998 resultados para Modelos de elementos finitos
Resumo:
Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Civil
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Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Civil
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Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Civil
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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 expresso da capacidade resistente de fundaes superficiais, proposta por Terzaghi (1943) para o caso de uma fundao corrida, sob carregamento vertical, centrado, e onde no se tem em conta a resistncia do solo acima da base de fundao, tem sido alvo de diversos estudos ao longo do tempo, visando a melhoria dos factores associados mesma, assim como a proposta de novos factores. Uma das metodologias disponveis para tal tarefa a Anlise Limite, onde, atravs dos teoremas esttico e cinemtico possvel obter um intervalo que aproxima a carga de colapso. Com o recurso implementao numrica do teorema cinemtico (regio superior) da anlise limite numa plataforma de processamento paralelo, so realizados clculos tridimensionais focados para os factores de forma, s, sq e sc; e para o factor de profundidade tridimensional, dq*, atravs da construo de modelos de elementos finitos com refinamento elevado. Os resultados obtidos permitem o encurtamento do intervalo de regio inferior e superior e a observao do comportamento dos referidos factores com a evoluo da forma e profundidade da fundao.
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Neste trabalho estuda-se a resistncia encurvadura (compresso uniforme) de tubos de ao de seco circular, com extremidades rotuladas por meio de cavilhas, tendo em conta a influncia da chapa de ligao (gusset plate na designao em lngua inglesa). Para o efeito, estuda-se uma ligao-tipo comum com chapa soldada e efetuam-se estudos paramtricos, recorrendo a modelos de elementos finitos de casca, para determinar a influncia da chapa na (i) carga crtica e na (ii) carga de colapso do elemento. Os resultados mostram que a influncia da chapa no pode ser desprezada para valores reduzidos da esbelteza do elemento. Prope-se um mtodo expedito e preciso para determinar a carga crtica tendo em conta a influncia da chapa.
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O presente trabalho tem como objetivo avaliar os limites de esbelteza preconizados nos regulamentos e normas utilizados em Portugal relativamente ao estado limite de deformao. Sero comparados diretamente para os mesmos vos, os conceitos de verificao indireta de deformao do Regulamento de Estruturas de Beto Armado e Pr-esforado (REBAP) e do Eurocdigo 2: Parte 11 (EC2-1-1), para lajes e vigas. Inicialmente ser efetuado um estudo acadmico paramtrico, onde so avaliadas as flechas verticais em servio para diferentes vos, condies de apoio e geometria em planta. So comparados inicialmente os valores das flechas para anlises lineares, usando as tabelas de Bares e modelos de elementos finitos com o software comercial SAP2000, de maneira a validar o modelo. De seguida so aplicados os mtodos simplificativos de clculo de flechas a longo prazo usando os bacos do Comit Euro-International du Bton (CEB). Estes valores so depois comparados com as anlises fisicamente no lineares em estado fendilhado a longo prazo com o SAP2000. O objetivo principal portanto estabelecer comparaes entre os dois mtodos de anlise pretendendo-se mostrar que a modelao com elementos finitos conduz a valores de deformaes inferiores ao clculo analtico permitindo uma maior economia no dimensionamento de elementos estruturais. Para finalizar apresentado um manual de utilizador com o intuito de auxiliar o processo de modelao de elementos estruturais com elementos finitos no lineares utilizando o programa referido.
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Dissertao de mestrado integrado em Engenharia Civil
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Tese de Doutoramento em Engenharia Civil
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La aplicacin de materiales compuestos de matriz polimrica reforzados mediante fibras largas (FRP, Fiber Reinforced Plastic), est en gradual crecimiento debido a las buenas propiedades especficas y a la flexibilidad en el diseo. Uno de los mayores consumidores es la industria aeroespacial, dado que la aplicacin de estos materiales tiene claros beneficios econmicos y medioambientales. Cuando los materiales compuestos se aplican en componentes estructurales, se inicia un programa de diseo donde se combinan ensayos reales y tcnicas de anlisis. El desarrollo de herramientas de anlisis fiables que permiten comprender el comportamiento mecnico de la estructura, as como reemplazar muchos, pero no todos, los ensayos reales, es de claro inters. Susceptibilidad al dao debido a cargas de impacto fuera del plano es uno de los aspectos de ms importancia que se tienen en cuenta durante el proceso de diseo de estructuras de material compuesto. La falta de conocimiento de los efectos del impacto en estas estructuras es un factor que limita el uso de estos materiales. Por lo tanto, el desarrollo de modelos de ensayo virtual mecnico para analizar la resistencia a impacto de una estructura es de gran inters, pero an ms, la prediccin de la resistencia residual despus del impacto. En este sentido, el presente trabajo abarca un amplio rango de anlisis de eventos de impacto a baja velocidad en placas laminadas de material compuesto, monolticas, planas, rectangulares, y con secuencias de apilamiento convencionales. Teniendo en cuenta que el principal objetivo del presente trabajo es la prediccin de la resistencia residual a compresin, diferentes tareas se llevan a cabo para favorecer el adecuado anlisis del problema. Los temas que se desarrollan son: la descripcin analtica del impacto, el diseo y la realizacin de un plan de ensayos experimentales, la formulacin e implementacin de modelos constitutivos para la descripcin del comportamiento del material, y el desarrollo de ensayos virtuales basados en modelos de elementos finitos en los que se usan los modelos constitutivos implementados.
