Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:07:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_JeanCutrim_M.pdf: 5625354 bytes, checksum: a90581a7277feed28b2e913c2e7ed085 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: o objetivo deste trabalho é aplicar o controle H2/H 'Infinito'usando desigualdades matriciais lineares com restrições de alocação de pólos em estruturas flexíveis. O problema de controle H2/H'Infinito' é uma técnica usada para a obtenção de controladores com as propriedades do controle norma H2, que trás desempenho ótimo, e do controle norma H 'Infinito' que proporciona desempenho dinâmico robusto. As desigualdades matriciais lineares permitem que a obtenção do controlador seja formulada como um problema de otimização convexa e com restrições adicionais tais como as referentes à alocação de pólos. O problema de alocação de pólos é importante para ajustar o comportamento dinâmico da planta controlada no que se refere a especificações em termos da velocidade de resposta e do amortecimento, por exemplo. O modelo empregado para o estudo foi uma viga sujeita a distúrbios com o controlador atuando de forma não colocada. As matrizes de estado empregadas ao estudo de controle foram determinadas através das matrizes obtidas pelo método dos elementos finitos, considerando o modelo de viga de Euler-Bemoulli. Os resultados mostraram que o uso da alocação dos pólos melhora o desempenho do controlador H2/H'Infinito'. Para a implementação computacional foi utilizado o aplicativo Matlab / Abstract: The objective ofthis work is to apply the H2/H'Infinity' control technique using linear matrix inequalities and pole placement constraints to the flexible structures control problem. The H2/H'Infinity' control is a technique to design a controller with mixed features of the H2 and H'Infinity' control formulations, such as, optimal dynamical performance and robust performance. The Linear Matrix Inequalities allow to formulate the problem as a convex optimization problem, and additional constraints can be included such as the pole placement. The pole placement requirement comes ftom the necessity of adjusting the transient response of the plant and ensuring specific behavior in terms of speed and damping responses. The mathematical model used for this study is related to a flexible beam, with an applied disturbance and an actuator in different positions. The state-space matrices of the structure were obtained using the finite element method with the Euler-Bernoulli formulation of beams. The results show that the pole placement constraints can improve the performance of the controller H2/H'Infinity',The Matlab was used for the computational implementation / Mestrado / Projeto Mecanico e Mecanica dos Solidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Paulo Sergio Graziano Magalhães, Franco Giuseppe Dedini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T09:10:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueiredo_PauloRobertoAbreude_D.pdf: 7171295 bytes, checksum: a0f319762e346dbfe32e92de2f1f36fd (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este estudo procurou reunir as informações e metodologias utilizadas na modelagem do papelão ondulado pelo método dos elementos finitos com o objetivo de realizar sua modelagem usando-se o programa de elementos finitos ANSYS, assim como identificar as vantagens e restrições encontradas em cada forma de modelagem, com a finalidade de se obter um modelo de embalagem, com aberturas, destinadas aos produtos hortícolas. Das informações existentes na literatura foram identificadas três formas de representação das estruturas pelo método dos elementos finitos, ou sejam: o modelo de papelão ondulado com miolo estrutural (ME); o modelo de placa ortotrópica homogênea em camadas com miolo como forma de sanduíche (Ms); e o modelo de placas ortotrópicas homogêneas de camada única idealizada (M1). Os resultados mostraram que as estruturas modeladas na forma ME tiveram os valores correspondentes aos ensaios práticos quando se acrescentou aos miolos uma camada adesiva. Para os modelos de elementos finitos em forma de camadas tipo sanduíche (Ms), a aproximação aos valores obtidos nos ensaios experimentais foi possível obter um ajuste muito bom, desde que os valores atribuidos para os módulos de cisalhamento e torcionais tivessem uma redução que os aproximasse dos valores reais. Seguindo este mesmo procedimento, para os módulos de cisalhamento e torcionais, foram ajustados os modelos de placas ortotrópicas homogêneas de camada única idealizada (MI) / Abstract: This work tried to assembled the informations and the methodologies for the modeling of the corrugated paperboard by the finite element method with the objective of realize the modeling in the program ANSYS and identify the advantages and restrictions of this method. Get a package modeling with opening destined for horticultural products. Of extant information in literature were identify three shapes of structures representing by the finite element method, they were: The corrugated paperboard with structural crumb modeling (ME); The homogenize orthotropic plaque in layers with crumb as sandwich shape modeling (Ms) and The homogenize orthotropic plaque in unique idealized layer