Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Um aspecto particular no dimensionamento de maciços reforçados com geossintéticos consiste na análise da estabilidade interna. A ruptura interna pode ocorrer quando as solicitações impostas ao elemento de reforço superam a resistência à tração, ou quando ocorre o arrancamento do reforço da massa de solo, por ancoragem insuficiente. A distribuição das deformações e das tensões ao longo do comprimento enterrado do reforço não é uniforme, e este aspecto não é considerado no dimensionamento. Desta forma, modelos analíticos e numéricos aparecem como alternativas capazes de reduzir incertezas no dimensionamento de maciços reforçados, permitindo a adoção de soluções menos conservativas. O presente trabalho propõe um modelo analítico para a reprodução do mecanismo de transferência de esforços e deslocamentos ao longo do comprimento de geotêxteis sob condição de arrancamento, e apresenta a modelagem numérica de ensaios de arrancamento, fazendo uso do programa Plaxis, de elementos finitos. A partir dos resultados de um extenso programa experimental de ensaios de arrancamento instrumentados, em geotêxteis (Espinoza,2000), os modelos analítico e numérico foram validados e discutidos. Posteriormente, apresenta-se a simulação de um ensaio de arrancamento hipotético fazendo uso de ambos os modelos. Os resultados sugerem que os modelos analítico e numérico foram adequados na previsão dos esforços, deformações e deslocamentos ao longo do comprimento de geotêxteis em solicitações de arrancamento. Observou-se um melhor ajuste entre as previsões do modelo analítico e os resultados experimentais, justificado pela adoção do modelo não linear para o elemento geotêxtil. A distribuição de esforços e deslocamentos ao longo de geotêxteis é complexa, e a boa concordância dos modelos com os resultados experimentais reforça a potencialidade dos modelos para uso futuro. / The internal stability analysis is a particular aspect in the design of reinforced soil with geotextiles. Internal failure may occur when the stresses transmitted to the reinforcing element exceeds the tensile strength or when it is pulled out, due to insufficient anchorage. The stress strain distribution along the embedded length of the reinforcement is not uniform, and this condition is not incorporated in the design. Thus, analytical and numerical models appear as alternatives to reduce uncertainties in the design of reinforced soil structures, allowing the adoption of less conservative solutions.The present research proposes an analytical model that reproduces load transfer mechanism and displacements along the length of geotextiles under pullout condiction, and also presents a numerical simulation of pullout tests, making use of Plaxis FEM program. Based on the results of an extensive program of pullout tests in instrumented samples of geotextiles (Espinoza, 2000), the analytical and numerical models were validated and discussed. The simulation of a hypothetical pullout test making use of both models is also presented.The results suggest that the analytical and numerical models are suitable to predict loads, strains and displacements along the geotextiles length, submitted to pullout. The analytical model provided a better fit for the experimental results, since it incorporates a non-linear behavior for the geotextile. The distribution of loads and displacements along the geotextiles is complex, and the good agreement between the models and the experimental results emphasizes the capability of the models for further use.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-06-30Bitstream added on 2014-06-13T19:02:30Z : No. of bitstreams: 1 mitmapillaca_ejd_dr_guara.pdf: 1950757 bytes, checksum: f8081b468d019f4dac4207cfc646916a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Implantação iônica por imersão em plasma com campo magnético (3IPCM) foi investigada usando técnicas numéricas e experimentais. O campo magnético considerado é essencialmente não uniforme e é produzido por duas bobinas magnéticas posicionadas ao redor da câmara de vácuo. O estudo é centrado na análise do efeito de dois dos parâmetros mais importantes: tensão e pressão no processo 3IPCM. Outro tema importante como a dinâmica dos elétrons secundários foi também abordado neste trabalho. Neste contexto, o processo 3IPCM foi pesquisado inicialmente usando o código computacional KARAT. Os resultados numéricos mostraram um incremento da densidade do plasma ao redor do alvo durante a variação dos parâmetros de tensão, pressão e campo magnético considerados. Como consequência deste aumento, um incremento da densidade de corrente iônica sobre o alvo foi observado. Os resultados numéricos mostraram que o sistema de campos cruzados E×B intensifica o processo 3IPCM. Posteriormente, 3IPCM foi realizado experimentalmente. Resultados experimentais mostraram que a densidade de corrente foi incrementada em aproximadamente 100 % em relação ao caso sem campo magnético quando os parâmetros externos foram variados. Todos estes resultados numéricos e experimentais são explicados através do mecanismo de ionização do gás por colisão com os elétrons magnetizados realizando movimento de deriva em campos E×B. Finalmente, para analisar os efeitos