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Materiais compsitos so empregados nos mais diversos tipos de estruturas (civis, mecnicas, aeronuticas, etc.). A possibilidade de otimizao de suas propriedades, frente s solicitaes consideradas, representa uma grande vantagem na sua utilizao. A teoria da homogeneizao permite a avaliao da influncia de detalhes microestruturais nas caractersticas do composto atravs do estudo de uma clula elementar. Os deslocamentos peridicos dessa clula so aproximados com expanses ortogonais polinomiais. A exatido dos clculos elsticos est associada ao grau dos polinmios utilizados. O procedimento numrico no modelo viscoelstico incremental no tempo, utilizando-se de variveis de estado, cuja implementao proporciona grande economia computacional, pois evita o clculo de integrais hereditrias. A influncia de diversos parmetros fsicos na constituio dos compsitos de fibras unidirecionais estudados discutida e comparada com resultados obtidos com modelos em elementos finitos, tanto em elasticidade, quanto em viscoelasticidade sem envelhecimento. Para o caso de envelhecimento, no qual as caractersticas dos constituintes so variveis com o tempo, mostrada a resposta dos compsitos sob relaxao para diferentes instantes iniciais de carregamento em situaes de "softening" (ou abrandamento) e "hardening" (ou endurecimento).
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A introduo de um novo material para a execuo de estruturas, implica um amplo estudo sobre o mesmo, para que seja aceite como um material de utilizao, ou soluo, corrente na engenharia civil. Os vares plsticos reforados com fibra de vidro, GFRP,apresentam-se com diversas vantagens para uma soluo de substituio das tradicionais armaduras de ao no beto armado. Um Estado da Arte foi apurado para determinar o ponto de situao do conhecimento e dos estudos realizados por vrios autores, desde o incio das pesquisas at aos mais recentes estudos disponveis. Neste seguimento, o presente estudo incide na anlise do comportamento flexo de vigas contnuas de beto armado com vares de GFRP, submetidas a um carregamento distribudo. O trabalho realiza-se com base em 18 modelos de elementos finitos para uma anlise paramtrica, sendo os parmetros estudados, o vo, a percentagem de armadura de flexo e a esbelteza da seco. Para validao do modelo foram, modeladas 7 vigas reais ensaiadas no mbito de trabalhos de investigao de dois autores Os resultados das modelaes das anlises paramtricas foram comparados com uma anlise elstica e uma anlise plstica, utilizando a metodologia do ACI 440.1R-06, para a carga ltima de dimensionamento. Outras comparaes foram feitas atravs dos limites de deformao do EN 1992-1-1, 2004. Analisa-se a distribuio de esforos, no elsticos, devido perda de rigidez da viga. Os modelos das vigas mais esbeltas e com menor percentagem de armadura mostraram maior concordncia com a anlise realizada. As deformaes comparadas com o limite L/250 mostram concordncia de resultados.