modeling (MI). The results showed that the structures modeled in ME shape had the practice rehearsal corresponding values when were added in the crumbs a sticker layer. For the fmite element method in shape of sandwich layer (Ms), the approximation of the obtained values in the experimental rehearsal was possible to get a real good adjust, since the assign values for the chiseling and twisting modules had a reduce that approach then with the real values. Following this same procedure, for the chiseling and twisting modules, were adjusts the homogenize orthotropic plaque in unique idealized layer modeling (MI)' / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Luiz Antunes de Oliveira e Sousa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T20:17:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_LuizCarlosde_D.pdf: 2783638 bytes, checksum: 47822aa8fa42d03820ad07cb23b721a2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Esse trabalho pretende contribuir para a interpretação do comportamento de estruturas de concreto a partir da utilização de técnicas de análise inversa. Estas técnicas permitem a determinação consistente dos diversos parâmetros envolvidos em seus modelos matemáticos, tomando-se por base a observação de estruturas de concreto. A utilização desses procedimentos permite a identificação de parâmetros envolvidos no cálculo de deformações e deslocamentos das estruturas de concreto armado. Para este fim foi desenvolvido um programa computacional para identificação desses parâmetros integrando a análise via elementos finitos e a minimização da função erro estabelecida entre as variáveis calculadas e as medidas. O programa foi testado com dados de ensaios e modelos teóricos, para materiais com comportamento elástico linear isotrópico ou ortotrópico, embora o método de estimativas de parâmetros, de forma iterativa e incremental, seja também aplicável a problemas com não-linearidades. Neste trabalho o método é aplicado também para ajustes de modelos de fluência em concreto. Apresentam-se, por último, a relevância do sistema desenvolvido, bem como algumas perspectivas para complementações futuras / Abstract: This work is intended to contribute to the interpretation of concrete structures using inverse analysis techniques. These techniques allow a consistent determination of the several parameters involved in the mathematical models, starting from the observation of concrete structures. The use of these procedures led to the identification of the parameters involved in the computation of strains and displacements of reinforced concrete structures. For this, a computational program has been developed to identify the parameters, integrating the finite element analysis and the minimization of the error between computed and observed variables. The program has been validated with test data and theoretical models for linear elastic, isotropic or anisotropic materials, although the parameter estimation method is applicable also to nonlinear problems. In this work, the method is applied also to fit creep models for concrete. The main conclusions and perspectives for future development are presented. / Doutorado / Engenharia de Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Renato Pavanello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:09:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_JaquelineMarade_M.pdf: 2818774 bytes, checksum: ba5db01d12d12b0c11ed46efc327569b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho apresenta um modelo numérico do comportamento mecânico elasto-plástico e de fadiga de juntas soldadas de topo em chapas finas de liga de alumínio usando a técnica de Friction Stir Welding. O modelo leva em consideração a presença de tensões residuais transversais e longitudinais em relação à linha da solda. Foi utilizado o Método dos Elementos Finitos (MEF) para construção dos modelos aproximados bi e tridimensionais, ambos considerando a não linearidade geométrica e não linearidade física. Uma das principais vantagens do MEF foi à possibilidade de trabalhar com propriedades diferentes dos materiais em elementos adjacentes, utilizando um modelo de chapa fino soldada composta por três regiões. A região do material base que não foi alterada pelo processo de soldagem, a região térmica afetada, que foi alterada apenas pela temperatura e a região do núcleo da solda onde foi alterada pela temperatura e pelo atrito entre a ferramenta de soldagem e a peça. Para a lei constitutiva do material foi utilizada a lei de Hooke em combinação com a Lei da Potência, isotrópica e homogênea, aplicadas em cada região, obtendo-se respostas mecânicas locais. A resposta mecânica global foi obtida, aplicando-se a regra da mistura às regiões da solda, considerando o comportamento de um corpo de prova soldado, que compreende diferentes camadas de material, semelhante a um modelo de associação de rigidezes em série. Os dados experimentais locais e globais, dados de entrada para o modelo, foram obtidos da literatura. Os modelos foram verificados pelas comparações das propriedades mecânicas tais como tensão de escoamento (a 0,2% de deformação), módulo de elasticidade, tensão última e parâmetros de encruamento: K e n. Finalmente a curva S-N da chapa soldada foi estimada baseando-se