do processo 3IPCM no tratamento de materiais foram realizados implantações em amostras de silício. Os resultados mostraram que o processo 3IPCM promove mudanças nas propriedades superficiais das amostras, tornando-as hidrofóbicas. Esta técnica mostra ser atrativa posto que foi possível incrementar a dose e a profundidade de implantação em alta tensão. / Plasma immersion ion implantation (PIII) with magnetic field has been investigated using numerical and experimental methods. The magnetic field in consideration is essentially non-uniform and is generated by two magnetic coils installed outside the PIII vacuum chamber. The study is focused on analysis of the effect of two of the most important process parameters: voltage and gas pressure on the PIII with magnetic field. Another important subject such as the dynamics of secondary electrons has also been considered in this work. In this context, the PIII process with magnetic field has been initially analyzed numerically using the 2.5D computer code KARAT. The numeric results have shown an increase of the plasma density around of the target in the range of the considered parameters, voltage, pressure and magnetic field. As consequence of this an enhancement of the ion current density on the target was observed. The simulation results have demonstrated that the system of crossed E×B fields intensifies the PIII process with magnetic field. Later, the PIII process with magnetic field has been carried out experimentally. Experimental results have shown an increase of the current density in about 100 % in relation to the case without magnetic field when the external parameters have been varied. The numerical and experimental results are explained through the mechanism of gas ionization by collision with electrons drifting in crossed E×B field. Finally, to analyze the effect of the PIII process with magnetic field in material treatment implantation in Silicon samples has been carried out. The results indicate that the PIII process with magnetic field promotes changes of the samples surface properties, turning them hydrophobic. This PIII technique is attractive since it can increase the dose and the depth of implantation at high voltage.

abstract: This thesis focuses on studying the interaction between floating objects and an air-water flow system driven by gravity. The system consists of an inclined channel in which a gravity driven two phase flow carries a series of floating solid objects downstream. Numerical simulations of such a system requires the solution of not only the basic Navier-Stokes equation but also dynamic interaction between the solid body and the two-phase flow. In particular, this requires embedding of dynamic mesh within the two-phase flow. A computational fluid dynamics solver, ANSYS fluent, is used to solve this problem. Also, the individual components for these simulations are already available in the solver, few examples exist in which all are combined. A series of simulations are performed by varying the key parameters, including density of floating objects and mass flow rate at the inlet. The motion of the floating objects in those simulations are analyzed to determine the stability of the coupled flow-solid system. The simulations are successfully performed over a broad range of parametric values. The numerical framework developed in this study can potentially be used in applications, especially in assisting the design of similar gravity driven systems for transportation in manufacturing processes. In a small number of the simulations, two kinds of numerically instability are observed. One is characterized by a sudden vertical acceleration of the floating object due to a strong imbalance of the force acting on the body, which occurs when the mass flow of water is weak. The other is characterized by a sudden vertical movement of air-water interface, which occurs when two floating objects become too close together. These new types of numerical instability deserve future studies and clarifications. This study is performed only for a 2-D system. Extension of the numerical framework to a full 3-D setting is recommended as future work. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Mechanical Engineering 2018

Submitted by Ranulfo Acir de Oliveira Resende (acir_r@yahoo.com.br) on 2018-07-10T16:42:19Z No. of bitstreams: 1 Tese_Acir.pdf: 2525445 bytes, checksum: 3a47b07dbbf7f67ec6d03ba9b352e27b (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2018-07-11T13:20:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 resende_rao_dr_bauru.pdf: 2525445 bytes, checksum: 3a47b07dbbf7f67ec6d03ba9b352e27b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-11T13:20:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 resende_rao_dr_bauru.pdf: 2525445 bytes, checksum: 3a47b07dbbf7f67ec6d03ba9b352e27b (MD5) Previous issue date: 2018-05-25 / Esta Tese de Doutorado é composta pelo estudo da aplicação de simulações numéricas automatizadas para solucionar problemas de controle ótimo (PCO) não convexos. Um algoritmo para tratar PCOs não convexos é apresentado como a principal contribuição da Tese. Outra contribuição, a estrutura ASAF - Automated Simulation and Analysis Framework, codificada em linguagem Python e baseada em modernas