998 resultados para Modelos de elementos finitos
Resumo:
Este trabajo tiene como objetivo la mejora en la validacin de la simulacin numrica del flujo bifsico caracterstico del transporte de lecho fluido, mediante la formulacin y desarrollo de un modelo numrico combinado Volmenes Finitos - Elementos Finitos. Para ello se simula numricamente el flujo de mezcla slido-gas en una Cmara de Lecho Fluido, bajo implementacin en cdigo COMSOL, cuyos resultados son mejores comparativamente a un modelo basado en el mtodo de Elementos Discretos implementado en cdigo abierto MFIX. El problema fundamental de la modelizacin matemtica del fenmeno de lecho fluido es la irregularidad del dominio, el acoplamiento de las variables en espacio y tiempo y, la no linealidad. En esta investigacin se reformula apropiadamente las ecuaciones conservativas del fenmeno, tales que permitan obtener un problema variacional equivalente y solucionable numricamente. Entonces; se define una ecuacin de estado en funcin de la presin hidrodinmica y la fraccin volumtrica de slidos, quedando desacoplado el sistema en tres sub-problemas, garantizando as la existencia de solucin del problema general. Una vez aproximados numricamente ambos modelos, se comparan los resultados de donde se observa que el modelo materia del presente artculo, verifica de forma ms eficaz las condiciones de mezcla ptima, reflejada en la calidad del burbujeo y velocidad de mezcla.
Resumo:
Neste trabalho foi realizado o estudo para a substituio de uma relao de transmisso final flexvel por uma soluo que fosse constituda por engrenagens. Para tal foram idealizadas duas hipteses, uma primeira onde a relao final est alojada numa estrutura parte da caixa de velocidades mantendo-se esta no crter original e uma segunda hiptese onde elaborada uma estrutura que englobasse a relao final assim como os veios primrio e secundrio da caixa de velocidades. Foi inicialmente necessrio um estudo sobre materiais a utilizar em situaes semelhantes, assim como processos de fabrico. Realizou-se tambm um estudo sobre o engrenamento e clculo das relaes de transmisso requeridos para uma boa prestao em ambiente de competio. Posteriormente, no mbito da modelao da estrutura, foram aprofundados conhecimentos no que toca a temas como lubrificao, elementos de ligao, diferenciais e alguns exemplos j existentes no mercado. Assim sendo, e tendo em conta as especificaes do motor, do veculo e dos objetivos pretendidos foi necessrio dimensionar os veios e engrenagens. Para elaborar estes clculos foi utilizado o software KISSsoft nos respetivos mdulos clculo de Eixos-rvores e Pares de Engrenagens. As engrenagens e relaes calculadas so idnticas para ambas as hipteses, porm, no sucede o mesmo com os veios onde no caso onde se mantem o crter original as dimenses dos veios so necessariamente iguais aos j existentes, enquanto na hiptese da elaborao da nova estrutura, os veios puderam ser otimizados de forma a reduzir peso e consequentemente alterar os rolamentos em uso. Em seguida foram modeladas as estruturas relativas s duas hipteses no software SolidWorks. A modelao teve em conta vrios fatores como o local onde so apoiados os veios, mais propriamente, atravs dos rolamentos, dimenses das engrenagens, sistema de lubrificao escolhido, vedao e elementos de ligao. Tendo em conta todas estas variveis, a modelao depois sujeita a simulaes segundo o mtodo dos elementos finitos e para tal foi utilizada uma extenso do software SolidWorks chamada Simulation que permitiu simular vrios fatores relacionados com o ambiente de trabalho da estrutura como foras aplicadas, condies de fronteira e material a utilizar e com isto validar modelos atravs das tenses equivalentes e deslocamentos.