na análise estática e em dados experimentais de fadiga, a partir de um procedimento de correção efetuado usando-se os resultados da simulação. Esta metodologia foi aplicada a um caso de um corpo de prova solicitado por cargas axiais / Abstract: This work presents a numerical model of an elasto-plastic mechanical behavior and fatigue of a thin metal sheets butt welded aluminum alloy joint by Friction Stir Welding. The model take into account the presence of transverse and longitudinal residual stresses with respect to the weld line. The Finite Element Method (FEM) was used to build two and tridimensional model, both with geometric and physical nonlinearities. Using the FEM, it is possibility to work with different properties of materials in adjacent elements, using three different zones. The basic material zone, that wasn't changed by the weld process, a heat affected zone, that it was changed only by the temperature variations and a nugget zone, where it was changed by the temperature variation and friction between the tool weld and the sheets. The constitutive law used to represent the material behavior is the Hooke's Law combining with Power Law, isotropic and homogeneous; it was adopted in each specific zone giving local responses. The global response has obtained applying a mixture rule in welded plate, considering the weld specimen behavior which consists of different layers of material, like a simple spring-in-series model. The experimental local and global data, used for calibrate the model, was obtained of literature. The models was verified by comparing of mechanical properties like yield stress (0,2% offset yield strain), Young modulus, ultimate stress, strength coefficient K and strain hardening exponents n. Finally, the S-N curve of welded plate was estimated based on static analysis and fatigue test, from the procedure of correction accomplished using the results simulation. This methodology was applied to the case of specimen it loaded by axial forces / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Marco Lúcio Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T09:29:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suzuki_JorgeLuis_M.pdf: 2667128 bytes, checksum: 86588ab0b8799da0e2c3f0242102caea (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho apresenta uma implementação em ambiente C++ da teoria do Dano em Meio Contínuo para hiperelasticidade sob regime compressível e quasi-incompressível. Para o caso quasi-incompressível, uma formulação mista (u=p) é tratada com um procedimento de projeção local da pressão hidrostática. O dano é um escalar que dependente da máxima deformação atingida. Para a validação dos métodos implementados, são realizados estudos de convergência através da imposição de soluções analíticas, variando a ordem de interpolação e o número de elementos. Também é analisado o comportamento da tensão através de ciclos de carregamento, para a observação da perda de rigidez progressiva sob os efeitos de dano. A formulação implementada contorna o problema de travamento de malha, sendo que de maneira geral, solução é melhor aproximada com o aumento do grau polinomial combinado com o aumento do número de elementos / Abstract: The objective of this work is the application of the high-order hpFEM to the analysis of hyperelastic materials coupled to isotropic damage. A mixed (u=p) formulation with a pressure projection procedure is used in conjunction with the hpFEM to overcome the volumetric locking. The isotropic damage model introduces a scalar variable that evolves coupled with the maximum attained strain. It is based on the equivalent stress concept, by applying a reduction factor over the stress tensor. A cyclic loading test was performed to reproduce the Mullins effect. Convergence analyses were made for a compressible and a quasi-incompressible material imposing analytical solutions. Both materials presented a spectral convergence rate for the p refinement using smooth solutions. In the case of quasi-incompressibility, the material showed locking-free characteristics, but the approximation errors were higher compared to the compressible case / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rogério Gonçalves dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T08:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_ThomasMaciel_M.pdf: 9244388 bytes, checksum: 3a2911cd9007419015756a4c0e6b6ab6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Dentre os fenômenos físicos que ocorrem dentro dos coletores de admissão, as ondas de pressão mostram influenciar significativamente na dinâmica de enchimento dos cilindros dos motores a combustão interna aspirados. A origem destas ondas de pressão é a ressonância acústica que ocorre nos elementos que compõem o sistema de admissão como resposta ao fluxo não permanente causado pelo abrir e fechar das válvulas. Este trabalho tem por objetivo avaliar as características acústicas de geometrias de coletores de admissão através de análises modais e harmônicas executadas pelo do método numérico dos elementos finitos (FEM, finite element method). Com este método é possível discretizar geometrias complexas (como os coletores de admissão) e assim avaliar os efeitos tridimensionais nas características