ferramentas de modelagem, simulação, JModelica.org, e otimização, Interior-Point Optimizer (IPOPT), é utilizada como auxílio para aplicação do referido algorítmo. O algoritmo proposto foi testado de forma metodológica com escala métrica e quatro PCOs não convexos com soluções analíticas exatas conhecidas. A viabilidade de aplicação do algoritmo foi verificada por clássicos métodos estatísticos aplicados aos dados das simulações, alcançando-se os resultados esperados e fundamentando-se a possibilidade de se tratar PCOs não convexos de soluções desconhecidas. Assim, esta Tese apresenta uma contribuição relevante para o tratamento de PCOs não convexos, ao propor um algoritmo para, com uso eficaz dos crescentes recursos computacionais de metaprogramação e automatização, obter solução subótima recomendada aceitável. A mediana da efetividade do algoritmo é estimada, a partir de testes estatísticos, em 93%, com significância de 0,05 (95% de confiança). / This doctoral Thesis is comprised by the study of the application of automated numerical simulations to solve nonconvex optimal control problems (OCP). An algorithm to treat nonconvex OCPs is presented as the main contribution of the Thesis. Another contribution of the Thesis, the ASAF-Automated Simulation and Analysis Framework, coded in Python language and based on modern tools of modeling, simulation, JModelica.org, and optimization, Interior-Point Optimizer (IPOPT), is used as an aid in the application of this algorithm. The proposed algorithm was tested by a methodological procedure with a metric scale and four nonconvex OCPs with known exact analytical solutions. The feasibility of using the algorithm was verified by classic statistical methods applied to the simulations data, achieving the expected outcome and grounding the possibility to treat nonconvex OCPs of unknown solutions. Thus, this Thesis presents a relevant contribution to the treatment of nonconvex OCPs, by proposing an algorithm to, upon the effective use of the increasing computer resources of metaprogramming and automation, obtain an acceptable sub-optimal recommended solution. The median of the algorithm effectiveness is estimated, from statistical tests, in 93%, with a significance of 0.05 (95% confidence).

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-17T10:20:54Z No. of bitstreams: 1 JOÃO PAULO PAES DE ARAÚJO SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 4486747 bytes, checksum: 6130f70f7b461e429f7b944096577d56 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-17T10:20:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO PAULO PAES DE ARAÚJO SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 4486747 bytes, checksum: 6130f70f7b461e429f7b944096577d56 (MD5) Previous issue date: 2016-10-16 / CNPq / Nos últimos anos o ciclone vem sendo utilizado como uma tecnologia de secagem moderna. Neste sentido, nesta pesquisa propõe-se estudar numericamente a secagem do bagaço de cana-de-açúcar usando o ciclone como secador. Adotou-se os modelos Euleriano-Lagrangeano no regime permanente e o de turbulência RNG k-epsilon para a fase gás, e um modelo concentrado transiente de transferência de calor e massa para a fase particulada. Considerou-se a partícula de bagaço de cana-de-açúcar com forma irregular e constituída somente de água. A solução do modelo proposto foi obtida usando o software comercial Ansys CFX 15.0. Resultados do teor de umidade, temperatura, variações dimensionais e trajetória das partículas, e distribuição de velocidade, pressão e temperatura da fase gás no interior do ciclone são apresentadas e analisadas. Verificou-se que o campo de temperatura e pressão, bem como o campo vetorial no interior do ciclone obtidos numericamente apresentaram boa concordância com dados experimentais disponibilizados na literatura e que as cinéticas de secagem, aquecimento, variações dimensionais e tempo de permanência das partículas (bagaço de cana-de-açúcar) são afetadas pelas condições de entrada do gás de secagem. / In recent years, cyclones have been used as a modern drying technology. In this sense, this research proposes a numerical study to describe drying of sugarcane bagasse, using the cyclone as dryer. To this end, it was adopted the RNG-K epsilon model in steady state. The Reynolds stress model was adopted to describe turbulence of the gas phase, while the lumped model in transient state was adopted to describe heat and mass transfer of the particulate phase (sugarcane bagasse). It was considered the particle sugarcane bagasse with irregular shape and consists of water only, in order to simplify the model. The solution of the model was obtained using commercial software Ansys CFX 15.0. Moisture content results, temperature, dimensional variations and trajectory of the particles, and distribution of velocity, pressure and temperature of the gas phase inside the cyclone are presented and analyzed. It was found that the temperature and pressure field and the vector field within the numerically obtained cyclone showed good agreement with experimental data available in the literature and that the kinetics of drying, heating, dimensional variations and particle residence time (sugarcane bagasse) are affected by the inlet condition of the drying gas.

