Pesagem em movimento e caracterização do tráfego ferroviário com uso da técnica B-WIM

Nesta dissertação é apresentado o desenvolvimento de algoritmos para aplicação do método Bridge-Weigh In Motion (B-WIM) para a pesagem em movimento de trens e para a caracterização do tráfego ferroviário, permitindo-se obter informações sobre a velocidade de passagem dos trens, número e espaçamento entre eixos. Os sistemas B-WIM a partir de uma simples instrumentação permitem determinar as cargas por eixo de veículos em movimento, eliminando o efeito dinâmico. Foram implementados os algoritmos para a determinação dos valores referentes a geometria do trem e das cargas, que foi validado a partir de um exemplo teórico, onde se simulou a passagem de um trem de características conhecidas sobre a ponte e as cargas por eixos foram determinadas com 100% de exatidão. Além disso, foi feito um exemplo numérico em elementos finitos, de um viaduto em concreto armado para aplicação do método, onde foi feita a determinação das cargas por eixo para diferentes velocidades de passagem do trem. A fim de reduzir o tempo de processamento nas análises do exemplo numérico, foi desenvolvido um algoritmo para a geração de cargas nodais no modelo numérico que reduziram o tempo de processamento em até 96% quando comparado com a análise de múltiplos passos (“Multi-Step”), que simula automaticamente a passagem do trem sobre a estrutura. Finalmente, o método foi testado em um caso real a partir de monitorações realizadas em um viaduto de concreto armado da Estrada de Ferro Carajás. Apesar de não ter sido possível a determinação das cargas por eixo da locomotiva, foi possível medir precisamente o peso bruto total da locomotiva quando se utilizou o modelo constitutivo de Collins & Mitchell (1991) para o concreto.

Aderência aço-concreto: simulação numéricadosensaios de arranchamento pull-out e APULOT usando o programa ATENA

The bond between steel and concrete is essential for the existence of reinforced concrete structures, as both materials act together to absorb structural strain. The bond phenomenon is considered to be complex regarding many factors that affect it. Several types of bond tests have been proposed over years. One is the modified proposed of pull-out test, which was elaborated by Lorrain and Barbosa [1] called APULOT test (Appropriete pull-out-test). Based on experimental results obtained by Vale Silva[2] either by conventional pull-out tests, or by modified pull-out test, APULOT, seeks to know the numeric behavior of bond steel-concrete through a numerical simulation using a calculation code ATENA which is based on the Finite Element Method (FEM). The numerical simulation provided better evaluate the stress distribution and cracking that occurs during the test, thereby becoming a valuable tool to support the experimental project that aims to validation, validation partially or not recommend the modified bond test steel-concrete - APULOT test - as quality control test of structural concrete. The numerical results showed good representation compared to experimental results.

Three-dimensional analysis of reinforced concrete members via embedded discontinuity finite elements

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise da falha do suporte de mancal de um eixo cardan utilizado num veículo pesado

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Contribuições na modelagem dinâmica e no controle neural de um braço robótico com elos flexíveis

Em geral, estruturas espaciais e manipuladores robóticos leves têm uma característica similar e inerente que é a flexibilidade. Esta característica torna a dinâmica do sistema muito mais complexa e com maiores dificuldades para a análise de estabilidade e controle. Então, braços robóticos bastantes leves, com velocidade elevada e potencia limitada devem considerar o controle de vibração causada pela flexibilidade. Por este motivo, uma estratégia de controle é desejada não somente para o controle do modo rígido mas também que seja capaz de controlar os modos de vibração do braço robótico flexível. Também, redes neurais artificiais (RNA) são identificadas como uma subespecialidade de inteligência artificial. Constituem atualmente uma teoria para o estudo de fenômenos complexos e representam uma nova ferramenta na tecnologia de processamento de informação, por possuírem características como processamento paralelo, capacidade de aprendizagem, mapeamento não-linear e capacidade de generalização. Assim, neste estudo utilizam-se RNA na identificação e controle do braço robótico com elos flexíveis. Esta tese apresenta a modelagem dinâmica de braços robóticos com elos flexíveis, 1D no plano horizontal e 2D no plano vertical com ação da gravidade, respectivamente. Modelos dinâmicos reduzidos são obtidos pelo formalismo de Newton-Euler, e utiliza-se o método dos elementos finitos (MEF) na discretização dos deslocamentos elásticos baseado na teoria elementar da viga. Além disso, duas estratégias de controle têm sido desenvolvidas com a finalidade de eliminar as vibrações devido à flexibilidade do braço robótico com elos flexíveis. Primeiro, utilizase um controlador neural feedforward (NFF) na obtenção da dinâmica inversa do braço robótico flexível e o calculo do torque da junta. E segundo, para obter precisão no posicionamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Otimização da estrutura metalica para um carro alegórico

Carnival is a unique opportunity for the associations demonstrate the community’s annual work and the float is a major component of this celebration, responsible for pitch the samba using allegories and carry important figures. The excess weight of the floats which are mostly manufactured from truck and bus structures requires larger amount of people to push the vehicle in addition to increased efforts on the steering systems, suspension and wheels, raising the probability of breakage and loss of one year work. The objective of this study is to use the concepts of strength of materials combined with computer simulation to obtain a structure that has the lowest possible weight without compromising the safety of transported components and that is also easy to manufacture, drive and store

Análise dos efeitos das deformações estruturais sobre a transferência transversal de carga em um veículo do tipo fórmula SAE submetido a uma aceleração lateral constante

