67 resultados para Modelos de elementos finitos
Resumo:
Este trabalho compe-se de duas partes. A primeira parte prope-se a apresentar um estudo e um programa computacional para a anlise no linear geomtrica de trelias planas com propriedades: viscoelsticas. Na segunda parte, tem-se o estudo e um programa sobre prticos planos com propriedades viscoelsticas, usando o modelo reolgico standard e o dado pelo CEB. Leva-se em considerao o efeito de temperatura e retrao nesta anlise. Estende-se o trabalho sobre prtico para o estudo sobre vigas mistas, levando em considerao a mudana da linha neutra. A formulao est baseada no mtodo dos elementos finitos para grandes deformaes, particularizada para trelia e prtico. feita a descrio de ambos os programas e rodados diversos exemplos.
Resumo:
O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento de camadas superficiais de solo melhorado como base de fundaes superficiais. Nesta pesquisa foram realizados ensaios de placa de 30 cm de dimetro sobre camadas de solo residual compactado e de solo tratado com cimento (teor de 5% de cimento), ambas com 60 cm de espessura. O programa experimental tambm incluiu a retirada de amostras de campo das camadas de solo melhorado para a execuo de ensaios triaxiais drenados (CID) com medida interna de deformaes, a fim de obter parmetros constitutivos para a realizao de simulaes numricas. Uma comparao entre os resultados dos ensaios triaxiais com amostras retiradas em campo e moldadas em laboratrio (Rohlfes Junior, 1996) apresentada. A diferena entre os resultados dos ensaios triaxiais com amostras de campo e laboratrio foi significativa para o caso das amostras de solo melhorado com cimento, tal fato atribudo principalmente a dificuldade de mistura em campo. O Mtodo dos Elementos Finitos foi utilizado para simular o comportamento carga x recalque das placas assentes sobre camadas de solo melhorado. O modelo Pseudo-Elstico No Linear (Hiperblico) foi empregado na anlise numrica para modelar o comportamento dos novos materiais. Os resultados dos ensaios de placa sobre camadas de solo melhorado demonstraram que houve um aumento significativo da capacidade de suporte, alm de uma reduo considervel dos recalques, quando comparados ao comportamento carga x recalque do solo natural (Cudmani, 1994). A analise do comportamento de fundaes superficiais assentes em solos estratificados, atravs de simulaes numricas, demonstrou ser eficiente para a previso do comportamento carga x recalque das mesmas.
Resumo:
Neste trabalho apresentam-se pocedimentos para anlise no linear de estruturas de materiais compostos laminados reforados por fibras. A formulao baseada em uma descrio cinemtica incremental Lagrangeana Total, que permite o tratamento de deslocamentos arbitrariamente grandes com pequenas deformaes, utilizando elementos finitos tridimensionais degenerados deduzidos para a anlise de cascas. As estruturas so consideradas como submetidas a cargas mecnicas e a aes de temperatura e de umidade. O material suposto elstico linear com propriedades dependentes, ou no, dos valores da temperatura e da concentrao de umidade, ou viscoelstico linear com uma relao constitutiva em integral hereditria , e com comportamento higrotermo-reologicamente simples. As lminas so consideradas como sujeitas a falhas, as quais so detectadas atravs de critrios macroscpicos, baseados em tenses ou em deformaes. As equaes no lineares de equilbrio so resolvidas atravs de procedimentos iterativos e as deformaes dependentes do tempo so avaliadas pelo mtodo das variveis de estado. Diversos exemplos numricos de estruturas submetidas flexo, flambagem elstica e viscoelstica e falhas so apresentados.