L'objectif de ce travail est d'approfondir et de mieux comprendre les mécanismes responsables de la formation et de la croissance de la structure des grains dans le silicium multicristallin pour des applications photovoltaïques. Lors de la solidification du silicium multicristallin, la sélection des grains, le contrôle de la distribution de leur taille et leur direction de croissance sont des paramètres importants pour obtenir un matériau de bonne qualité et homogène. Ces paramètres influencent directement le rendement de conversion des cellules photovoltaïques, au travers de la capture et de la recombinaison des porteurs de charges et des interactions avec les impuretés. La structure de grains dans le silicium photovoltaïque évolue au cours de la solidification : des grains vont disparaître, d'autres vont apparaître, d'autres vont grossir pour donner au final une structure composée de gros grains, de petits grains dénommés ‘grits', de joints de grains, et de macles. Il est donc important de comprendre les relations entre les différents paramètres du procédé industriel et leur influence sur les phénomènes physico-chimiques qui se produisent lors de la croissance afin de pouvoir influer sur la structure de grains dans le silicium, et de prévoir ses propriétés. Dans une première étape, nous avons établi un modèle de développement des grains basé sur le type de croissance (facettée, rugueuse ou mixte), la cinétique de ces divers types de croissances, le phénomène de maclage et la sélection des grains, dont nous montrons qu'ils sont, avec la germination initiale, à l'origine de la taille et de la structure des grains. Ensuite, nous proposons une approche de modélisation numérique de l'évolution de la structure des grains au cours de la solidification. Cette méthode se base sur l'analyse dynamique bidimensionnelle du joint de grains au niveau de la ligne triple grain-grain-liquide (rugueuse, facettée) tout en prenant en compte les phénomènes produits à l'échelle macroscopique (le champ de température local) et microscopique (la cinétique des grains). Le modèle résulte du couplage thermique et des mécanismes cinétiques de croissance. Nous avons donc développé un modèle numérique de croissance des grains en 2 dimensions et nous l'avons introduit dans le code 2D-MiMSiS qui se déroule en 2 étapes : Premièrement, le calcul en régime transitoire de la solidification macroscopique d'un lingot de silicium nous permet d'obtenir le champ thermique dans le lingot et la position précise de l'interface solide-liquide à différents instants ainsi que sa vitesse, son orientation (sa forme) et les gradients de température dans le liquide et le solide. Deuxièmement, la modélisation de la croissance est basée sur la description géométrique des joints de grains qui dépend de la cinétique des grains qui les bordent. Elle suit des critères dépendants de la morphologie (rugueuse ou facettée) de l'interface. Elle s‘appuie sur le réseau d'isothermes du calcul thermique sans l'influencer dans un premier temps. Un des objectifs de ce modèle est de faire varier différents paramètres du procédé et d'en mesurer l'impact sur la structure cristalline finale. Des résultats de calculs 2D sont présentés et discutés par rapport à l'expérience. / The objective of this work is to explore and better understand the mechanisms responsible for the formation and growth of the grain structure in polycrystalline silicon for photovoltaic applications. During the solidification of polycrystalline silicon for the selection of the grain, control the distribution of their size and direction of growth are important parameters to obtain a material of good quality and homogeneous. These parameters directly influence the conversion efficiency of solar cells, through the capture and recombination of charge carriers and interactions with impurities. Grain structure in silicon photovoltaic evolves during solidification: Grain will disappear, others will appear, others will grow to give the final structure composed of large grains, small grains called 'grits' grain boundaries and twins. It is therefore important to understand the relationship between the parameters of the industrial process, the physico-chemical phenomena that occur during the growth and structure of grains in the silicon to predict its properties. In a first step, we established a model of development based on the grain growth type (faceted, rough or mixed), the kinetics of the various growths, the phenomenon of twinning and the selection of grains, we show that they are, with the initial germination, originally of the size and structure of the grains. Then, we propose an approach to numerical modeling of the evolution of lala grain structure during solidification. This method is based on the two-dimensional dynamic analysis of the grain boundary at the triple line grain-grain-liquid (rough, faceted) taking into account the phenomena produced at the macroscopic scale (the local temperature field) and microscopic (kinetic grain). The resulting model of the thermal coupling mechanisms and growth kinetics. We have developed a numerical model of grain growth in two dimensions, and we have introduced in the 2D-code MiMSiS which takes place in two steps: First, the calculation of transient macroscopic solidification of an ingot of silicon allows us to obtain the temperature field in the ingot and the precise position of the solid-liquid interface at different times as well as its speed, direction ( form) and the thermal gradients in the liquid and the solid. Second, the growth model is based on the geometrical description of grain boundary which depends on the kinetics of grain that border. It follows dependent criteria of the rough morphology or faceted interface. It relies on a network of insulated thermal calculation without influence in the first place. One objective of this model is to vary the process parameters and to measure their impact on the final crystalline structure. 2D calculation results are presented and discussed in relation to the experience.

