Made available in DSpace on 2016-06-02T20:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4231.pdf: 1846377 bytes, checksum: d1541bd7ba691185f35a9e9a9db54b5a (MD5) Previous issue date: 2012-03-15 / The aim of this thesis is based on the defense of the hypothesis that there are remarkable influences of the physicist Heinrich Hertz s thinking, especially his The Principles of Mechanics (1894), on the Wittgenstein s Tractatus Logico-Philosophicus (1922). From a series of occasions in which Wittgenstein quotes Hertz, it was proposed here to ascertain what extent this could be sustained. Thus, we tried to display Hertz s thinking within a context in which he involves with the analysis and discussions of the mechanics that were previous to Hertz, proposing a kind of purification of these mechanics, presenting his own image. His intention was to present a unique image from which what he calls pseudo-concepts could be understood; that is, force and energy. From this image, it is argued here, Wittgenstein makes use of its substantial elements (material particle, material point and system) in order to construct his ontology as well as the Hertzian notion that we form facts to ourselves . Besides, with his notion of metaphorical network, he uses a Hertzian procedure to determine the operation of a mechanical system through coordinates about Wittgenstein, determining singularity and the non-priority of a scientific theory over the other. However, at no time it is said that Wittgenstein provided some kind of improvement regarding the mechanics of Hertz because it would suggest that both were dealing with the same subjects within the same scope which, obviously, did not occur and Wittgenstein was aware of that. What Wittgenstein does is a reapplication of the elements of the mechanics of Hertz, in a diverse scope, in order to provide his philosophy with determination, generality and formal independence. The importance of this thesis lies in demonstrating that the tribute of the first to the second is permissible. / O objetivo da presente tese assenta-se na defesa da hipótese de que existem influências marcantes do pensamento do físico Heinrich Hertz, especificamente de seu Os Princípios da Mecânica (1894), sobre o Tractatus Logico-Philosophicus (1922) de Wittgenstein. Para tal, propôs-se aqui, a partir de uma série de ocasiões em que Wittgenstein cita Hertz, verificar em que medida isso pode ser sustentado. Sendo assim, procurou-se apresentar o pensamento de Hertz dentro de um contexto no qual ele se envolve com a análise e discussão das mecânicas que lhe foram precedentes, onde propõe uma espécie de depuração dessas mecânicas, apresentando a sua própria imagem. Sua intenção era a de apresentar uma imagem peculiar da qual fosse subtraída aquilo que ele chama de pseudoconceitos, a saber, os de força e energia . Dessa imagem, defende-se aqui, Wittgenstein faz uso dos seus elementos substanciais (partícula material, ponto material e sistema) para constituir sua ontologia, bem como, da noção hertziana de que figuramos fatos para nós mesmos . Além do mais, com sua noção de rede-metafórica, ele se utiliza de um procedimento hertziano que é o de, por meio de um sistema de coordenadas, determinar plenamente o funcionamento de um sistema mecânico no caso de Wittgenstein, determinar singularidade e a não-prioridade de uma teoria científica sobre a outra. No entanto, em momento algum é tencionado que Wittgenstein proveu uma espécie de aperfeiçoamento da mecânica de Hertz, isso porque, se assim o fosse, sugeriria que ambos estavam lidando com os mesmos assuntos, dentro de um mesmo domínio, o que obviamente não ocorreu e Wittgenstein era plenamente ciente disso. O que Wittgenstein faz é uma reaplicação dos elementos da mecânica de Hertz, em um domínio diverso, para prover a sua filosofia de determinação, generalidade e independência formal. E a importância desta tese está em demonstrar que o tributo do primeiro para com o segundo é permissível.