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O facto de se ignorar a contribuio da resistncia s foras laterais que solicitam as paredes de alvenaria das estruturas em zonas ssmicas um tema que tem dado muito de que falar na engenharia estrutural. Em Portugal os projetistas preferem as solues em beto armado pela sua ampla aplicao e bons resultados ao longo dos tempos. Perante o exposto anteriormente e com o objetivo de abrir possibilidades a novas alternativas que permitam de igual forma bons comportamentos estruturais, pensando na construo econmica e com segurana, apresenta-se este estudo que prope a aplicao de alvenaria confinada em zonas ssmicas de Portugal. A presente dissertao est composta por seis captulos. No captulo I apresenta-se uma introduo ao problema que permita ao leitor o enquadramento no tema, indicando de igual forma os objetivos especficos que foram precisos cumprir para chegar ao objetivo geral pretendido, isto , a proposta duma metodologia de conceo de estruturas de habitao usando alvenaria confinada em zonas de risco ssmico em Portugal, delimitadas para edificaes de 1 a 2 andares. Os requisitos gerais de ligao considerados baseiam-se no documento SEISMIC DESIGN GUIDE FOR LOW-RISE CONFINED MASONRY BUILDINGS os quais foram complementados com dados recomendados pelos EC 6 e EC 8 baseados na norma portuguesa. No captulo II mostram-se antecedentes de estudos nacionais e internacionais da alvenaria confinada, assim mesmo encontram-se as bases tericas com definies e requerimentos importantes a serem considerados no momento da conceo do projeto, ainda nesta seo indicam-se os passos para a aplicao do mtodo de clculo de esforos resistentes das paredes de alvenaria confinada (Mtodo Simplificado), tal mtodo foi aplicado e validado em modelos de elementos finitos desenhados com materiais e caractersticas ssmicas de comum aplicao em Portugal como se apresenta no captulo III. No captulo IV analisam-se os resultados obtidos, levando a que no captulo V se descreva uma proposta de aplicao de alvenaria confinada em zonas de baixa sismicidade e alta sismicidade em Portugal. Finalmente no captulo VI os resultados obtidos levam a concluir que em zonas de baixa sismicidade o dimensionamento de densidade de paredes dependente das cargas gravticas para edifcios de 1 e 2 nveis. No caso de zonas de alta sismicidade so as foras ssmicas as condicionantes. Ainda para edifcios de 2 nveis nestas zonas,a espessura mnima das paredes de 0,20 m.
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Esta tesis investiga cuales son los parmetros ms crticos que condicionan los resultados que obtienen en los ensayos de proteccin de peatones la flota Europea de vehculos, segn la reglamentacin europea de proteccin de peatones de 2003 (Directiva CE 2003/102) y el posterior Reglamento de 2009 (Reglamento CE 2009/78). En primer lugar se ha analizado el contexto de la proteccin de peatones en Europa, viendo la historia de las diferentes propuestas de procedimientos de ensayo as como los cambios (y las razones de los mismos) que han sufrido a lo largo del proceso de definicin de la normativa Europea. Con la informacin disponible de ms de 400 de estos ensayos se han desarrollado corredores de rigidez para los frontales de los diferentes segmentos de la flota de vehculos europea, siendo este uno de los resultados ms relevantes de esta tesis. Posteriormente, esta tesis ha realizado un estudio accidentolgico en detalle de los escenarios de atropello de peatones, identificando sus caractersticas ms relevantes, los grupos de poblacin con mayor riesgo y los tipos de lesiones ms importantes que aparecen (en frecuencia y severidad), que han sentado las bases para analizar con modelos matemticos hasta qu punto los mtodos de ensayo propuestos realmente tienen estos factores en cuenta. Estos anlisis no habran sido posibles sin el desarrollo de las nuevas herramientas que se presentan en esta tesis, que permiten construir instantneamente el modelo matemtico de cualquier vehculo y cualquier peatn adulto para analizar su iteracin. As, esta tesis ha desarrollado una metodologa rpida para desarrollar modelos matemticos de vehculos a demanda, de cualquier marca y modelo y con las caractersticas geomtricas y de rigidez deseados que permitan representarlo matemticamente y del mismo modo, ha investigado cmo evoluciona el comportamiento del cuerpo humano durante el envejecimiento y ha implementado una funcionalidad de escalado en edad al modelo de peatn en multicuerpo de MADYMO (ya escalable en tamao) para permitir modelar ad hoc cualquier peatn adulto (en gnero y edad). Finalmente, esta tesis tambin ha realizado, utilizando modelos de elementos finitos del cuerpo humano, diferentes estudios sobre la biomecnica de las lesiones ms frecuentes de este tipo de accidentes, (en piernas y cabeza) con el objetivo de mejorar los procedimientos de ensayo para que predigan mejor el tipo de lesiones que se quieren evitar. Con el marco temporal y las condiciones de contorno de esta tesis se han centrado los esfuerzos en reforzar algunos aspectos crticos pero puntuales sobre cmo mejorar el ensayo de cabeza y, sobretodo, en proponer soluciones viables y con un valor aadido real al ensayo de pierna contra parachoques, sin cambiar la esencia del mismo pero proponiendo un nuevo impactador mejorado que incorpore una masa extra que representa a la parte superior del cuerpo y sea vlido para toda la flota europea de vehculos independiente de la geometra de su frontal.