[pt] O presente trabalho consiste na elaboração de um modelo para simulação numérica do fraturamento em estruturas de concreto utilizando-se o Método dos Elementos Finitos e conceitos da Mecânica da Fratura aplicada ao concreto. A característica mais importante deste modelo está na transição do processo de fraturamento distribuído para o processo discreto à medida em que as deformações se localizam em uma certa região da estrutura. Com isto, pode- se tirar proveito das principais vantagens apresentadas pelos dois processos, ao mesmo tempo em que se eliminam algumas de suas maiores desvantagens. A simulação é suportada por um pré-processador para geração automática da malha de elementos finitos e por uma sofisticada estrutura de dados topológica que assegura a consistência da malha gerada. A fissura discreta é inserida em uma região de comportamento plástico selecionada pelo programa, e somente esta região é rediscretizada após a inserção e propagação da fissura. Todo o processo é monitorado pelo usuário através da mesma interface gráfica. A análise pelo processo distribuído é desenvolvida através de um modelo plástico não-associado e algumas dificuldades numéricas são encontradas na tentativa de representar o comportamento da estrutura nas proximidades da carga máxima e no regime pós- pico. Um procedimento numérico é proposto para contornar estas dificuldades. / [en] This work consists of the development of a model for numerical fracture simulation of concrete structures using the Finite Element Method and concepts of Fracture Mechanics applied to concrete.The most important characteristic of the simulation is the transition from the smeared to the discrete approach as the strain localizes in a certain region of the structure. With this method it is possible to take advantage of the main characteristics of the two approaches and, at the same time, eliminate some of their disadvantages.The simulation is supported by a pre-processor for automatic finite element mesh generation and by a sophisticated topology- based data structure that assures mesh consistency. The discrete crack is introduced into a plastic region selected by the program, and only this region is remeshed after crack propagation. All the process is monitored through the same user interface.The smeared analysis is developed through a non-associated plastic model which poses some numerical difficulties when tracing the behavior of the structure close to the peak and in the post-peak regime. A numerical solution is proposed to avoid these difficulties.