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Losses of horticulture product in Brazil are significant and among the main causes are the use of inappropriate boxes and the absence of a cold chain. A project for boxes is proposed, based on computer simulations, optimization and experimental validation, trying to minimize the amount of wood associated with structural and ergonomic aspects and the effective area of the openings. Three box prototypes were designed and built using straight laths with different configurations and areas of openings (54% and 36%). The cooling efficiency of Tommy Atkins mango (Mangifera Indica L.) was evaluated by determining the cooling time for fruit packed in the wood models and packed in the commercially used cardboard boxes, submitted to cooling in a forced-air system, at a temperature of 6C and average relative humidity of 85.42.1%. The Finite Element Method was applied, for the dimensioning and structural optimization of the model with the best behavior in relation to cooling. All wooden boxes with fruit underwent vibration testing for two hours (20 Hz). There was no significant difference in average cooling time in the wooden boxes (36.081.44 min); however, the difference was significant in comparison to the cardboard boxes (82.6329.64 min). In the model chosen for structural optimization (36% effective area of openings and two side laths), the reduction in total volume of material was 60% and 83% in the cross section of the columns. There was no indication of mechanical damage in the fruit after undergoing the vibration test. Computer simulations and structural study may be used as a support tool for developing projects for boxes, with geometric, ergonomic and thermal criteria.
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PURPOSE: The ability to predict and understand which biomechanical properties of the cornea are responsible for the stability or progression of keratoconus may be an important clinical and surgical tool for the eye-care professional. We have developed a finite element model of the cornea, that tries to predicts keratoconus-like behavior and its evolution based on material properties of the corneal tissue. METHODS: Corneal material properties were modeled using bibliographic data and corneal topography was based on literature values from a schematic eye model. Commercial software was used to simulate mechanical and surface properties when the cornea was subject to different local parameters, such as elasticity. RESULTS: The simulation has shown that, depending on the corneal initial surface shape, changes in local material properties and also different intraocular pressures values induce a localized protuberance and increase in curvature when compared to the remaining portion of the cornea. CONCLUSIONS: This technique provides a quantitative and accurate approach to the problem of understanding the biomechanical nature of keratoconus. The implemented model has shown that changes in local material properties of the cornea and intraocular pressure are intrinsically related to keratoconus pathology and its shape/curvature.
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Os painis corrugados tm cada vez maior aplicabilidade em engenharia. So frequentemente utilizados em estruturas sandwich, em telhados e tm muitas outras aplicaes nas indstrias civil, mecnica, aeronutica e naval. Esta crescente aplicao deve-se ao facto de as suas corrugaes conferirem maior rigidez ao painel devido ao aumento do rcio resistncia/peso, evitando-se assim o recurso a reforos estruturais. Este facto, associado s caractersticas dos materiais compsitos laminados, que comparativamente com os materiais tradicionais, evidenciam uma relao rigidez/peso, bem como um comportamento mecnico; no mesmo sentido, contribui para uma potencial utilizao deste tipo de soluo, em variadssimas situaes na rea das engenharias. Este tipo de painis particularmente adequado em situaes de carga em que se verificam esforos de compresso e toro. Com o presente trabalho, pretende-se efectuar um estudo de anlise do comportamento mecnico, quer em termos de anlise esttica linear, quer de vibraes livres de um painel corrugado em material compsito, sendo analisadas vrias variveis, nomeadamente: o tipo de material, a geometria da corrugao, a sequncia de empilhamento das camadas de fibra, entre outras. Para este efeito, e aps o enquadramento do tipo de problema que se possui, utilizado o software comercial de anlise por elementos finitos, Ansys.
