61 resultados para Modelos de elementos finitos
em Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa - Portugal
Resumo:
Este trabalho procura evidenciar a importncia da escolha do tipo de elementos finitos e correspondente discretizao a utilizar na anlise do comportamento estrutural de barragens abbada. Descreve-se a metodologia de clculo utilizada na anlise da resposta de barragens em regime elstico linear sob a aco do peso prprio e da presso hidrosttica com base em modelos numricos de elementos finitos 3D. Apresentam-se sumariamente os fundamentos do mtodo dos elementos finitos referindo-se, em particular, os elementos finitos utilizados: elemento isoparamtrico tipo cubo com 20 pontos nodais e elemento subparamtrico tipo cubo com 8 pontos nodais. Apresentam-se os programas de anlise de barragens utilizados no LNEC nas fases de pr-processamento (gerao de malhas de EF3D), processamento e ps-processamento, bem como o programa comercial de clculo automtico SAP2000. Analisa-se por fim o comportamento de duas barragens abbada cuja resposta para a aco do peso e da presso hidrosttica apresenta algumas diferenas que se analisam em pormenor, nomeadamente em termos de tenses e deslocamentos utilizando vrios modelos numricos 3D (DTIN12 [LNEC] e SAP2000) com diferentes discretizaes em que se utilizam os dois tipos de EF atrs referidos.
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Trabalho Final de Mestrado elaborado no Laboratrio Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para a obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil pelo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa no mbito do protocolo de Cooperao entre o ISEL e o LNEC
Resumo:
O presente trabalho entende a deduo das Equaes de Compatibilidade, Equilbrio, bem como as Leis Constitutivas, de modo a resolver numericamente problemas de Elasticidade Linear formulados para Lajes de Beto. A soluo numrica obtida usando o Mtodo dos Elementos Finitos, implementado em freeFEM++, e comparada com os resultados conseguidos no SAP2000 e com os dados tabelados nas Tabelas de Bars, validando-se desta forma os modelos implementados atravs do freeFEM++.
Resumo:
O principal objectivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um programa de clculo automtico de lajes baseado no mtodo dos elementos finitos. Como introduo ao tema efectuada uma anlise da evoluo das estruturas ao longo dos tempos, diferenciando os vrios tipos de estruturas que existem. So explicitados os conceitos fundamentais da mecnica dos slidos, bem como os vrios tipos de anlises estruturais, os tipos de elementos finitos mais utilizados, bem como a classificao dos diversos tipos de estruturas. Devido importncia que o mtodo dos elementos finitos tem na engenharia actual, apresentada uma breve descrio da sua evoluo ao longo dos tempos. Como abordagem mais abrangente so apresentados os conceitos gerais do mtodo, evoluindo depois para uma descrio mais pormenorizada, aplicado aos elementos de laje adoptados no programa de clculo desenvolvido. As lajes podem ser modeladas atravs da teoria das lajes finas ou espessas, sendo apresentados os fundamentos tericos e simplificaes que sustentam estas duas abordagens. A validao do programa de clculo elaborado nesta dissertao, efectuado atravs de dois exemplos, um modelo simples e outro mais complexo onde se demonstram todas as potencialidades do programa. A validao efectuada atravs da comparao dos resultados, obtidos pelo programa e por um programa de referncia no clculo estrutural, o SAP2000. O desenvolvimento deste trabalho tem um objectivo mais abrangente de no futuro, este mdulo, poder ser includo num pacote de clculo estrutural alargado a outro tipo de estruturas. Com este pressuposto, foi efectuada uma descrio pormenorizada da organizao do programa e das suas capacidades e desenvolvido um manual de utilizao.
