfc4196307b4570ecf06 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-06T13:46:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_psbbarros.pdf: 9568469 bytes, checksum: 6ea755c13d1bcfc4196307b4570ecf06 (MD5) Previous issue date: 2016-05-30 / Buckling is very important to the design of laminated plates and shells, as these structures are usually very slender. The study of the post-critical behavior allows classifying the stability loss, evaluating the load capacity of the structure and quantifying its sensitivity to initial imperfections. There are many papers available in the literature studying the stability of laminated plates and shells, including in the determination of post-critical path. However, these studies generally do not include material failure considering that the loss of stability occur in the elastic range. In practice, even in the case of thin-walled structures, material failure can affect the post-buckling behavior. The interaction between the sources of nonlinearity may decrease the loading capacity of the laminate. The Isogeometric Analysis (IGA) is a recent numerical method similar to the Finite Element Method (FEM), but that uses for displacement interpolation the same functions used in geometric modeling and CAD (e.g. BSplines and NURBS). The use of these functions allows the representation of the exact geometry independent of the discretization level used to approximate the displacement field. This work presents an isogeometric formulation for geometric and material nonlinear analysis of laminated plates and shallow shells. Marguerre theory is adopted to represent shallow shells with moderate displacements and rotations. In material nonlinear analysis, instantaneous degradation models are used. Examples with focus on determination of buckling loads and post-critical behavior of laminated plates, with and without material nonlinear analysis, are presented. In sequence, a study of stability of shallow shells is shown. Also, it is observed that the use of first ply failure approach can lead to conservative designs for laminated shallow shells, since the onset of failure can occur at a level considerably lower than the critical load or the limit load of these structures. / A flambagem tem grande importância no projeto de placas e cascas laminadas, já que geralmente estas estruturas são bastante esbeltas. A avaliação do comportamento pós-crítico tem grande importância, pois permite classificar a forma de perda da estabilidade estrutural, obter a capacidade de carga e quantificar a sensibilidade às imperfeições iniciais. A maior parte dos estudos de estabilidade de estruturas laminadas desprezam a falha do material, considerando que toda a perda de estabilidade ocorre no regime elástico. Contudo, mesmo no caso de estruturas esbeltas, a degradação do material pode ocorrer de forma simultânea a problemas de estabilidade e grandes deslocamentos, com a interação entre estes efeitos resultando em uma redução da capacidade de carga da estrutura. A Análise Isogeométrica (AIG) pode ser entendida com uma extensão do Método dos Elementos Finitos (MEF) onde a interpolação da geometria e dos deslocamentos do domínio é realizada por meio das funções utilizadas em programas CAD (Computer Aided Design). Com esta abordagem é possível representar exatamente geometrias complexas, independente da discretização adotada, eliminando um dos erros intrínsecos ao MEF. Neste trabalho propõe-se estudar problemas de estabilidade de placas e cascas abatidas considerando a degradação do material utilizando uma abordagem baseada na Análise Isogeométrica. Para isto, aplica-se a Teoria de Marguerre para análise de cascas abatidas com rotações moderadas. Na representação da falha do material, modelos de degradação instantânea são utilizados. São apresentados exemplos de aplicação com foco na determinação da carga crítica de placas laminadas e na obtenção do seu caminho pós-crítico considerando, inicialmente, somente a não linearidade geométrica e, posteriormente, incluindo a falha do material. Em seguida, é apresentado um estudo de estabilidade de cascas abatidas. Verificou-se que efeitos de travamento são reduzidos de forma bastante significativa quando se utiliza polinômios de ordem superiores na AIG. Ainda, observa-se que a utilização de restrições de falha da primeira lâmina em problemas de otimização pode levar a projetos conservadores para este tipo de componentes, uma vez que o início da falha pode ocorrer a níveis consideravelmente inferiores à carga crítica ou da carga limite da estrutura.