Dans le cadre du développement d’un outil semi-analytique de pré-dimensionnement de structures sandwich soumises à des impacts à vitesse intermédiaire (<20m.s-1), nous proposons la détermination d’une solution efficace, basée sur les séries de Fourier avec des conditions aux limites générales. Les équations gouvernantes qui permettent de décrire la réponse transitoire élastique de plaques stratifiées orthotropes avec prise en compte d’une loi non linéaire de contact hertzien sont développées en utilisant un schéma de discrétisation temporelle explicite. Pour les conditions aux limites générales, la solution en séries de Fourier est complétée par une série mixte de polynômes-cosinus, qui permet d’aboutir à la solution, tout en permettant à la série de satisfaire les équations d’équilibres ainsi que les conditions limites, de façon exacte en augmentant le nombre de termes de la série. Afin de tenir compte des phénomènes physiques locaux lors de l’impact de structure sandwich, la plasticité et la rupture locale de la plaque anti-perforation sont introduites dans une formulation modifiée du contact de Hertz et l’écrasement de l’âme du sandwich est ajouté dans l’équation d’équilibre du projectile. Les solutions obtenues par cette méthode sont en accord avec les résultats par modélisation éléments finis de plaques composites multicouches impactées par un projectile. Une campagne expérimentale d’impact de type « box corner » sur des plaques sandwich de 1m², a servi de référence expérimentale et permis la validation de ce modèle complet. Finalement, le couplage de ce modèle à un optimiseur basé sur les techniques de plans d’expériences et de surfaces de réponses (métamodèles), nous a permis de choisir la meilleure structure d’absorption d’énergie (matériaux et géométrie) pour des structures plaques soumises à des impacts de 7kJ. Un test sur un véhicule réel avec la configuration structurelle choisie, nous a permis de valider l’outil final de pré-dimensionnement et de confirmer la qualité des résultats numériques obtenus par ce modèle semi-analytique. / A semi-analytical tool for the design of sandwich structures under intermediate speed loadings impact (<20m.s-1) is proposed by using an efficient solution based on the Fourier series with general boundary conditions. The governing equations, which describe dynamic elastic response of orthotropic laminates and include the non linear Hertzian contact law, are derived by means of explicit time discretization. For the general boundary conditions, the Fourier series solution is supplemented with mixed polynomial-cosine series, which allows derivation of the classical solution by letting the series satisfy exactly the governing differential equation and the boundary conditions with increased values of terms series. To take local physical behavior during sandwich structure impact into account, local plasticity and failure of the protection plate are introduced in a modified form of the Hertzian contact and the compression of the foam is added in the equilibrium equation of the projectile. The solutions obtained with this new method are close to those found by finite element simulations for impact on multilayers composite structures. An experimental campaign with one square meter sandwich structures impacted by corner box projectile is then used to validate the whole model. Finally, the best sandwich structure for energy absorption under a 7kJ impact (material and geometry) is chosen by coupling the model with an optimizer based on the metamodel approach. This solution is applied to a real vehicle and the results confirm the quality of the design of the structure.

The use of variable frequency drives in centrifugal pump applications has raised the question of how to select a drive. Clogging obstacles in waste water applications create unknown transient loads for the pump system. A sudden load increase occurrence can clog the pump if the drive cannot supply enough current to reach the motor’s torque demand. In order to select a suitable drive, an empirical approach has been implemented, investigating three different drives. Results have shown that selecting a drive with the highest possible overload capabilities, even if for a short time is most suitable. Operation in vector speed control gives the most reliable operation if an automatic parameter tuning is performed by the drive. / Användningen av frekvensomriktare i centrifugalpumpar har väckt fr ågan om hur en omriktare skall väljas. Igensättande objekt i avloppsvatten kan ge upphov till transienta laster i pumpsystemen. En oförutsedd lastökning kan sätta igen pumpen om frekvensomriktaren inte kan förse motorn tillräckligt med ström för att möta momentbehovet. För att välja en lämplig omriktare har ett empiriskt tillvägag ångssätt valts i en undersökning av tre olika omriktare. Resultat har visat att det är lämpligast att välja en omriktare med högst överbelastningskapacitet, även om under en kort tid. Vektor hastighetskontroll är metoden som ger stabil körning om omriktaren f ått automatiskt ställa in motorparametrarna.