Resumo:
Nesta dissertao desenvolveu-se um programa de clculo automtico que efectua a anlise estrutural de placas, sujeitas a aces estticas e considerando um comportamento isotrpico elstico linear dos materiais. Este programa foi elaborado em linguagem Fortran. O mtodo que se utilizou para o clculo das estruturas baseado na teoria dos elementos finitos, tendo sido adoptados elementos finitos com dois graus de liberdade por n (duas translaes), associados ao mtodo dos deslocamentos para a sua resoluo. Para permitir a representao dos resultados obtidos pelo programa, utilizou-se um mdulo grfico comercial: GiD. A validao do programa desenvolvido foi feita a partir da comparao dos resultados calculados de alguns exemplos com os obtidos atravs de um programa de clculo estrutural de referncia: SAP2000. Esta dissertao contempla ainda um manual, que tem como finalidade o fornecimento de indicaes para a correcta utilizao do software desenvolvido, o qual inclui orientaes para a introduo de dados e respectiva interpretao de resultados.
Resumo:
O principal objectivo da presente dissertao foi o desenvolvimento de um programa de clculo automtico de estruturas reticulares planas. A execuo deste trabalho insere-se num programa mais vasto e ambicioso, em que se pretende desenvolver um pacote de clculo automtico de estruturas para utilizao acadmica. Este pacote incluir o tipo de elementos mais utilizado na Engenharia Civil, podendo efectuar anlises lineares e no-lineares, considerando aces estticas e dinmicas. Pretende-se tambm dotar este pacote com o dimensionamento e verificao da segurana dos elementos estruturais. O programa foi desenvolvido recorrendo ao Mtodo dos Elementos Finitos. Em face da aplicao deste mtodo efectuada uma breve resenha histrica, incluindo o seu desenvolvimento, campos de aplicao e importncia na Engenharia Civil para o clculo de estruturas. Foram implementados elementos finitos do tipo barra 2D de seco constante, em que se admitiu um material isotrpico com comportamento elstico linear. O programa permite a aplicao de cargas estticas nos ns e elementos de barra, assentamentos de apoio, e fornece os resultados de forma grfica e numrica. A validao do programa de clculo foi efectuada atravs da comparao dos resultados obtidos pelo programa com um outro Programa de clculo estrutural comercial (SAP2000) e com valores apresentados na bibliografia [LNEC, 1984]. Com o objectivo de incluir este trabalho num pacote de programas mais abrangentes, foi elaborado um fluxograma onde so descritos os blocos principais que compem o programa desenvolvido e um manual de utilizao devidamente pormenorizado.
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Pretende-se, utilizando o Modelo da Elasticidade Linear em freeFEM++, determinar os esforos e deslocamentos de um edifcio alto submetido apenas aco do peso prprio da estrutura e, efectuar estudos comparativos dos resultados obtidos com o SAP2000. O trabalho inicia-se com a introduo da teoria da elasticidade linear, onde so feitas as dedues das Equaes de Compatibilidade, Equilbrio e as Leis Constitutivas, de modo a resolver numericamente o problema de Elasticidade Linear mencionado. O mtodo de elementos finitos ser implementado em freeFEM++ com auxlio do GMSH que uma poderosa ferramenta com capacidade de gerar automaticamente malhas tridimensionais de elementos finitos e com relativa facilidade de pr e ps-processamento.
Resumo:
Apresenta-se a modelizao, atravs do Mtodo dos Elementos Finitos, de um sistema de proteo automtica de comboios, denominado DTAV Dispositivo de Travagem Automtico de Via. A modelizao realizada com o auxlio do software Ansys 13.0. Descreve-se a evoluo histrica dos sistemas de proteo automtica de comboios, desde a poca vitoriana at atualidade. So categorizados os vrios tipos de sistemas de proteo existentes, consoante as suas funcionalidades e os seus princpios fsicos de funcionamento. apresentada uma breve descrio da normalizao em vigor, aplicada aos sistemas de proteo automticos de comboios. Descreve-se em pormenor o sistema DTAV, nomeadamente a sua funcionalidade, o seu princpio fsico de funcionamento e o conjunto de equipamentos de que constitudo. Apresenta-se uma breve introduo sobre o mtodo dos elementos finitos, enquadrando o modelo criado com os princpios fsicos em que se fundamenta, nomeadamente atravs da descrio das equaes de eletromagnetismo. Desenvolve-se modelo do sistema DTAV, evidenciado as etapas da construo e os resultados obtidos, validados por um conjunto de especificaes e ensaios prvios realizados em laboratrio.
