118 resultados para Modelos de elementos finitos
Resumo:
Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Civil
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Dissertao para obtenco do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Geotecnia
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Dissertao para obtenco do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Estruturas
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Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Mecnica
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Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Civil Perfil de Estruturas
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Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Civil, perfil de Estruturas
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Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Civil Perfil de Estruturas
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Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Estruturas
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A presente dissertao tem como objetivo o estudo do fenmeno de encurvadura lateral em vigas de alumnio com seco em I, simplesmente apoiadas e sujeitas a flexo pura (momento uniforme ao longo da viga). Em particular, estuda-se uma abordagem alternativa do Eurocdigo 9 (EC9), que consiste em utilizar esbeltezas normalizadas que so funo da carga crtica elastoplstica da viga. Para o efeito, desenvolvido um programa de clculo automtico em MATLAB. A abordagem aplicada (i) curva de dimensionamento do EC9, (ii) a resultados numricos, utilizando um programa de elementos finitos, e (iii) aos resultados experimentais obtidos por Y.Q. Wang, H.X. Yuan, Y.J. Shi e M. Cheng [1]. Mostra-se que se obtm uma significativa disperso com a curva do EC9 mas, por oposio, uma reduzida disperso com os resultados numricos e experimentais. Por fim, mostra-se que os resultados numricos para esbeltezas reduzidas (elevadas) conduzem a valores da resistncia encurvadura significativamente inferiores (superiores) aos do EC9.
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O colapso de muros de suporte de terras em regies sujeitas a ao de sismos , em muitos casos, provocada por um insuficiente dimensionamento da estrutura de suporte. Por essa razo, o conhecimento de impulsos ssmicos por detrs de estruturas rgidas de suporte de terras da mxima importncia. Com isto, utilizou-se um software de elementos finitos - Sublim3D, apli-cando um dos teoremas da Anlise Limite. Este programa determina limites superiores estritos de cargas de colapso e tem como base de sua formulao o Teorema Cinemtico. Explorando as caractersticas deste software, analisa-se a qualidade da soluo dos coeficientes de impulso ativos ssmicos, comparando com as solues de Mononobe-Okabe e outras propostas existen-tes. Os efeitos do declive da superfcie do aterro, da inclinao do muro com o atrito solo-estrutura, o ngulo de resistncia ao corte e a acelerao ssmica horizontal e vertical em funo do coeficiente de impulso ativo ssmico tambm foram analisados.
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A construo mista ao-beto uma rea da Engenharia Civil em constante actualizao, oferecendo diversas vantagens face construo em beto armado e metlica. Existem vrios regulamentos que tratam este tema, destacando-se o Eurocdigo 4. No presente trabalho aborda-se a verificao encurvadura de colunas mistas segundo esta norma, incluindo o mtodo simplificado e o geral. So desenvolvidos dois programas de clculo para a avaliao da resistncia de seces mistas duplamente simtricas flexo composta desviada. O primeiro considera que o comportamento dos materiais rgido-plstico e o segundo elasto-plstico no-linear. Os programas so validados por comparao com resultados encontrados na bibliografia. Estes programas constituem uma ferramenta til para Projectistas na avaliao da resistncia deste tipo de seces. Estuda-se a modelao numrica de colunas mistas, pelo mtodo dos elementos finitos, recorrendo aos programas Adina e Ansys. Para alm de exemplos de validao, apresenta-se um estudo original de uma coluna parcialmente betonada, o qual permite extrair concluses e recomendaes relativamente aplicao das disposies regulamentares do Eurocdigo 4.
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Neste trabalho projetou-se um mecanismo que permite fazer ensaios em volantes bimassa de modo a poder verificar o momento de toro aplicado em funo do angulo de rotao das duas massas do volante. O volante bimassa um componente do motor do veculo que fica acoplado embraia-gem e que tem como principal funo a transferncia do momento de fora proveniente da cambota para a transmisso. Este tem a vantagem de permitir a reduo das vibraes e ru-dos provenientes do motor com o objetivo de aumentar o conforto de conduo. Devido s falhas que ocorrem no sistema de amortecimento destes componentes, surgiu a necessidade de desenvolver um mecanismo que as pudesse detetar de uma maneira simples e rpida. O projeto foi um processo iterativo, que passou pela determinao das funcionalidades do mecanismo at escolha dos componentes que permitissem no s cumprir essas funcionali-dades, como tambm garantir a sua eficaz utilizao, tendo em conta os custos. Nesta fase procedeu-se ainda ao dimensionamento dos componentes mais crticos e que poderiam causar a cedncia da estrutura, realizando uma anlise estrutural do mecanismo com o auxlio de um software de elementos finitos. No final efetuou-se a escolha dos elementos de ligao necessrios ao funcionamento do mecanismo e estimou-se o seu custo de produo, para posterior construo por parte da Schaeffler Group.
