69 resultados para Modelos de elementos finitos
Resumo:
Neste trabalho desenvolvida uma metodologia de projeto para identificar as regies crticas da estrutura de um reboque de linha leve sendo tracionado em pavimentos do tipo rodovia de baixa qualidade e estrada secundria de muito baixa qualidade. Para tanto, so levantados alguns dados experimentais da estrutura, necessrios para a aproximao e simulao dinmica de um modelo simplificado. A excitao da base realizada por atuadores que simulam as oscilaes verticais de um perfil de estrada, a qual definida de acordo com os estudos realizados por Dodds e Robson (1973). Isto permite a determinao de um histrico de carregamentos das regies da estrutura do chassi sob a ao das molas da suspenso. Em seguida, gerado um modelo estrutural simplificado do reboque em elementos finitos, chamado de global, no qual so determinadas as regies sob ao das maiores tenses. Tendo identificada a regio mais crtica da estrutura, criado um modelo local desta parte, onde se pode observar a distribuio de tenses com mais detalhe, permitindo a identificao dos pontos de concentrao de tenses. Desta forma, com a aplicao do mtodo de anlise global-local possvel a obteno de resultados detalhados quanto aos esforos da estrutura com um menor custo computacional.
Resumo:
Este trabalho tem como objetivo o estudo e o desenvolvimento de um transdutor magntico de posio, cujo princpio de funcionamento baseado na relao entre a distribuio do fluxo magntico em sua estrutura, provido por uma fonte de fluxo magntico constante, c.c. ou c.a., e a posio linear da parte mvel do transdutor ao longo de sua direo de deslocamento ou excurso. O transdutor pode ter entreferros de medio para medir a induo magntica nas culatras laterais, com fluxo magntico de excitao constante, c.c. ou c.a., ou no ter entreferros de medio, caso em que apenas fluxo magntico de excitao c.a. empregado. Em ambos os casos, com fluxo magntico de excitao c.a., bobinas exploradoras foram usadas para medir o fluxo magntico estabelecido nas culatras de acordo com a posio da parte mvel do transdutor. Para o primeiro caso foi desenvolvido um prottipo no qual o material das culatras ao macio. Para o segundo foram desenvolvidos dois prottipos, um com barra de ao macia, e o outro com ncleo de lminas de Fe-Si. Alm de se desenvolver uma modelagem analtica para estudar o transdutor, empregou-se, como ferramenta auxiliar de simulao, uma modelagem eletromagntica por elementos finitos. Os resultados tericos, simulados e experimentais so esclarecedores e demonstram que o transdutor confeccionado com lminas de Fe-Si e excitao atravs de fluxo magntico c.a. apresenta uma sada linear. demonstrado tambm que a metodologia proposta e utilizada na modelagem e na concepo do transdutor so adequadas e indicam o domnio da teoria e da tecnologia propostas. As configuraes sugeridas so extensivamente analisadas por este trabalho No caso do transdutor com fluxo magntico c.a. proposto e resultante desse estudo, sua topologia pode ser considerada inovadora, no sofrendo um efeito de histerese no seu sinal de sada devido histerese magntica de suas culatras ferromagnticas como acontece no transdutor com fluxo magntico c.c.. Isso, entre outras razes, ensejou o depsito de sua patente. Adicionalmente, robusto, de fcil confeco, com enrolamentos que no requerem uma montagem de preciso como em outros transdutores eletromagnticos de posio, e de baixo custo.
Resumo:
Este trabalho aborda o projeto otimizado de transdutores eletro-mecnicos baseados no fen- meno da piezeletricidade e submetidos a no-linearidade geomtrica. Para este m, proposta uma formulao de equilbrio para descrever o movimento nito de um corpo piezeltrico e a sua discretizao por meio do mtodo dos Elementos Finitos. Problemas de equilbrio com pontos limites podem ser corretamente simulados com a abordagem de soluo proposta, pois questes como a imposio de comprimento de arco em problemas acoplados so discutidas. Diferentes mtodos de controle de arco so discutidos e proposta a considerao do mtodo dos Deslocamentos Generalizados como um tipo de controle de comprimento de arco da famlia das restries ortogonais. A formulao de otimizao proposta consiste na maximizao de componentes do vetor de estado de alguns pontos da estrutura (portas de sada) com restrio de volume e valores de algumas posies do vetor de estado. A anlise de sensibilidade proposta, baseada na abordagem adjunta, su cientemente geral para permitir o projeto de atuadores e sensores e permite a aplicao de condies de contorno essenciais no-homogneas, como o caso da diferena de potencial. O mtodo das Assntotas Mveis Generalizadas (GMMA) utilizado conjuntamente com a tradicional Programao Linear Sequencial (SLP) para a soluo do problema de otimizao e suas implementaes so discutidas em detalhes. Resultados mostrando a in uncia da no-linearidade geomtrica e/ou rigidez externa nolinear no projeto de transdutores piezeltricos so apresentados e discutidos.