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Dissertao de Natureza Cientfica elabora da no mbito do protocolo de cooperao entre o ISEL e o LNEC para obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil
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Dissertao para obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil na rea de Especializao em Estruturas
Resumo:
Com este trabalho mostra-se a importncia da utilizao integrada de modelos numricos e de resultados da observao do comportamento dinmico com vista ao controlo de segurana de grandes estruturas, particularizando para o caso da barragem do Cabril e da respectiva torre das tomadas de gua. Descrevem-se os fundamentos da dinmica de estruturas sob a perspectiva da realizao de estudos no domnio do tempo e no domnio da frequncia, e referem-se os princpios em que se baseiam as metodologias de identificao modal, utilizadas na interpretao e anlise de resultados de ensaios de vibrao ambiental. Apresentam-se os fundamentos do mtodo dos elementos finitos na perspectiva da sua implementao computacional para anlise dinmica de estruturas, e apresenta-se sumariamente o programa MEFDIN3D, desenvolvido em MATLAB no mbito deste trabalho, o qual permite a anlise esttica e dinmica de estruturas utilizando elementos finitos de placa e tridimensionais. Analisam-se os parmetros dinmicos da torre, em termos de frequncias naturais e configuraes modais, utilizando modelos numricos 2D (MEFDIN3D e SAP 2000) e um modelo 3D em SAP 2000. Os resultados destes modelos numricos so comparados com resultados experimentais obtidos a partir de: i) ensaios de vibrao ambiental com medio de aceleraes no topo da torre e no corpo da barragem e; ii) de um sistema de observao em contnuo do comportamento dinmico da barragem do Cabril, recentemente instalado em obra pelo LNEC. Aps a calibrao dos modelos numricos, apresenta-se um estudo de previso do comportamento dinmico da torre sob aces ssmicas, efectuando a anlise no domnio do tempo e por espectro de resposta. Por fim, apresentam-se resultados de um clculo ssmico 3D da barragem do Cabril com o MEFDIN3D.
Resumo:
Este trabalho aborda o comportamento mecnico de elementos curvos em materiais compsitos aquando sujeitos a foras e momentos nas extremidades. Os modos de falha mais comuns so estudados em detalhe: falha transversal na matriz devido a tenses de flexo (tenses circunferenciais), ou falha por delaminagem devido as tenses interlaminares de traco verificadas ao longo da espessura na regio curva (tenses radiais). Inicialmente, faz-se uma abordagem sobre a influncia de Z-Pins na resistncia interlaminar, uma abordagem sobre os efeitos de bordo, e sobre tenses interlaminares com base em teorias Layerwise de ordem superior. Salienta-se, ainda, a importncia do estudo feito com o World-Wide Failure Exercise (WWFE) (Hinton et al. 2004) na comunidade cientfica relacionada com o tema dos materiais compsitos. O presente trabalho, essencialmente dividido em duas partes: modelos analticos e modelos numricos. So estudados provetes curvos, em forma de C (semicircular), geometria analisada por Ko e Jackson (1989); e em forma de L (cantoneira de abas iguais), analisados por Sun e Kelly (1988). Comea-se por fazer uma anlise terica, atravs da Teoria Multicamada, ao trabalho Ko e Jackson, autores da mesma. Analisou-se tambm, atravs desta teoria, a parte em quarto de crculo da viga estudada por Sun e Kelly. Aps ter a soluo analtica bem compreendida, essa teoria aplicada ao principal estudo deste trabalho, um provete semicircular, usando os empilhamentos de Sun e Kelly. ainda estudado, e aplicado a este ltimo, o critrio de falha em trs dimenses (3D) proposto por Hashin (1980). Na segunda parte, feita uma validao numrica dos trs casos anteriores, com recurso ao software comercial de elementos finitos (EF), ANSYS. Estes estudos de EF tm a diferena, relativamente aos originais, de serem em 3D, podendo assim ser retiradas todas as tenses necessrias para se aplicar o critrio de falha. No final, feita uma comparao geral entre os resultados analticos e numricos.