Ce travail s'inscrit dans la compréhension du comportement de la sous-surface d'une pièce présentant des hétérogénéités contrôlées, soumise à un chargement de type hertzien sans affecter l'intégrité de sa surface initiale. Le but est de qualifier le champ de contraintes en sous couche. Pratiquement, des défauts de forme cylindrique sont positionnés là où le champ de contraintes est maximal. Le contact est dimensionné pour pouvoir observer, par photoélasticimétrie, les évolutions du champ de contraintes et développer une modélisation numérique pour étudier le comportement statique puis dynamique. Il ressort que la présence d'un trou sur l'axe de symétrie z (x = 0) est le facteur prépondérant. Les caractéristiques qui permettent de diminuer la contrainte de cisaillement sur l'axe de symétrie sont celles qui conduisent à un renforcement de la contrainte de cisaillement maximale dans le massif. Cette dualité nous conduit à proposer un indicateur qui prend en compte, à la fois, la contrainte de cisaillement, l'aplomb du contact et l"évolution de la contrainte maximale dans le massif. La méthodologie de travail a été mise en oeuvre et validée. Les approches analytiques et expérimentales ont permis de valider les modélisations numériques qui sont seules à même de permettre l'étude de nombreux cas. Les perspectives sont nombreuses, avec des incursions possibles en structuration de sous-surfaces, perçage simple, frittage sélectif par laser. Ce doctorat a permis de traiter le cas des défauts circulaires. Dans un autre domaine, le soudage est également un cas d'intérêt pour l'étude du comportement des cordons de soudure présentant des défauts de type porosités ou inclusions.

Der Vortrag stellt das neue, unendlich reibungsbehaftete Kontaktmodell der FEM-Berechnungssoftware Pro/ENGINEER Mechanica in der Version Wildfire 4.0 von PTC vor. Dabei werden sowohl die Grundlagen des reibungsfreien Kontaktes als auch die Theorie des unendlich reibungsbehafteten Kontaktmodells behandelt sowie die Grundlagen der zur numerischen Lösung in der Software verwendeten Penalty- und Newton-Raphson-Methode erläutert. Als Anwendungsbeispiel für das reibungsfreie Kontaktmodell wird ein Zylinderrollenlager vollständig mit sämtlichen Wälzkontakten für verschiedene Lager- und Einbauspiele berechnet, die Ergebnisse umfassend dargestellt sowie eine analytische Gegenrechnung nach der Hertzschen Theorie ausgeführt, die sehr gute Übereinstimmung mit der numerischen Simulation zeigt. Für das reibungsbehaftete Kontaktmodell wird exemplarisch eine geschrumpfte Welle-Nabe-Verbindung unter Torsion berechnet. Diese wird einer analytischen Lösung sowie verschiedenen 2D-Idealisierungen (ebener Spannungszustand, ebener Dehnungszustand, 2D-Axialsymmetrie) gegenübergestellt.

Der Vortrag stellt das neue, unendlich reibungsbehaftete Kontaktmodell der FEM-Berechnungssoftware Pro/ENGINEER Mechanica in der Version Wildfire 4.0 von PTC vor. Dabei werden sowohl die Grundlagen des reibungsfreien Kontaktes als auch die Theorie des unendlich reibungsbehafteten Kontaktmodells behandelt sowie die Grundlagen der zur numerischen Lösung in der Software verwendeten Penalty- und Newton-Raphson-Methode erläutert. Als Anwendungsbeispiel für das reibungsfreie Kontaktmodell wird ein Zylinderrollenlager vollständig mit sämtlichen Wälzkontakten für verschiedene Lager- und Einbauspiele berechnet, die Ergebnisse umfassend dargestellt sowie eine analytische Gegenrechnung nach der Hertzschen Theorie ausgeführt, die sehr gute Übereinstimmung mit der numerischen Simulation zeigt. Für das reibungsbehaftete Kontaktmodell wird exemplarisch eine geschrumpfte Welle-Nabe-Verbindung unter Torsion berechnet. Diese wird einer analytischen Lösung sowie verschiedenen 2D-Idealisierungen (ebener Spannungszustand, ebener Dehnungszustand, 2D-Axialsymmetrie) gegenübergestellt.