Resumo:
Neste trabalho foi analisada a melhoria nas caractersticas de um solo mole quando tratado com cal, bem como a viabilidade tcnica de se utilizar este novo material como uma camada suporte de fundaes superficiais. O solo estudado classifica-se pedologicamente como Gley Hmico e a jazida localiza-se no municpio de Canoas/RS, s margens da BR 386. O trabalho teve as seguintes finalidades: realizar um estudo da influncia dos diferentes teores de cal sobre as caractersticas tenso x deformao do solo tratado; verificar o ganho de resistncia com o tempo de cura; modelar o comportamerito tenso x deformao do material tratado; realizar simulaes numricas, atravs do Mtodo dos Elementos Finitos, do comportamento carga x recalque de fundaes continuas flexveis assentes sobre o novo material. Adotou-se o teor timo de cal (obtido pelo mtodo de Eades & Grim, 1966) de 9% e dois valores inferiores de 7% e 5%. Realizaram-se os seguintes ensaios sobre o solo natural e as misturas de solo-cal: limites de Atterberg, compactao, granulometria, difratograma de raio X, permeabilidade (triaxial) e ensaios triaxiais adensados no drenados(CIU). Todos os ensaios foram realizados para trs tempos de cura (7, 28 e 90 dias) e os corpos de prova foram curados em cmara mida. Para modelar o comportamento tenso x deformao do solo melhorado, adotou-se o Modelo Hiperblico e para o solo natural o Modelo Cam-Clay Modificado. O Modelo Hiperblico foi implementado no software CRISPSO, desenvolvido na Universidade de Cambridge, Inglaterra. O software foi utilizado em um estudo paramtrico para determinar a influncia do processo de estabilizao no comportamento carga x recalque de fundaes superficiais. Dos resultados obtidos, concluiu-se: que o mtodo de Eades & Grim (1966) no mostrou-se adequado para determinao do teor timo de cal; houve, de maneira geral, melhora nas caractersticas fsicas com o tratamento com cal; no houve ganho de resistncia com o tempo de cura; o modelo hiperblico representou bem o comportamento das misturas de solo cal e a colocao de uma camada de solo tratado apresenta melhoras no comportamento carga x recalque de fundaes superficiais contnuas flexveis.
Resumo:
Este trabalho apresenta o mtodo dos elementos finitos em conjunto com mtodos numricos especificos para a soluo de problemas de fratura. Esta uma poderosa ferramenta para a anlise de fraturas e solues confiveis so obtidas para problemas complexos de Engenharia tanto no campo linear como no no-linear. O elemento finito. implementado do tipo isoparamtrico quadrtico da famlia Serendipity. Com dois graus de liberdade por n, permite discretizar em estado plano de tenso ou deformao estruturas com geometrias bastante variadas. Para a anlise linear so implementadas quatro tcnicas consagradas para a avaliao do fator de intensidade de tenso no modo I de fratura: extrapolao de doslocamentos (usando malha somente com elementos convencionais e malha mesclada com elementos especiais), taxa de liberao de energia de defermao, extenso virtual da trinca e o mtodo da integral J, descartando-se neste caso a hiptese de descarregamento. A linguagem de programao adotada o FORTRAN 77. A entrada de dados feita por intermdio de arquivos previamente preparados. Os resultados obtidos so confrontados com resultados experimentais e computacionais fornecidos por outros programas. Analisam-se placas, estruturas de uso na indstria e simulam-se ensaios como o corpo de prova de flexo em trs pontos e o corpo de prova de tenso. compacto.
Resumo:
As fundaes empregadas para linhas de transmisso de alta tenso em depsitos de argilas moles saturadas so geralmente estacas. No Rio Grande do Sul, projetos alternativos com fundaes superficiais foram empregados em forma experimental para torres de suspenso, as quais apresentaram bom desempenho com menor custo. Esta pesquisa visa apontar critrios racionais da mecnica dos solos que permitam projetar, a partir do conhecimento do perfil de resistncia no drenada, fundaes superficiais em depsitos de argilas moles saturadas com maior confiabilidade. Para a determinaao do perfil de resistncia no drenada foi desenvolvido um cone manual com leituras eltricas, o qual foi testado apresentando bons resultados. A vantagem do uso deste equipamento reside no fato de que pode ser transportado manualmente a locais de difcil acesso, onde so implantadas as torres de alta tenso. Os demais parmetros de solos do local de estudo, situado no municpio de Canoas no Rio Grande do Sul, foram obtidos a partir de ensaios de compresso triaxial do tipo adensado isotropicamente no drenado (CIU) com medida de poro presso e de ensaios de adensamento. Foram analisadas as fundaes superficiais das torres de suspenso projetadas, empregando teorias analticas convencionais, baseadas no conhecimento da resistncia no drenada, e o mtodo de elementos finitos. A partir deste estudo, sugerida uma metodologia para projetos de fundaes superficiais de torres de suspenso em argilas moles saturadas.