Resumo:
O principal objectivo desta dissertao a verificao da segurana de barragens gravidade. A verificao da segurana de estruturas pode ser efectuada recorrendo a diversas metodologias quer experimentais quer numricas. Com este trabalho, procurou-se utilizar uma metodologia, baseada em mtodos numricos, especfica e j devidamente testada no dimensionamento de barragens, mas de difcil acesso grande maioria da comunidade tcnico cientfico (Mtodo dos Elementos Discretos), como forma de validao de uma metodologia mais corrente e de mais fcil acesso (Mtodo dos Elementos Finitos). Como introduo ao tema feita uma abordagem geral s barragens, diferenciando os vrios tipos existentes. So apresentados os conceitos fundamentais da mecnica dos slidos, e o comportamento estrutural de barragens, tal como os princpios de segurana a ter em conta num projecto de barragens de beto. Com base na descrio dos modelos de controlo de segurana de barragens gravidade efectuada, foram desenvolvidos dois modelos numricos baseados em cada uma das metodologias de anlise escolhida. Os modelos foram efectuados para um perfil tpico de uma barragem gravidade de beto. Os mtodos numricos so desenvolvidos nos programas de clculo SAP2000 e no 3DEC respectivamente para o Mtodo dos Elementos Finitos e o Mtodo dos Elementos Discretos. feita a anlise da estrutura atravs das duas metodologias, com base nos resultados em termos de deslocamentos, deformadas e tenses para as aces e combinaes consideradas. Em face dos resultados numricos so retiradas as concluses elucidativas, sobre as metodologias mais correctas que devero ser implementadas na verificao da segurana de barragens gravidade.
Resumo:
Trabalho de Dissertao de natureza cientfica para obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil na rea de Especializao em Estruturas
Resumo:
O presente trabalho o corolrio do curso de engenharia civil, para a obteno do grau de Mestre, tendo-se optado pela elaborao do dimensionamento de um Silo em beto armado. O projecto inclui os elementos necessrios para uma correcta execuo desta estrutura. Os silos so construes, que em funo da sua finalidade de utilizao esto sujeitos a diversas aces peculiares. No presente trabalho foram consideradas as aces, indicadas nos Eurocdigos para este tipo de estruturas, nomeadamente a aco gerada pela presena do material ensilado, que conduz a um conjunto de presses horizontais e verticais nas paredes do Silo, bem como a aco causada pelo gradiente de temperatura, devido ao material ensilado (120C). O estudo realizado para o dimensionamento do Silo, foi feito considerando a discretizao do mesmo atravs de um programa de elementos finitos, tendo a introduo da estrutura sido realizada em computador com recurso ao SAP2000. Foram estudados 2 modelos: O primeiro partindo de uma configurao unifilar em que se consideraram apenas elementos ditos frames (barras), o qual serviu basicamente para o pr dimensionamento da estrutura. O segundo mais completo em que a estrutura foi analisada a partir de um conjunto que inclua a modelao de todos os elementos previamente dimensionados, com recurso a outros softwares (Robot), folhas de clculo, tabelas e bacos. Reuniram-se tambm elementos relativos a estruturas deste tipo tendo-se consultado bibliografia da especialidade, de modo a adquirir um conhecimento mais profundo necessrio realizao deste projecto.