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De modo a eliminar a propagao de fissuras ocorridas em condutas de evacuao de produtos da combusto de turbinas a gs utilizadas para propulso naval, neste estudo feita a avaliao de diferentes geometrias alternativas para a estrutura mencionada, assim como se avalia a possibilidade de substituio local, nas zonas crticas, do material actualmente utilizado na conduta por uma nova liga de alta resistncia. A possibilidade de utilizar um novo ao inoxidvel austentico Cr-Mn, de alta resistncia (ThyssenKrupp, 2009), est a ser estudada e alguns resultados experimentais efectuados a este material, obtidos a temperatura ambiente e a alta temperatura, so apresentados. Este trabalho pode ser dividido em duas partes principais. Uma primeira parte onde se apresenta a anlise experimental realizada e uma segunda parte, que trata a simulao numrica da conduta por elementos finitos. Na anlise experimental foram realizados ensaios de traco uniaxial, ensaios de dureza e de caracterizao geomtrica do cordo de soldadura de ligaes soldadas de tipo topo a topo entre o ao AISI 316L e o ao Cr-Mn. Alguns dos resultados experimentais obtidos em provetes soldados com combinaes dos materiais de base, ao AISI316L e Cr-Mn, a 24C e 350C, so: a tenso de cedncia do ao Cr-Mn cerca de 66% e 35% mais elevada que a obtida para o ao AISI 316L, a 24 e 350C, respectivamente; a tenso de rotura tambm 33% e 19% mais elevada que o ao AISI 316L, para as mesmas temperaturas. Os ensaios de dureza revelam valores mdios que esto de acordo com as propriedades mecnicas obtidas temperatura ambiente. Tendo como referncia os resultados experimentais obtidos para as propriedades mecnicas dos materiais, assim como a distribuio de temperaturas e de presso interna devido aos gases resultantes da combusto, foi feita a simulao numrica de diferentes geometrias da conduta, tendo sido determinado o nvel das tenses presentes na superfcie da conduta. A distribuio de temperatura e presso introduzidas nas anlises numricas foram calculadas e verificada a sua validade por comparao com os resultados obtidos por (Cruz, 2009). Os resultados das anlises numricas sugerem que a alterao da geometria actual da conduta pode ser benfica uma vez que as tenses principais mximas induzidas na estrutura podem diminuir mais de 26%, quando comparadas com as tenses termomecnicas induzidas na geometria actual da conduta.
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Nos dias de hoje, devido rpida expanso dos meios urbanos e consequentemente das redes de energia eltrica, o correto funcionamento de todo o sistema tornou-se no ponto fulcral para a satisfao, confiabilidade, qualidade e reduo de custos para todos os utilizadores. Como tal, a agregao de redes e consequente expanso provoca o aumento do risco de correntes de Curto-Circuito (CC) que podero levar destruio de equipamentos que constituem a rede, bem como a problemas para os consumidores. Deste modo os limitadores de correntes constitudos por materiais com propriedades supercondutoras, nomeadamente, Supercondutores de Alta Temperatura (SAT), tornam-se numa soluo para a resoluo deste problema que afeta grande parte da populao. Os Limitadores de Corrente Supercondutor (LCS) constituem uma soluo garantindo a proteo das redes de energia, bem como dos equipamentos e infraestruturas que os compem, analogamente a outras solues j existentes. Estes apresentam invisibilidade numa rede em regime de funcionamento normal e so desenvolvidos com o intuito de apresentar uma rpida recuperao e elevada impedncia aquando da ocorrncia de falha, minimizando os danos que poderiam causar. Na presente dissertao so apresentados estudos e anlises a trs topologias de LCS do tipo indutivo de blindagem magntica com base em simulaes recorrendo ao software de elementos finitos Flux2D e com base nos ensaios experimentais. O estudo baseia-se na anlise do modo de funcionamento dos LCS em regime de funcionamento normal, variando algumas caractersticas dos limitadores, bem como a anlise crtica a algumas variveis no mbito do tema da presente dissertao, de modo a minimizar as perdas.
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Nesta dissertao realizado o estudo de um motor em disco polifsico com armadura convencional e rotor que pode ser convencional, em alumnio, ou composto por material supercondutor de alta temperatura multisemente. O motor com o rotor em alumnio apresenta um comportamento assncrono bem definido, baseado na lei geral de induo de eletromotrizes no induzido. Contudo, ao ser mergulhado em azoto lquido, evidencia melhores caractersticas elctricas, tanto do induzido como do indutor, mesmo que o ncleo ferromagntico convencional possa exibir degradao magntica. O motor com o rotor SAT exibe um comportamento distinto, evidenciando ambos os regimes sncrono e assncrono estveis. O regime sncrono fica caracterizado pelo fenmeno de aprisionamento de campo, que garante que o rotor gire sncrono com o campo girante do estator. Em regime assncrono, para um determinado valor de binrio resistente aplicado superior ao electromagntico mximo desenvolvido pelo motor, o fenmeno de escoamento de campo est presente, sendo o binrio electromagntico motor reforado por um binrio extra de perdas de carcter resistivo desenvolvidas no rotor devido interaco da densidade de corrente a campos elctricos que se estabelecem no rotor. Neste caso, o fenmeno de escoamento de campo no devido a foras de Lorentz que se definem na matriz de Abrikosov, mas sim devido a esta ser puxada pelo campo girante do estator, ficando a matriz a deslizar sobre o rotor. De modo a obter as caractersticas dos sistemas electromecnicos em estudo realizada uma anlise terica, baseada na teoria convencional das mquinas elctricas, com o objectivo de compreender alguns dos fenmenos do motor de fluxo axial, e uma anlise baseada num programa comercial de elementos finitos onde o fenmeno da supercondutividade simulado com base na relao entre o campo eltrico e a densidade de corrente pela lei da potenciao (EJ power law). O ensaio dos motores referidos realizado para comparar ambos os sistemas e de realar o princpio de funcionamento e as caractersticas mais relevantes de cada um. Da anlise realizada desenvolvido um modelo que caracteriza o funcionamento da mquina com o rotor com SAT.