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Desde a antigidade a medio do escoamento dos fluidos tem sido uma marca de nossa civilizao, ajudando a predizer a fertilidade das terras e o consumo dgua em fontes e aquedutos. Nos nossos dias, a rea de medio de fluxo est bem estabelecida e ainda desperta grande interesse nas linhas de pesquisa da mecnica dos fluidos experimental e computacional. Em particular, o estudo da medio de fluxo com elementos intrusivos, tais como placas de orifcio, de grande interesse dado o preo baixo do medidor, e sua boa preciso quando comparada sua simplicidade de instalao e manuteno. Esta dissertao tem como objetivo o estudo da aplicao de elementos finitos aos escoamentos de fluidos viscosos - via aproximao clssica de Galerkin e Galerkin/mnimos-quadrados (GLS) com particular nfase na aproximao das equaes de Navier-Stokes incompressvel no escoamento newtoniano atravs de um canal obstrudo por uma placa de orifcio. Inicialmente, so apresentadas as dificuldades do mtodo de Galerkin clssico na aproximao de escoamentos incompressveis; ou seja, atravs da simulao de escoamentos viscosos bem conhecidos - como o escoamento no interior de uma cavidade e atravs de uma expanso sbita - fica evidenciada a restrio imposta pela condio de Babuka-Brezzi quando da escolha dos subespaos aproximantes do campo de velocidade e presso Como alternativa s patologias do mtodo de Galerkin clssico, esta dissertao emprega a metodologia de Galerkin/mnimos-quadrados na simulao acima mencionada da placa de orifcio, a qual permite o uso de elementos de igual-ordem para aproximar velocidade e presso e capturar de maneira estvel escoamentos sujeitos a altos nmeros de Reynolds. Os testes computacionais realizados se apresentaram fisicamente realistas quando comparados com a literatura e dados experimentais, sendo todos desenvolvidos no Laboratrio de Mecnica dos Fluidos Aplicada e Computacional (LAMAC) do Departamento de Engenharia Mecnica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
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Resumo no disponvel.
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Apesar da vida em fadiga de risers flexveis ser de grande importncia na explotao off-shore, os dados disponveis so bastante restritos. A interao entre as suas vrias camadas, as inmeras combinaes realizadas entre elas para se obter diferentes caractersticas e os recentes avanos em termos de materiais, nos obrigam a estud-los constantemente. Este trabalho tinha como objetivo principal a construo de um equipamento para possibilitar o estudo da vida em fadiga de risers, atravs de movimentos de trao combinada com flexo, referentes ao teste a da classe II da norma API 17B, bem como todos os outros testes da classe I da referida norma. Foram projetadas a estrutura e todos os demais componentes, que posteriormente foram redimensionados pelos resultados obtidos em simulaes numricas (elementos finitos). Posteriormente, de posse de todos os componentes, realizou-se a montagem do equipamento, seguida de um teste final, que foi acompanhado por uma anlise extensomtrica dos principais pontos da estrutura. A concluso bsica deste trabalho foi obtida atravs da comparao das anlises por elementos finitos e extensomtrica, onde foi constatado que o equipamento estava apto a entrar em operao para a realizao de ensaios estticos ou dinmicos, observando-se apenas algumas restries comentadas.
Estudo de cargas impulsivas com nfase em exploses : estratgias de anlises utilizando mtodos numricos
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A avaliao da solicitao produzida por exploses, assim como da resposta de estruturas, so temas de muito interesse na engenharia atualmente, tanto pela quantidade crescente de acidentes relacionados com exploses quanto pelas aes terroristas muitas vezes vinculadas a estes tipos de aes. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo explorar tcnicas de anlise tanto na modelagem da excitao quanto na resposta de estruturas consideradas como alvos. Para isto, so utilizadas metodologias de diferentes tipos: implementaes baseadas em sistema de elementos finitos comerciais como Ansys [2000] e LS-Dyna [2003] e tcnicas simplificativas que permitem realizar uma avaliao preliminar. As aplicaes consideradas so indicadas a seguir: Anlise da Resposta de Estruturas Laminares Submetidas Ao de Cargas Explosivas: determina-se a presso produzida por explosivos slidos a certa distncia do epicentro, atravs de mtodos simplificados, determinando a resposta esperada em placas retangulares; Efeito da Presso Interna em Vasos de Presso (Extintores de Incndio): comparando resultados numricos e experimentais verifica-se a influncia da presso interna nas propriedades dinmicas do sistema; Estudo de Um Vaso Esfrico de GLP Sob Ao de Uma Carga Explosiva: aplica-se a ao de uma onda explosiva produzida por um gs inflamvel pesado sobre uma estrutura de vaso de presso esfrico com fluido e gs em seu interior, determinando sua resposta, avaliando tambm a influncia de diferentes quantidades de lquido e presso interna na resposta da estrutura; Modelamento de uma Camada de Solo / Propagao das Ondas: verifica-se o comportamento da propagao de ondas em um meio elstico, comparando valores encontrados em testes experimentais. Analisa-se numericamente o efeito da insero de uma valeta na atenuao de tais ondas; Simulao Numrica Completa de uma Exploso: modela-se um semi-espao submetido ao de um explosivo slido sobre sua superfcie, avaliando os campos de presso gerados. Ao final de cada aplicao so apresentadas concluses parciais obtidas e as possibilidades de trabalhos futuros vislumbrados. Finalmente, conclui-se que as tcnicas empregadas para as simulaes so extremamente eficientes, considerando conhecidos todos os parmetros envolvidos em cada modelo. Neste ponto fundamental o trabalho do engenheiro, utilizando-se de seus conhecimentos tcnicos para transformao do evento real em um modelo numrico, considerando e selecionando as simplificaes necessrias.