acústicas dos mesmos. Testes foram executados aplicando as metodologias em geometrias que possuem formulação analítica de forma a se validar o procedimento. Apresenta-se os seguintes resultados: análises modais acústicas de forma a se determinar as frequências naturais acústicas e os modos de algumas geometrias de coletores de admissão (com e sem câmaras ressonadoras); análises harmônicas de forma a replicar a medição experimental do coeficiente de transmissão acústica. Este coeficiente é uma métrica que informa o comportamento em frequência do componente acústico, podendo-se observar em que frequências há ganho de pressão acústica ou há supressão das mesmas. Conseguiu-se correlacionar os modos das cavidades com a medição do coeficiente de transmissão acústica. Foi possível também observar que as câmaras ressonadoras modificam significativamente a resposta acústica dos coletores de admissão / Abstract: Among the physical phenomena that occur inside an intake manifold, the wave action shows have strong influence in the cylinder filling process in aspirated internal combustion engines. The origin of these pressure waves is the acoustic resonance that happens in the components of the intake system as response to the unsteady flow generated by the opening and closing of the valves. This work has the objective of evaluate the acoustic characteristics of intake manifold geometries by performing modal and harmonic analyses via FEM (Finite Element Method). Applying this method is possible to discretize complex geometries (like intake manifolds) and this way to evaluate the three-dimensional effects on the acoustic characteristics of the components. Tests were performed by applying the methodology on geometries that have known analytical solutions and therefore evaluate the approach. The following results are presented: modal analyses calculating the frequencies and shapes of the acoustic modes of some intake manifold geometries (with and without resonator chambers). Harmonic analyses of the same geometries, configured to replicate the experimental measurement of the acoustic transmission coefficient (at). This coefficient represents a metric of the frequency response of acoustic components, showing at which frequency there is acoustic pressure gain or suppression. It was possible to correlate the modes of the cavities with the calculated acoustic transmission. It was evident by the results that the presence of resonance chambers greatly affected the acoustic response of the intake manifolds studied / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Farias_AgnaldoMonteiro_D.pdf: 4236142 bytes, checksum: 173a1f60f06933f3f12600b1c0be3c9b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os assuntos de interesse nesta tese dizem respeito a formulações não clássicas do método dos elementos finitos (MEF). Neste sentido, o foco principal está no desenvolvimento de ferramentas computacionais para o MEF visando simulações de problemas multifísicos. Este tipo de problema ocorre, frequentemente, nas aplicações de Engenharia modeladas pelo acoplamento de diversos fenômenos físicos, os quais podem ser resolvidos numa única simulação numérica. A esta modelagem dá-se o nome de simulação multifísica. Neste contexto, para se obter uma simulação otimizada, é conveniente dar um tratamento diferenciado para cada fenômeno físico envolvido. No MEF, por exemplo, tal abordagem multifísica pode ser realizada pela escolha de diferentes subespaços de aproximação, em conformidade com os fenômenos considerados. Para efeito de verificação do código desenvolvido, resolvem-se dois problemas no contexto de simulação multifísica. Um problema de acoplamento fluido-estrutura em poroelasticidade linear e um problema de escoamento em meios porosos com injeção de traçador. Utilizam-se subespaços de aproximação H1-conformes para o deslocamento da matriz porosa, Hdiv-conformes para o fluxo de fluido e funções descontínuas para a aproximação da pressão do fluido e da saturação. Outro desenvolvimento diz respeito a formulações combinadas de Galerkin contínuo-descontínuo para problemas de elasticidade linear. Na abordagem proposta, os espaços de elementos finitos são formados por funções contínuas ou descontínuas, em diferentes regiões do domínio. Estuda-se também o esquema de Petrov-Galerkin com funções teste otimizadas via simetrização. Aplica-se uma nova abordagem para este método através de duas aproximações pelo método de Galerkin contínuo. A implementação e avaliação do desempenho de todas as formulações propostas são feitas no ambiente de programação orientada a objetos chamado NeoPZ / Abstract: The issues of interest in this thesis are related to non classical formulations of the finite element method (FEM). In this sense, the main focus is on developing computational tools for the FEM targeting the simulation of multiphysics problems. This type of problem often occurs in engineering applications modeled by coupling several physical phenomena, which can be resolved in a single numerical simulation. This kind of modeling is called multiphysics simulation. In this context, to obtain an optimized simulation, it is convenient to give a different treatment for each physical phenomenon involved. For instance, in the FEM context, such