Resumo:
Neste trabalho estudamos um sistema de equaes diferenciais parablicas que modelam um processo de difuso-reao em duas dimenses da mistura molecular e reao qumica irreverssvel de um s passo entre duas espcies qumicas A e B para formar um produto P. Apresentamos resultados analticos e computacionais relacionados existncia e unicidade da soluo, assim como estimativas do erro local e global utilizando elementos finitos. Para os resultados analticos usamos a teoria de semigrupos e o principio do maximo, e a simulao numrica feita usando diferenas finitas centrais e o esquema simplificado de Ruge-Kutta. As estimativas do erro local para o problema semi-discretizado so estabelecidas usando normas de Sobolev, e para estimar o erro global usamos shadowing finito a posteriori. Os resultados computacionais obtidos mostram que o comportamento da soluo est dentro do esperado e concorda com resultados da referncias. Assim mesmo as estimativas do erro local e global so obtidas para pequenos intervalos de tempo e assumindo suficiente regularidade sobre a velocidade do fludo no qual realiza-se o processo. Destacamos que a estimativa do erro global usando shadowing finito obtida sob hipteses a posteriori sobre o operador do problema e o forte controle da velocidade numa vizinhana suficientemente pequena.
Resumo:
Este trabalho pretende, na viso de novas tecnologias, discutir o processo de forjamento das ligas de alumnio (ABNT 6061), buscando propor uma metodologia baseada na cincia da engenharia. Deseja-se minimizar os procedimentos de tentativa e erro no desenvolvimento de processos de conformao. Para tanto, novas tecnologias disponveis atualmente, tais como o Projeto Assistido por Computador (CAD), a Fabricao Assistida por Computador (CAM) e a Simulao do Processo (CAE) so empregadas. Resultados experimentais mostrando o comportamento da liga ABNT 6061 atravs das curvas de escoamento bem como o estabelecimento da condio do atrito no processo de conformao, avaliando dois lubrificantes comerciais disponveis (Deltaforge 31 e Oildag) para aplicaes nas ligas de alumnio, so reportados neste trabalho. A comparao dos resultados obtidos de um experimento prtico de forjamento com a simulao pelo "Mtodo dos Elementos Finitos" usando o cdigo "QForm" apresentada para uma pea de simetria axial em liga de alumnio. Finalmente, os resultados obtidos no forjamento de um componente automotivo em liga de alumnio (ABNT 6061), desenvolvido em parceria com a empresa Dana, so analisados e comparados com as simulaes computacionais realizadas usando o cdigo "Superforge".
Resumo:
O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento de um solo residual melhorado atravs do uso de tcnicas mecnicas de compactao e da adio de cimento. Complementarmente foram realizadas anlises numricas destes materiais tratados quando utilizados como base de fundaes superficiais. O programa experimental incluiu a retirada de amostras intactas e de material amolgado para a execuo de ensaios triaxiais saturados drenados com medida interna de deformaes, a fim de estudar o comportamento do solo natural e do solo tratado, quer por compactao, quer por adio de cimento e compactao. Alm disto, tais ensaios so determinantes na obteno de parmetros constitutivos para a realizao de simulaes numricas. O Mtodo dos Elementos Finitos foi utilizado para simular o comportamento carga versus recalque de placas assentes sobre o solo natural e sobre camadas de solo melhorado. O modelo Hiperblico foi empregado na anlise numrica para modelar o comportamento tensodeformao dos materiais. Os resultados das simulaes dos ensaios de placa sobre camadas de solo melhorado demonstraram que houve um aumento significativo da capacidade de suporte, alm de uma reduo considervel dos recalques, quando comparados ao comportamento do solo natural.
Resumo:
Este trabalho pretende, na viso de novas tecnologias, discutir o processo de forjamento das ligas de alumnio (ABNT 6061), buscando propor uma metodologia baseada na cincia da engenharia. Deseja-se minimizar os procedimentos de tentativa e erro no desenvolvimento de processos de conformao. Para tanto, novas tecnologias disponveis atualmente, tais como o Projeto Assistido por Computador (CAD), a Fabricao Assistida por Computador (CAM) e a Simulao do Processo (CAE) so empregadas. Resultados experimentais mostrando o comportamento da liga ABNT 6061 atravs das curvas de escoamento bem como o estabelecimento da condio do atrito no processo de conformao, avaliando dois lubrificantes comerciais disponveis (Deltaforge 31 e Oildag) para aplicaes nas ligas de alumnio, so reportados neste trabalho. A comparao dos resultados obtidos de um experimento prtico de forjamento com a simulao pelo Mtodo dos Elementos Finitos usando o cdigo QForm apresentada para uma pea de simetria axial em liga de alumnio. Finalmente, os resultados obtidos no forjamento de um componente automotivo em liga de alumnio (ABNT 6061), desenvolvido em parceria com a empresa Dana, so analisados e comparados com as simulaes computacionais realizadas usando o cdigo Superforge.