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Infelizmente nos dias de hoje deparamo-nos, cada vez mais, com notcias de ocorrncia de sismos. Muitos destes sismos so de grande intensidade, provocando a destruio de muitas cidades e causando inmeras vtimas mortais. Para evitar maiores danos, materiais e humanos, houve a necessidade de se implementar medidas de segurana e preveno no dimensionamento de estruturas, tendo como base a aco ssmica. Esta dissertao tem como objectivo a comparao do ponto de vista tcnico e econmico entre a estrutura em beto armado de um edifcio, considerando 2 ou 5 pisos, com diferentes localizaes no territrio nacional e com diferentes terrenos de fundao, projectada segundo os actuais regulamentos nacionais (Regulamento de Segurana e Aces em Estruturas de Edifcios e Pontes e Regulamento de Estruturas de Beto Armado e Pr-Esforado) e a mesma estrutura projectada de acordo com a verso final dos Eurocdigos Estruturais (EC0, EC1, EC2 e EC8). Pretende-se essencialmente quantificar as diferenas na anlise estrutural para as diferentes condies quando se considera a aco ssmica definida segundo o RSAEEP e segundo o Eurocdigo 8. A anlise estrutural e dinmica da estrutura foi feita atravs do programa de anlise estrutural por elementos finitos Sap 2000. Constata-se que existe um agravamento ao nvel da armadura nas estruturas dimensionadas segundo os Eurocdigos em relao s mesmas mas dimensionadas pelos regulamentos nacionais, RSA e REBAP.
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Neste trabalho faz-se uma anlise comparativa de duas solues para um prtico metlico com travessas inclinadas. Nesta anlise estrutural so utilizadas diversas ferramentas informticas especficas. Com estas ferramentas procede-se aplicao do mtodo de clculo por elementos finitos para este caso especfico. Uma aplicao terica do mtodo energtico aplicada, procurando-se assim a validao dos resultados obtidos pelas aplicaes informticas. Com uma introduo terica mecnica dos materiais, procura-se a sustentao deste trabalho. A aplicao do Eurocdigo efectuada em toda a extenso deste trabalho. Uma abordagem sobre este cdigo e a sua aplicao realizada. Para a definio de cargas a aplicar foi elaborada uma folha de clculo numa aplicao informtica de manipulao simblica. realizada uma anlise comparativa entre um prtico realizado com perfis de seco aberta e o mesmo prtico com perfis de seco fechada. A distribuio de tenses ao longo do elemento estrutural evidenciada atravs de diagramas. Os estados limite da estrutura so determinados.
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O processo de estampagem metlica dos processos mais utilizados na indstria. Como resultado, qualquer pequeno avano tecnolgico, representa uma enorme melhoria no processo. O processo de estampagem metlica realizado num curto perodo de tempo, com foras muito elevadas que promovem deformaes elasto-plsticas, endurecimento do material e gerao de calor por deformao plstica e tambm por atrito. Como resultado, muitos problemas podem ocorrer, tais como micro-fissuras, macro-fissuras, engelhamento, defeitos de forma estrices localizadas, fracturas, etc. Quando uma destas falhas ocorre, importante fazer um diagnstico das causas do problema. O mtodo de elementos finitos, pode ajudar a fazer uma previso destes problemas. Os resultados obtidos por este mtodo, so utilizados para se modificarem algumas variveis do processo, tais como: fora do encostador, geometria de punes e matrizes. Neste trabalho foi efectuado um estudo da evoluo de uma ferramenta progressiva, recorrendo a um software de elementos finitos (LS-DYNA). O objectivo do estudo da ferramenta progressiva, o de fazer uma comparao dos resultados obtidos pelo LS-DYNA, com o componente obtido na fase de produo. A ferramenta em estudo passou por trs grandes evolues, tendo sido essencialmente alteradas as geometrias de punes e matrizes. Foi feita uma comparao das espessuras obtidas no processo real, com espessuras obtidas na simulao. Os resultados obtidos na simulao so muito semelhantes ao processo real, com uma margem de erro mximo de 4,08%.
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As comportas de vigas de fundo, objecto de estudo no presente trabalho, so essenciais devido sua capacidade de controlo do fluxo de gua em casos de emergncia. Assim este trabalho visou o dimensionamento e anlise estrutural de uma comporta dessa natureza. Para o seu dimensionamento foi essencial a norma DIN19704-1:1998, que define todos os padres que devem ser levados em conta numa construo hidrulica em ao. Deste modo, aps uma breve descrio do enquadramento e do estado da arte relativamente a este assunto, foram apresentados ao longo do trabalho, os clculos dos principais componentes mecnicos que fazem parte dum projecto de uma comporta de vigas. Para comprovar a validade do dimensionamento da comporta realizado atravs da norma, recorreu-se a um software de anlise e simulao por elementos finitos, COSMOSWorks, no sentido de assim prever o comportamento mecnico em anlise esttica linear, que as solicitaes mecnicas em presena tm sobre a comporta. Os resultados da comparao entre o dimensionamento terico e a anlise de tenses atravs do COSMOSWorks nos elementos mais crticos da estrutura, permitem concluir globalmente que a comporta est bem dimensionada tendo em conta os esforos que tem de suportar.