multiphysics approach can be accomplished by choosing different approximation subspaces in accordance with the phenomena considered. For the verification of the developed code, a problem of fluid-structure interaction in linear poroelasticity and a problem of flow in porous media with tracer injection are solved in the context of multiphysics simulation. H1-conforming approximation is used for the displacement of the porous matrix, Hdiv-conforming for the fluid flow and discontinuous functions for the approximation of fluid pressure and saturation. In another development, the discontinuos-continuous Galerkin formulation is considered for problems of linear elasticity. In such formulation, the spaces finite elements are formed by continuous or discontinuous functions in different regions of the domain. Another study refers to the Petrov-Galerkin scheme with test functions optimized by symmetrization. A new approach to the method by means of two approximations by continuous Galerkin method is proposed. The implementation and verification of all considered formulations are made on the object-oriented programming environment called NeoPZ / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador : Jose Roberto de França Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:29:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_PauloSergioLima_D.pdf: 10471087 bytes, checksum: f75ffea844d97c2bffebfc04f6890e8d (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho trata dos aspectos teóricos, numéricos e experimentais da análise do fluxo de energia em estruturas. A formulação matemática do fluxo de potência é apresentada para modelos de viga (Euler-Bernoulli e Timoshenko) e placa (Kirchhoff e Mindlin). O significado físico da potência ativa e reativa são discutidos. A potência reativa está relacionada a reverberação da energia na estrutura, a qual origina os modos operacionais de vibração. Para observar esta propriedade, os mapas do fluxo de potência reativa são apresentados considerando cada componente de onda separadamente. Observou-se que estes mapas concordam com a forma dos respectivos modos operacionais. É proposta uma nova técnica para localização de fontes de energia baseada no divergente da potência reativa e nas distribuições de energia cinética e de deformação ao longo da estrutura. Modelos de elementos finitos e elementos espectrais são utilizados na simulação do fluxo de energia em uma viga com terminação semi-anecóica. A formulação matemática do fluxo de potência em placas de Kirchhoff e Mindlin é utilizada na simulação numérica do fluxo de potência de uma estrutura quadrada suspensa através de cabos de aço nas quatro extremidades. Os mapas de fluxo de energia são simulados experimentalmente. Um equipamento de holografia ótica (ESPI- Electronic Speckle Pattern Interferometry) e um vibrômetro laser Doppler (LDV) são utilizados na obtenção das medições na placa e na viga, respectivamente. Os resultados numéricos são comparados com os obtidos experimentalmente. As formulações de dois modelos espectrais de placas são revisadas. É apresentada uma proposta de um novo elemento espectral de placa finita, no qual as condições de contorno são impostas nas duas direções ortogonais / Abstract: This work deals with the theoretical, numerical and experimental aspects of energy flow in structures. The mathematical formulation for computation of power flow maps is presented for beams (Euler-Bernoulli and Timoshenko) and plates (Kirchhoff and Mindlin) The physical meaning of active and reactive power is discussed. The reactive intensity is related with the reverberation of energy in the structure, which originates the standing waves or mode shapes. In order to observe this property, the reactive power is separated into its wave components. The reactive maps obtained agree well with the operational modes, indicating the location of the nodal lines. A new technique to localize energy sources based on the divergence of the reactive intensity and the distribution of the potential and kinetic energy densities within the structure is presented. Numerical results are conducted for a beam with a point excitation and a semi-anechoic termination using finite element and spectral element models based on the Euler-Bernoulli beam theory. Numerical simulations are also performed in a square plate hanged with wires at the four corners. The expressions used for computation of power flow are based on the Kirchhoff and Mindlin models. The energy flow maps are obtained experimentally.The measurements conducted in the plate and beam are made using an pulse ESPI (Electronic Speckle Pattern Interferometry) and an LDV (laser Doppler vibrometer), respectively. The results obtained numerically and experimentally are compared. The formulation of two spectral plate elements are reviewed. A spectral element for finite plates with arbitrary boundary conditions in alI edges is proposed. / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: José Maria Campos dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:11:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nobrega_EdilsonDantas_M.pdf: 12912450 bytes, checksum: 790ec696a10ed45d5c22747b666dea61 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A fim de superar