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências Mecânicas, Joinville, 2017. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:21:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346020.pdf: 1675068 bytes, checksum: 31c7bcc495240051703cf54edd306b71 (MD5) Previous issue date: 2017 / O aumento da utilização dos polímeros na indústria para diferentes aplicações trouxe a necessidade de novos desenvolvimentos, principalmente no que diz respeito a superfícies poliméricas revestidas com filme de pintura. Alguns dos polímeros largamente utilizados, como as poliolefinas, apresentam pobres propriedades superficiais, o que faz necessário a aplicação de um pré-tratamento nesses materiais antes da aplicação do revestimento de pintura. Existe disponível uma variedade de pré-tratamentos com o intuito de melhorar as propriedades de superfície dos polímeros, entre eles, o mais comumente aplicado na indústria é a flambagem pela sua característica de atingir os níveis desejados de energia de superfície com pequeno tempo de tratamento. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da flambagem no aumento da aderência de revestimentos de pintura em substratos de polipropileno. Para isso, foram preparadas amostras com e sem o tratamento de flambagem e, posteriormente, as amostras foram caracterizadas para avaliar os resultados obtidos. Os resultados comprovam a eficácia do tratamento de flambagem no aumento da energia de superfície e assim na aderência dos revestimentos aplicados aos substratos de polipropileno (PP). Análises químicas mostraram a formação de novos grupos funcionais hidroxila e carbonila na superfície do PP e análises físicas validaram os ganhos em termos de melhoria de aderência dos revestimentos ao substrato de PP após o tratamento de flambagem.<br> / Abstract : The increase of polymers use on the industry for many different applications bring the need of new developments, especially in the subjects related with polymeric substrates coated with a painting film. Some of the polymers largely used, as polyolefins, have poor superficial properties making necessary a pretreatment before coating the paint film. There is a number of pretreatments related to the polymer?s superficial properties improvement, the most known at the industry is the flame process because it is possible to achieve the necessary level of surface energy in a short processing time. This work has as a target to study the effect of flame process in the adhesion increase for painting films applied on polypropylene substrates, for that samples will be made with and without flame process and after that they will be characterized to check the results. The results obtained prove the efficiency of flame treatment on the surface energy increase also on the paint film adhesion when applied in polypropylene (PP) substrates. The chemical analyses have proved the new functional groups formation such as hydroxyl and carbonyl at the PP surface and physical analyses have validated the improvements on adhesion between the PP substrates and the paint film after flame treatment.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T15:31:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 82634.pdf: 1547508 bytes, checksum: 98e6d34966b15fb8b5e451a519b87366 (MD5) Previous issue date: 1986 / A utilização dos materiais compostos nas diversas cons truções de estruturas tem aumentado nos ultimos anos juntamente com o avanço da tecnologia. Particularmente, este trabalho tem por objetivo verificar o comportamento da carga crítica de flambagem em placas laminadas retangulares, simplesmente apoiadas, pertencentes a uma classe híbrida de materiais compostos envolvendo duas outras classes: compostos fibrados e compostos laminados. Segundo pesquisas já realizadas, a estabilidade elástica desses tipos de placas depende de suas constantes de rigidez, da forma como a mesma se vincula com outras estruturas, da geometria da placa e dos esforços que as mesmas podem estar submetidas. O problema de auto-valor na flambagem de placas foi neste trabalho formulado, considerando-se uma placa laminada retangular, simplesmente apoiada, submetida a um estado de tensões de membrana combinadas e posteriormente solucionado através do algoritmo QR. Os resultados obtidos demonstram que o número de lâminas no laminado é um fator importante na estabilidade elástica das placas laminadas. Verificou-se que a presença dos termos Bij da matriz de rigidez de acoplamento, tendem a diminuir a resistência à flambagem das placas laminadas antissimétricas. Este fato foi confirmado tendo em vista que a resistência à flambagem