This paper studies the frame deformations on a formula SAE vehicle in steady-state cornering and its influence on the lateral load transfers and, consequently, on the tires normal loads due to the applied lateral load. For a vehicle with a perfect rigid frame, the vehicle mass, the position of the center of gravity and the suspensions are the only factors responsible for the load distribution between the tires. When the frame deformations are no longer negligible, the frame deformations affect the loaddistribution between the tires. The frame flexibility turns it able to behave as an additional set of springs to the suspension system, thus changing the behavior of the set. This paper describes howit happens and suggests ways to minimize this phenomenon

Controle ativo de vibrações em vigas utilizando controle feedforward e elementos espectrais

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Scientific use of the finite element method in Orthodontics

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influência do material oclusal na distribuição de tensões em próteses implantossuportadas unitárias

Objective: the aim of this study was to evaluate the influence of occlusal veneering material in single fixed implant-supported crowns through the 3-D finite element method. Material and methods: Four models were fabricated using the Rhinoceros 4.0, SolidWorks, and InVesalius softwares. Each model represented a block of mandibular bone with an external hexagon implant of 5 mm x 10 mm and different veneering materials including NiCr (1), porcelain (2), composite resin (3), and acrylic resin (4). An axial load of 200 N and an oblique load of 100 N were applied. Results: model (2) with porcelain veneering presented a lower stress concentration for the NiCr framework, followed by the composite resin and acrylic resin. The stress distribution to the implant and bone tissue was similar for all models. Conclusions: there is no difference of stress distribution to the implant and supporting structures by varying the veneering material of a single implant-supported prosthesis.

Influência do material oclusal na distribuição de tensões em próteses implantossuportadas unitárias

Objective: the aim of this study was to evaluate the influence of occlusal veneering material in single fixed implant-supported crowns through the 3-D finite element method. Material and methods: Four models were fabricated using the Rhinoceros 4.0, SolidWorks, and InVesalius softwares. Each model represented a block of mandibular bone with an external hexagon implant of 5 mm x 10 mm and different veneering materials including NiCr (1), porcelain (2), composite resin (3), and acrylic resin (4). An axial load of 200 N and an oblique load of 100 N were applied. Results: model (2) with porcelain veneering presented a lower stress concentration for the NiCr framework, followed by the composite resin and acrylic resin. The stress distribution to the implant and bone tissue was similar for all models. Conclusions: there is no difference of stress distribution to the implant and supporting structures by varying the veneering material of a single implant-supported prosthesis.

Influência do formato do rebordo alveolar sagital em reabilitações com associação de prótese parcial removível de extremidade livre e implante ósseo integrado

The association of mandibular distal extension removable partial dentures with an osteointegrated implant is a treatment option at hasn't been fully explored by modern rehabilitation dentistry yet. The objective of this study is to evaluate, by means of the bidimensional method of finite elements, the distribution of tension on the structures supporting the distal extension removable partial denture (DERPD), associated to a 10.0 x 3.75 mm osteointegrated implant with an ERA retention system, in alveolar ridges of different shapes. Eight models were created, representing, from a sagittal perspective: Model A (MA) – a half arch with a horizontal ridge without posterior support, with the presence of the lower left canine, and a conventional DERPD, with metallic support in the incisal aspect of this canine, as replacement for the first and second pre-molars and the first and second molars of the lower left half arch; Model B (MB) – similar to MA, but different because of the presence of a 3.75 x 10.00 mm implant with an associated ERA retention system in the posterior region of the DERPD base; Model C (MC) - similar to MA, however with a distally ascending ridge format; Model D (MD) – similar to MC, but different because there is an implant associated to a retention system; Model E (ME) - similar to MA, however with a distally descending ridge format; Model F (MF) – similar to ME, but ditfferent in the sense that there is an implant with an associated ERA retention system; Model G (MG) – similar to MA, however with a distally descending-ascending ridge format; Model H (MH) – similar to MG, but different in the sense that there is an implant with an associated ERA retention system. The finite element program ANSYS 9.0 was used to load the models with vertical forces of 50 N, on each cuspid tip. The format of distal descending edge (ME and MF) was that presented worse results, so in the models with conventional RPD as in the models with RPD associated to the implant and ERA system of retention, for the structures gingival mucosa and tooth support. 1) the distally descending ridge presented the most significant stress in the model with the conventional RPD (ME) or with a prosthesis associated to an implant (MF) and 2) the horizontal ridge (MB) provided more relief to the support structures, such as the tooth and the spongy bone, when there was an implant associated to an ERA retention system. The incorporation of the implants with the ERA system retention, in the posterior area of the toothless edge, it promotes larger stability and retention to PPREL, improving the patient's masticatory acting and, consequently, its comfort and function.

Análise estrutural do conjunto de palhetas de um aerador da estação de tratamento de efluentes

This work aims to find the maximum tension in a group of blades in a Sewage Treatment Stations in a company located in Vale do Paraíba. First, the calculations of the strength requested by the effluents on the structure are done, and the optimum torque of the frame screws is researched. From these data, static simulations using appropriate software and the finite elements method are performed. Based on the results, a possible solution to reduce the strength in this structure is proposed. This study will be provided as a consultation material to the company

Análise estrutural do conjunto de palhetas de um aerador da estação de tratamento de efluentes

This work aims to find the maximum tension in a group of blades in a Sewage Treatment Stations in a company located in Vale do Paraíba. First, the calculations of the strength requested by the effluents on the structure are done, and the optimum torque of the frame screws is researched. From these data, static simulations using appropriate software and the finite elements method are performed. Based on the results, a possible solution to reduce the strength in this structure is proposed. This study will be provided as a consultation material to the company