Submitted by Fábio Visnadi Prado Soares null (fvps@hotmail.com) on 2018-02-28T12:38:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Soares, F V P - 2017 - VF - REPOSITORIO.pdf: 6006217 bytes, checksum: c8b6c04c1ed994f7a112e592011d919b (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2018-02-28T17:41:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 soares_fvp_me_bauru.pdf: 6006217 bytes, checksum: c8b6c04c1ed994f7a112e592011d919b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-28T17:41:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 soares_fvp_me_bauru.pdf: 6006217 bytes, checksum: c8b6c04c1ed994f7a112e592011d919b (MD5) Previous issue date: 2018-01-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O comportamento dos solos não saturados é um tema amplamente estudado, tanto por meio de ensaios de laboratório quanto de campo. Fenômenos como o colapso dos solos são relativamente bem explicados pelos modelos elastoplásticos existentes, dos quais o Modelo Básico de Barcelona é um dos mais utilizados e difundidos no meio acadêmico. Apesar dos avanços obtidos, ainda existe certa escassez de estudos que comparem o comportamento previsto por tais modelos a resultados de situações reais de engenharia. Esta pesquisa teve como objetivo simular numericamente resultados de recalques devidos a carregamentos e inundação de provas de carga em placa e de protótipos de sapata construídas sobre solo natural e compactado em cava. Com os resultados buscou-se analisar a eficiência da técnica de compactação para mitigar o problema do colapso do solo. Para isso, ensaios de compressão triaxial e edométricos com sucção controlada, bem como ensaios de curva de retenção e condutividade hidráulica foram realizados para determinação dos parâmetros constitutivos hidráulicos e mecânicos do solo natural e compactado que foram utilizados no programa Code_Bright para simulação numérica dos resultados de campo. Os resultados demonstraram a capacidade do modelo em reproduzir o comportamento do solo no campo. Demonstraram também que o uso da compactação do solo que preconiza compactar em cava uma camada de espessura equivalente à largura da sapata é viável para redução da colapsibilidade, mas depende do nível das tensões atuantes nas fundações e da tolerância aos recalques. Tensões propagadas para a camada de solo natural superiores à tensão de pré-adensamento do solo natural saturado provocarão recalques por colapso quando o solo for umedecido. / The behaviour of unsaturated soils is a widely studied theme around the world, both by utilising laboratory and field tests. Phenomena like soil collapsibility are relatively well explained by the existing elastoplastic models, among which the Barcelona Basic Model is the most widely used in the academic field. Despite the recent advances, there is still a scarcity of papers that compare the behaviour predicted by constitutive models and results of real engineering problems. This research aims to numerically simulate the results of settlement due to loading and wetting of load tests built both on undisturbed and compacted soil. The results were analysed in order to study the efficacy of the soil compaction technique in mitigating soil collapse. Suction controlled triaxial compression and oedometer tests, as well as soil water retention curve and hydraulic conductivity experiments were conducted to determine the hydraulic and mechanic parameters used in the software Code_Bright to numerically simulate field results. The results highlight the capability of the model in reproducing the analysed field behaviour. They also show that the technique that involves compaction of the soil equal to the footing’s width is viable to reduce its collapsibility, but its efficacy will also depend on the tensions applied on the foundation and on the tolerable settlement values. Tensions that are propagated to the natural soil layer that are higher than its preconsolidation stress will cause collapse settlements and wetted.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4285761 bytes, checksum: aedb2e19642633492bc8af806dae08de (MD5) Previous issue date: 2013-02-04 / Castellated beams are fabricated from rolled I-beams. The web of the section is cut by flame along the longitudinal axis according to a zigzag trace. The two halves are then welded together to produce a beam of greater depth with a sequence of openings in the web. The resulting beam has a larger section modulus and greater bending rigidity than the original section, without an increase in weight. Composite structures of steel and concrete have been an alternative increasingly employed in the construction industry by offering constructive and economic advantages over other building technologies. The interest in composite castellated beams arises as a result of the use of castellated beams in floor systems, since the composite solution can further contribute increasing inertia and ultimate strength.. The main objective of this work is the evaluation of the structural behavior of composite castellated beams of steel and concrete, obtained from numerical simulation using the Finite Element Method. For development of the numerical model the computer program ABAQUS was used considering geometric and material nonlinearity. The numerical model allows to consider different degrees of interaction between steel and concrete with partial or full transmission of the shear flow that occurs at the interface between the concrete slab and the steel beam. In order to validate the numerical model, five experimental models of composite castellated beams of steel and concrete, with symmetrical openings, whose test results are available in the literature, were analyzed. The numerical model is able to adequately represent the structural behavior of composite castellated beams of steel and