Resumo:
Na realizao de atividades fsicas o corpo humano exerce foras contra o solo. Em atividades tais como correr e saltar as foras so exercidas atravs dos ps. Atualmente, sabe-se que estudos da magnitude e direo destas foras, e das maneiras de suas mudanas no tempo, fornecem valiosas informaes sobre a performance alcanada no movimento, podendo indicar medidas corretivas que possam aprimor-la. Na obteno destas variveis determinantes no desempenho do movimento utilizam-se instrumentos denominados plataformas de foras, capazes de medir a fora de ao realizada sobre sua superfcie de contato, e o respectivo momento, permitindo a determinao das trs componentes ortogonais de fora (Fx, Fy, Fz) e os momentos em torno dos trs eixos ortogonais (Mx, My, Mz) simultaneamente. Este trabalho descreve o desenvolvimento terico de uma plataforma de foras especfica para aplicao na decolagem do salto em distncia, bem como as alternativas de projeto geradas neste desenvolvimento. Foram buscadas solues para a realizao dos experimentos sob condies naturais de treinamento, visando a construo do instrumento e sua instalao na pista de saltos atlticos. Para isso proposta a substituio da tbua de impulso original pela plataforma de foras desenvolvida. Nas alternativas geradas foi utilizado o princpio extensomtrico resistivo de medio de foras, que representa uma diminuio substancial no custo de manufatura estimado frente s unidades comercialmente avaliadas. Nestas alternativas, os sensores resistivos strain gages so localizados estrategicamente em estruturas metlicas que sustentam uma tampa de material composto com a funo de superfcie de contato Para a anlise estrutural das alternativas estudadas foi utilizado o Mtodo dos Elementos Finitos. Para comparar e escolher a melhor entre as diversas alternativas, foram propostos ndices de desempenho. Ao final do trabalho so apresentadas concluses sobre a metodologia empregada no estudo realizado e sobre o novo modelo de plataforma de foras desenvolvido.
Resumo:
Neste trabalho apresentado um mtodo para medio de deslocamentos sem contato, utilizando sensores magnetoresistivos, os quais so sensibilizados pela variao do campo magntico produzido por um im permanente em deslocamento no espao. Os sensores magnetoresistivos possuem, internamente, uma ponte de Wheathestone, onde a resistncia varia conforme varia o campo magntico, de modo que o circuito mais indicado para este caso um amplificador e um filtro para cada sensor. O principal objetivo do trabalho a obteno de uma tcnica para medir deslocamentos sem contato, e estender os resultados para medida de movimentos mandibulares. A montagem consiste de duas placas de celeron, distantes 30mm uma da outra e unidas por parafusos de polietileno. Em cada uma destas placas foram dispostos quatro sensores, num total de oito, sendo que para cada um deles existe um circuito de amplificao e filtragem do sinal de sada. Sob uma chapa de alumnio foi fixado este equipamento e uma mesa de calibrao em 3D, a qual, aps a obteno da matriz de calibrao, foi substituda por um emulador de movimento mandibular. Os parmetros do modelo foram estimados atravs do mtodo dos mnimos quadrados com auxlio do software Matlab, Release 12. Este software tambm foi utilizado para o sistema de aquisio de dados durante a realizao dos experimentos. A impreciso dos resultados obtidos na determinao dos deslocamentos, est na ordem de dcimos de milmetros. O trabalho apresenta, tambm, o mapeamento do campo magntico do magneto utilizado nos experimentos atravs do software FEM2000 Mtodo de elementos finitos aplicado ao eletromagnetismo.