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Este trabalho versa sobre a avaliao da compresso de dados e da qualidade de imagens e animaes usando-se complexidade de Kolmogorov, simulao de mquinas e distncia de informao. Complexidade de Kolmogorov uma teoria da informao e da aleatoriedade baseada na mquina de Turing. No trabalho proposto um mtodo para avaliar a compresso de dados de modelos de animao grfica usando-se simulao de mquinas. Tambm definimos formalmente compresso de dados com perdas e propomos a aplicao da distncia de informao como uma mtrica de qualidade de imagem. O desenvolvimento de uma metodologia para avaliar a compresso de dados de modelos de animao grfica para web til, a medida que as pginas na web esto sendo cada vez mais enriquecidas com animaes, som e vdeo, e a economia de banda de canal tornase importante, pois os arquivos envolvidos so geralmente grandes. Boa parte do apelo e das vantagens da web em aplicaes como, por exemplo, educao distncia ou publicidade, reside exatamente na existncia de elementos multimdia, que apoiam a idia que est sendo apresentada na pgina. Como estudo de caso, o mtodo de comparao e avaliao de modelos de animao grfica foi aplicado na comparao de dois modelos: GIF (Graphics Interchange Format) e AGA (Animao Grfica baseada em Autmatos finitos), provando formalmente que AGA melhor que GIF (melhor significa que AGA comprime mais as animaes que GIF). Foi desenvolvida tambm uma definio formal de compresso de dados com perdas com o objetivo de estender a metodologia de avalio apresentada Distncia de informao proposta como uma nova mtrica de qualidade de imagem, e tem como grande vantagem ser uma medida universal, ou seja, capaz de incorporar toda e qualquer medida computvel concebvel. A mtrica proposta foi testada em uma srie de experimentos e comparada com a distncia euclidiana (medida tradicionalmente usada nestes casos). Os resultados dos testes so uma evidncia prtica que a distncia proposta efetiva neste novo contexto de aplicao, e que apresenta, em alguns casos, resultados superiores ao da distncia euclidiana. Isto tambm uma evidncia que a distncia de informao uma mtrica mais fina que a distncia euclidiana. Tambm mostramos que h casos em que podemos aplicar a distncia de informao, mas no podemos aplicar a distncia euclidiana. A mtrica proposta foi aplicada tambm na avaliao de animaes grficas baseadas em frames, onde apresentou resultados melhores que os obtidos com imagens puras. Este tipo de avaliao de animaes indita na literatura, segundo reviso bibliogrfica feita. Finalmente, neste trabalho apresentado um refinamento medida proposta que apresentou resultados melhores que a aplicao simples e direta da distncia de informao.
Resumo:
Esse trabalho tem por objetivo geral o desenvolvimento de uma metodologia de modelagem numrica que represente o escoamento e o fenmeno de mistura em um modelo fsico de panela de aciaria de base elptica. Os objetivos especficos do trabalho so: o estudo dos coeficientes das foras de interao lquido-bolha, dos modelos de turbulncia e da mudana do formato da base da panela de circular para elptica. O escoamento e o fenmeno de mistura foram calculados atravs do mtodo de Volume Finitos baseado em Elementos por meio do software CFX5.7 da Ansys. Dados da literatura e ensaios em modelo fsico, realizados em laboratrio, auxiliaram na validao dos modelos numricos. O estudo dos coeficientes das foras de no-arrasto mostrou que os resultados da distribuio de ar ao longo da altura do banho mudam com a variao dos coeficientes. No final, coeficientes para 3 configuraes de panelas em diferentes vazes de ar foram encontrados. Com relao ao estudo dos modelos de turbulncia, observou-se que para a soluo do escoamento e do fenmeno de mistura em uma panela de base circular, o k- o modelo de turbulncia mais indicado. Por outro lado, para uma panela de base elptica, o modelo RSM mostrou-se o mais adequado. Finalmente, com relao ao estudo da mudana do formato da base da panela, observou-se que os tempos de mistura de uma panela de base elptica so maiores que uma de base circular e aumentam medida que a vazo de ar diminui.