crescia sempre que o número de lâminas aumentava no laminado. Nas placas laminadas simétricas Angle-Ply observou-se que a presença dos termos D13 e D23, da matriz de rigidez de flexão, também exercem um papel importante na flambagem das mesmas principalmente quando a tensão cisalhante Nxy está presente no estado combinado de tensões. Os resultados demonstraram que quanto maior o número de lâminas menor a influência da tensão cisalhante. Em todos os casos analisados observou-se que a carga crítica de flambagem tende a crescer sempre que no estado combinado de tensões existe uma tensão normal trativa, porém, se existir somente tensões normais compressivas o valor desta carga sempre tende a decrescer.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11417_Vitor Folador.PDF: 45 bytes, checksum: e7c5f9cd9e7e37604f4b7be2b3ae7a82 (MD5) Previous issue date: 2017-06-28 / O Método das Diferenças Finitas (MDF) é um método numérico para soluções de equações diferenciais em que as derivadas são aproximadas por uma equação de diferença finita. O MDF é, portanto, um método baseado no processo de discretização. Entretanto, sua abordagem é bem mais simples e direta se comparado a outros famosos métodos numéricos tais como o Método dos Elementos Finitos, Método dos Elementos de Contorno e o Método dos Volumes Finitos. A abordagem do MDF relacionado à engenharia é geralmente tratada superficialmente em livros e artigos científicos, resumindo-se a capítulos de introdução. Daí surgiu o interesse em aprofundar-se em diferentes estratégias de solução de diversos problemas de engenharia via MDF. Este trabalho busca resgatar o uso do Método das Diferenças Finitas na engenharia computacional com base no recente crescimento em trabalhos científicos publicados sobre este método. Esta pesquisa trata da aplicação do MDF em diversos problemas de engenharia, que por sua vez é uma área de estudo dentro do campo de métodos numéricos. A pesquisa está diretamente relacionada ao estudo do MDF como ferramenta para encontrar soluções aproximadas de equações diferenciais que regem diversos problemas de engenharia. Problemas como cálculo de deflexão em vigas, flambagem de pilares, flexão de placas, problemas de calor em regime permanente e transiente (incluindo vigas de concreto em situação de incêndio) e vigas sobre base elástica são exemplos de problemas muito comuns na engenharia estrutural e farão parte do escopo desta pesquisa. Para o entendimento do assunto, é apresentada uma síntese da fundamentação teórica de cada problema de engenharia de forma a contextualizar cada situação. Com as equações diferenciais governantes apresentadas, procede-se ao detalhamento das principais estratégias de solução via MDF, incluindo exemplos numéricos com uma variedade de condições de contorno. E, ao final deste trabalho, a comunidade científica poderá ter acesso a um material todo direcionado a este assunto, auxiliando alunos e pesquisadores da área.

O crescente aumento do uso de madeira laminada colada (MLC) em peças estruturais exige dos meios acadêmicos a pesquisa e desenvolvimento de teorias e rotinas de cálculo, que proporcionem suporte teórico para projetos estruturais que empreguem tal material. Nesta pesquisa foi desenvolvido em laboratório de modelos estruturais, um programa para o cálculo estrutural de vigas de madeira laminada colada (MLC), por meio do método dos elementos finitos para material ortotrópico e material isotrópico. Foram rompidas, em uma prensa universal, vigas de Madeira Laminada Colada (MLC), em escala natural, com e sem emendas nas lâminas, com a finalidade de comparação dos resultados assim obtidos, com os obtidos em modelos de cálculo existentes para vigas maciças de material isotrópico, como o método de cálculo da NBR 7190/97 e o método de cálculo da Teoria da Elasticidade (Timoshenko). Tais resultados também foram comparados com os resultados obtidos pelo método dos Elementos Finitos para materiais isotrópicos e ortotrópicos, acima citados. Para comparação entre as propriedades da madeira maciça e da madeira laminada colada, foram retirados corpos de prova das partes intactas das vigas sacrificadas, para realização de ensaios de cisalhamento na linha de cola e nas lâminas coladas, bem como corpos de prova para ensaios de flexão nas lâminas maciças das vigas de MLC. Para obtenção da tensão de ruptura a compressão paralela às fibras e do módulo de elasticidade, foram rompidos corpos de prova de 5cm x 5 cm x 15 cm. A comparação e análise dos resultados obtidos pelos procedimentos acima, levou à conclusão de que a madeira laminada colada (MLC), quando fabricada com cola estrutural, comporta-se como madeira maciça. Também foi possível observar que os modelos de cálculo empregando elementos finitos, ortotrópicos ou isotrópicos, reproduzem o comportamento de uma viga de madeira laminada colada. O modelo de cálculo da NBR 7190/97, pode ser empregado, mas apresenta resultados conservadores, a favor da segurança. Assim como o modelo de cálculo da Teoria da Elasticidade não deve ser empregado sem adaptação à madeira, pois apresentou resultados muito discrepantes. Os módulos de elasticidade da madeira maciça obtidos por ensaios de flexão e a partir do ensaio de compressão paralela às fibra, não representa o módulo de elasticidade representativo de uma viga de MLC. Da mesma forma a existência ou não de emendas nas lâminas, não altera os resultados. / The increasing use of glued laminated timber in structural parts requires academic research and development of theories and calculation routines that provide theoretical support for structural designs employing such material. In this research was developed in the laboratory of structural models, a program for calculating structural glued laminated timber beams by the finite element method for orthotropic material and isotropic material. Were disrupted in a press universal beam of glued laminated wood in full scale with and without splices blades, for the purpose of comparison of the results thus obtained with those obtained in calculation models exist for solid beams material isotropic, as the method of calculating the NBR 7190/97 and the calculation method of the theory of elasticity (Timoshenko). These results were also compared with results obtained by the method of finite elements for isotropic and orthotropic materials, mentioned above. To compare the properties of solid wood and glued laminated timber, specimens were removed from intact parts of the broken beams for testing shear line glue and glued the layers, as well as specimens for bending tests blades massive beam. To obtain the tensile strength parallel to the compression of the fibers and elastic modulus were broken specimens with the dimensions 5 cm x 5 cm x 15 cm. The comparison and analysis of the results obtained by the above procedure led to the conclusion that the glued laminated wood when manufactured with structural adhesive, behaves as solid wood. It was also noted that the model calculations using finite elements, both isotropic and orthotropic represent the behavior of a beam of glued laminated wood. The calculation model of the NBR 7190/97, can be employed, but has conservative results, in favor of security. As the calculation model of the theory of elasticity should not be used without adjustment to the wood, because it showed very discrepant results. The modulus of elasticity of solid wood obtained by bending tests from test and compression parallel to the fiber, it is not the representative elastic modulus of a beam of glued laminated wood. Likewise, the presence or absence of amendments in the layers, does not change the results.

Este trabalho possui como principais objetivos o estudo, o desenvolvimento e a implementação de um procedimento de cálculo para a carga crítica de flambagem de placas retangulares de material compósito usando o método de Lévy. O modelo pressupõe que a placa tenha duas bordas opostas simplesmente apoiadas e as outras duas engastadas. A placa ée submetida a um carregamento de compressão ou tração uniformemente distribuído ao longo das quatro bordas e tem seu comportamento descrito pela teoria de Kirchhoff.

A instabilidade de placas de materiais compostos com lâminas piezoelétricas coladas em suas superfícies têm sido alvo de diversos estudos nos últimos anos. Estruturas inteligentes tentam driblar os problemas de instabilidade com a implementação de um sistema de controle que através de uma rede de sensores e atuadores piezoelétricos disposta sobre a estrutura confere robustez ao sistema estrutural. Uma técnica para aumentar as cargas de flambagem de placas de materiais compostos é proposta. A técnica utiliza tensões residuais para criar forças de tração não nulas agindo ao longo do plano da placa permitindo a aplicação de forças externas maiores que as cargas críticas de flambagem tradicionais. A idéia consiste em restringir completamente os movimentos da placa nas direções do seu plano, em todo contorno, e aplicar uma voltagem em atuadores simetricamente colados nas faces da mesma. Essa voltagem é aplicada de tal forma que os atuadores contraiam resultando em forças de tração uniformes ao longo do plano da placa.