as limitações atuais na análise dinâmica de estruturas em médias e altas frequências e tirando proveito da natureza periódica de muitas destas estruturas, nos últimos anos, foram desenvolvidos métodos de guia de ondas. São modelos obtidos a partir de fatias das guia de ondas e modeladas pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) e pelo Método do Elemento Espectral (SEM), também conhecidos como Método de Propagação de Ondas por Elementos Finitos (Wave Finite Element Method - WFEM) e Método de Propagação de Ondas por Elementos Espectrais (Wave Spectral Element Method - WSEM), respectivamente. Exemplos de guia de ondas podem ser encontrados em diferentes tipos de estruturas tais como, os trilhos de trem, tubulações e até mesmo em estruturas complexas tipo a fuselagem de um avião e outras. Este trabalho apresenta uma extensão destes métodos de guias de ondas para a modelagem com elementos de barra de alta ordem. Os métodos foram implementados computacionalmente em códigos Matlab e os resultados são comparados com os do Método do Elemento Espectral (Spectral Element Method - SEM), do Método dos Elementos Finitos e com os do modelo analítico da Placa de Rayleigh-Lamb. Três elementos de barra de alta ordem são formulados: o modelo de Love (ou de Um modo), o modelo de Mindlin-Herrmann (ou de Dois modos) e o modelo de Doyle (ou de Três modos). O método é avaliado através de exemplos simulados computacionalmente e os resultados são analisados e comparados com aqueles da literatura / Abstract: In order to overcome the current limitations in the dynamic analysis of structures at middle and high frequencies and taking advantage of the periodic nature of many of these structures, in recent years, waveguide methods were developed. Models are obtained from slices of patterned waveguides, were developed by Finite Element Method (FEM) and Spectral Element Method, also known as Wave Finite Element Method - WFEM and Wave Spectral Element Method - WSEM. Examples of waveguides can be found in different types of structures such as the railroad tracks, pipelines and even complex structures like the fuselage of an airplane and others. This work presents an extension of these waveguides methods to model high order rod elements. The methods were implemented in Matlab codes and the results are compared with Spectral Element Method - SEM, Finite Element Method and the analytical Rayleigh-Lamb plate model. Three high order bar elements are formulated: the Love's model (or one mode), the Mindlin-Herrmann's model (or two modes) and the Doyle's model (or three modes). The method is evaluated through computationally simulated examples and the results are analyzed and compared with those of the literature / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-28T11:40:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_SabrinadosSantos_M.pdf: 4964592 bytes, checksum: 48a2af83f98b244951f9db97d31a68cc (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi o estudo da distribuição de temperatura em um domínio retangular, para tal foi resolvida a Equação de Convecção - Difusão Bidimensional via Método dos Elementos Finitos de Mínimos Quadrados - Least Squares Finite Element Method (LSFEM). Para discretização espacial foi utilizado elementos bidimensionais quadráticos, nesse caso os elementos quadriláteros com oito nós foram escolhidos. A discretização temporal nos casos transientes foi aproximada via Método de Crank - Nicolson. Para a o obtenção da matriz do elemento e o vetor do lado direito a quadratura de Gauss - Legendre foi empregada. A solução do sistema algébrico resultante foi obtida a partir do Método dos Gradientes Conjugados, um dos métodos iterativos mais eficientes na resolução de sistemas lineares quando a matriz é simétrica, esparsa e definida positiva, sendo essas características resultantes da formulação via LSFEM. É apresentada a formulação matemática do problema, a metodologia empregada na solução. Para a obtenção dos resultados um código em linguagem C foi implementado, por fim são apresentados os resultados obtidos, as conclusões e sugestões para trabalhos futuros / Abstract: The objective of this work was the study of temperature distribution in a rectangular domain, for that was solved Equation Convection - Diffusion Two-Dimensional via Least Squares Finite Element Method - LSFEM. For spatial discretization was used two-dimensional quadratic elements, in this case the quadrilateral elements with eight nodes were chosen. The time discretization in transient cases was approached via Crank - Nicolson Method. To obtain the element matrix and vector right side of the Gauss - Legendre quadrature was employed. The solution of resulting algebraic system was obtained using Conjugate Gradient Method, one of the most efficient iterative methods for solving linear sistenas when the matrix is ??symmetric, and positive definite sparse, and these resulting characteristics of the formulation via LSFEM. The mathematical formulation of the problem, the methodology used in the solution is shown. To obtain the results a code in C language was implemented, finally is presented results, conclusions and suggestions for future work / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestra em Engenharia Mecânica