Resumo:
Com o advento dos computadores surgiram problemas de sade associados tarefa da digitao, causados, principalmente, pela posio esttica do corpo, pela repetitividade de movimentos dos membros superiores, pelas foras envolvidas, etc. Na tentativa de relacionar esses fatores com os distrbios, iniciou-se, na dcada de 90, o estudo da fora aplicada nos teclados de computador. O objetivo principal deste trabalho desenvolver uma plataforma para medir a fora aplicada nas teclas do teclado de um computador durante a digitao, para utilizao em biomecnica. Foi projetada e construda uma plataforma de fora que mede a fora vertical, Fz, (direo z), a fora horizontal (e transversal) ao teclado, Fy, (direo y) e o momento aplicado no eixo horizontal e longitudinal ao teclado, Mx, (eixo x). Com estes trs componentes possvel, numa anlise bidimensional (2D), determinar a magnitude do vetor fora resultante, seu ngulo com plano horizontal e o ponto de aplicao sobre a superfcie da tecla. Os sensores utilizados foram os extensmetros de resistncia eltrica, colados em placas que deformam-se principalmente por flexo; estes sensores so ligados em ponte completa de Wheatstone para cada canal de aquisio, Fx, Fy e Mx. Foi construdo um modelo em madeira, PVC e acrlico, na escala 4,5:1, para auxiliar na busca de solues de problemas de construo. Com o objetivo de aperfeioar o modelo conceitual criado, utilizou-se modelamento numrico (elementos finitos) Os sinais adquiridos para cada canal so independentes, no necessitando de operaes posteriores. O sistema de aquisio composto por um computador para armazenar e posteriormente tratar matematicamente os dados coletados, por uma placa de aquisio (A/D) de dados, um condicionador de sinais e o programa SAD 2.0 para aquisio e processamento de dados. A linearidade da plataforma de fora permaneceu dentro dos limites de 3 % durante a calibrao esttica. Os testes dinmicos mostraram que a plataforma possui freqncia fundamental superior a 2300 Hz, o que permite que ela seja utilizada com segurana para a anlise de foras aplicadas durante a digitao.
Resumo:
Neste trabalho foi estudado o comportamento de fundaes superficiais apoiadas em sistema de dupla camada, quando a superior cimentada. O estudo consistiu-se de trs etapas, chamadas de Etapa de Laboratrio, Etapa Numrica e Etapa de Campo. Na Etapa de Laboratrio foi verificada a viabilidade tcnica de utilizar os resduos industriais cinza pesada e cal de carbureto na estabilizao de um solo residual de arenito botucatu. Estudou-se a reatividade da cinza pesada com a cal de carbureto, a influncia da temperatura e do tempo de cura no desenvolvimento das reaes pozolnicas, a influncia de diferentes teores de resduos na resistncia compresso simples, compresso diametral e durabilidade, objetivando definir uma mistura tima e, ainda, o impacto ambiental da utilizao da mistura tima, atravs de ensaios de lixiviao e solubilizao. Na Etapa Numrica foi estudado, atravs do Mtodo dos Elementos Finitos, o comportamento de fundaes superficiais apoiadas em dupla camada. O modelo utilizado para representar o comportamento do material cimentado e no-cimentado foi o elstico-plstico com critrio de ruptura de Drucker-Prager e fluxo no-associado. Verificou-se, atravs de anlise paramtrica, a influncia da espessura da camada cimentada e do dimetro da fundao, bem como a influncia dos parmetros dos materiais cimentado e no-cimentado na resposta carga x recalque de fundaes superficiais. Na Etapa de Campo foram construdos aterros experimentais utilizando a mistura tima determinada na Etapa de Laboratrio e, sobre estes aterros, foram executados provas de carga de placas. A anlise dos resultados obtidos nas trs etapas levou s seguintes concluses: possvel utilizar cinza pesada e cal de carbureto para estabilizar o solo residual de botucatu; o comportamento de fundaes superficiais sobre solos cimentados controlado pela relao espessura da camada cimentada dimetro da fundao; os parmetros ngulo de atrito e mdulo de elasticidade da camada cimentada no influenciam os resultados de prova de carga; a ruptura da fundao funo de dois mecanismos progressivos, os quais so funo das tenses de trao geradas na parte inferior da camada cimentada e das tenses cisalhantes existentes logo abaixo das bordas da fundao.
Resumo:
O presente trabalho tem como objetivo determinar a presso de colapso de tubos API 5L X56 de parede fina com trincas longitudinais internas e externas submetidas a presso interna. Foi utilizado o mtodo R6 conforme a norma BS7910:1999 e a Anlise por Elementos Finitos. Foram feitos ensaios de trao e de caracterizao da tenacidade do material utilizado por integral J, assim como o modelamento por Elementos Finitos do tubo e a aplicao dos Failure Assessment Diagram FAD para determinar a presso de colapso. Verificou-se que para trincas internas a presso de colapso levemente maior que em trincas externas. Isto mais acentuado para trincas com uma profundidade maior que a metade da parede do tubo. As predies da presso de colapso em funo do tamanho da trinca do mtodo R6 em comparao com alguns resultados experimentais mostraram uma preciso satisfatria, porem em alguns casos no conservadora.