concrete, including the ultimate capacity and failure modes identified. The strategies adopted to simulate the interaction between steel and concrete allowed to reproduce the phenomena observed in experimental models for different types of openings and different degrees of interaction between steel and concrete. / As vigas alveolares são obtidas de perfis de aço tipo I ou H, a partir da expansão da alma dos mesmos, o que gera um ganho de inércia, mantendo-se a mesma massa do perfil original. As estruturas mistas de aço e concreto têm sido uma alternativa cada vez mais empregada na construção civil por oferecerem vantagens construtivas e econômicas em relação a outras tecnologias construtivas. O interesse por vigas alveolares mistas surge como consequência do uso de vigas alveolares em sistemas de piso, já que a solução mista pode contribuir ainda mais com o ganho de inércia e de resistência última. O objetivo principal deste trabalho é a avaliação do comportamento estrutural de vigas alveolares mistas de aço e concreto, obtidas a partir de perfis laminados, por meio de simulação numérica utilizando o Método dos Elementos Finitos. Para o desenvolvimento do modelo numérico utilizou-se o programa computacional ABAQUS, considerando-se a não-linearidade material e geométrica. O modelo numérico desenvolvido permite considerar diferentes graus de interação entre aço e concreto, com a transmissão de parte (interação parcial) ou da totalidade (interação completa) do fluxo de cisalhamento que ocorre na interface entre a laje de concreto e a viga de aço. Para validação do modelo numérico foram analisados cinco modelos experimentais de vigas alveolares mistas de aço e concreto, com aberturas simétricas, cujos resultados de ensaio estão disponíveis na literatura. O modelo numérico desenvolvido foi capaz de representar adequadamente o comportamento estrutural de vigas alveolares mistas de aço e concreto, tanto no que se refere à capacidade última dos elementos estruturais, como no que se refere aos modos de colapso identificados. As estratégias adotadas para simular a interação entre aço e concreto permitiram reproduzir os fenômenos observados nos modelos experimentais, para os diferentes tipos de abertura e graus de interação entre aço e concreto.

Submitted by Allan Demétrio Sales de Lima Dias null (allan.demetrio@gmail.com) on 2016-10-07T18:29:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Allan.pdf: 5465196 bytes, checksum: 143e2c7ec7ff9f02db2c70094e3030ee (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-10-13T20:25:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dias_adsl_me_ilha.pdf: 5465196 bytes, checksum: 143e2c7ec7ff9f02db2c70094e3030ee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T20:25:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dias_adsl_me_ilha.pdf: 5465196 bytes, checksum: 143e2c7ec7ff9f02db2c70094e3030ee (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na atualidade, um compressor precisa ter elevada eficiência para ser competitivo no mercado. Como o escoamento de refrigerante nas válvulas é uma das maiores fontes de perdas termodinâmicas, melhorias no seu projeto podem aumentar significativamente a eficiência do compressor. Simular computacionalmente válvulas de compressores utilizando modelos tridimensionais completos, além de computacionalmente caro, demanda muito tempo e, por essa razão, pesquisadores buscam metodologias simplificadas para realizar a tarefa de predizer a dinâmica das válvulas. Aqui avaliamos a aplicabilidade de um modelo híbrido para simular computacionalmente o comportamento dinâmico de um modelo frequentemente usado como válvula de sucção. Neste modelo, resolvemos o problema do escoamento tridimensional em regime transiente pela válvula aplicando o método de volumes finitos para escoamento compressível e isotérmico e a dinâmica da válvula usando um modelo massa-mola-amortecedor com um grau de liberdade. Comparamos os resultados do modelo híbrido com aqueles obtidos de um modelo tridimensional completo para a estrutura da válvula usando como parâmetros o tempo de processamento, deslocamento da válvula, força sobre a válvula e distribuições de pressão e de velocidade do escoamento. Validamos os modelos numéricos com resultados experimentais. A boa concordância entre os resultados indicam que a redução de tempo obtida pelo modelo híbrido é pequena (15% em média) e não justifica seu uso. / Currently, a refrigeration compressor must have high efficiency in order to become competitive in the market. Since the refrigerant flow through the valves is one of the largest sources of thermodynamic losses, improvements in their design can significantly increase the compressor efficiency. Computational simulations of compressors valves using - complete three-dimensional models, besides computationally expensive, is time consuming. For this reason, researchers always look for simplified methodologies for predicting the valves dynamics. Here, we evaluate the applicability of a hybrid model to computationally simulate the dynamics of a model frequently used as suction valve. In this model, we solve the problem of the three-dimensional unsteady flow through the valve by applying the finite volume method for compressible and isothermal flow and the dynamics of the valve by using a mass-spring-damper model with one degree of freedom. We compare the results from the hybrid model with those obtained with a complete three-dimensional model for the structure using as parameters the processing time, valve displacement, force acting on the valve, and pressure and velocity fields of the flow. We validate the numerical models with experimental data. The good agreement between the results indicates that the reduction of the processing time obtained by using the hybrid model is small (15% in average) and does not justify its use.