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A elaborao deste projecto, integrado no mbito do Trabalho Final de Mestrado, para a obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil, tem como objectivo o dimensionamento de um passadio pedonal em estrutura metlica, com fundaes em beto armado. Este documento inclui quase todos os elementos necessrios ao projecto de execuo da referida estrutura. Para o dimensionamento do passadio pedonal procedeu-se quantificao das aces e posteriormente verificao da segurana de todos os elementos estruturais tendo por base os critrios e especificaes tcnicas preconizados nas Normas Europeias relativas ao projecto estrutural (Eurocdigos estruturais). Tratando-se de um passadio destinado circulao de pees e cuja estrutura metlica apresenta um certo grau de flexibilidade devido esbelteza dos elementos estruturais, esta poder estar sujeita a aces dinmicas peridicas provocadas pelas pessoas quando percorrem o passadio, podendo ocasionar certos nveis de vibrao que sob o ponto de vista de segurana estrutural sero pouco relevantes, sendo no entanto excessivos do ponto de vista do conforto humano. Foi por isso efectuado um estudo dinmico, com o objectivo de caracterizar a resposta dinmica da estrutura quando solicitada a carregamentos de natureza peridica como o caso da aco do peo, de modo a garantir que a utilizao desta estrutura esteja dentro dos parmetros de conforto aceitveis. A modelao da estrutura e consequente discretizao geral desta, foi feita recorrendo a programa de elementos finitos, SAP2000, verso 14.0.0. O dimensionamento das ligaes constitui outros dos aspectos fundamentais no projecto desta estrutura metlica.
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Este trabalho teve como objectivo o estudo de um sistema de levitao magntica com chumaceiras supercondutoras, para utilizao numa fonte de alimentao de energia elctrica ininterrupta, que usa um volante de inrcia como sistema de armazenamento de energia. Partindo de um modelo comercial existente, foi modelizada a substituio do sistema de levitao por um sistema com chumaceiras supercondutoras. Foi feito o dimensionamento do magnete permanente e do supercondutor de forma a atingir-se a fora de levitao magntica necessria para elevar o rotor da mquina, garantindo simultaneamente a mxima estabilidade do sistema. Os perfis de distribuio do campo magntico no volante de inrcia foram modelizados recorrendo ao mtodo dos elementos finitos, atravs da utilizao do software Ansys. O clculo da fora de levitao foi efectuado recorrendo ao software MATHEMATICA.
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Nesta dissertao pretende-se simular o comportamento dinmico de uma laje de beto armado aplicando o Mtodo de Elementos Finitos atravs da sua implementao no programa FreeFEM++. Este programa permite-nos a anlise do modelo matemtico tridimensional da Teoria da Elasticidade Linear, englobando a Equao de Equilbrio, Equao de Compatibilidade e Relaes Constitutivas. Tratando-se de um problema dinmico necessrio recorrer a mtodos numricos de Integrao Directa de modo a obter a resposta em termos de deslocamento ao longo do tempo. Para este trabalho escolhemos o Mtodo de Newmark e o Mtodo de Euler para a discretizao temporal, um pela sua popularidade e o outro pela sua simplicidade de implementao. Os resultados obtidos pelo FreeFEM++ so validados atravs da comparao com resultados adquiridos a partir do SAP2000 e de Solues Tericas, quando possvel.
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O objectivo deste trabalho consiste na elaborao de um projecto de estruturas de um edifcio, desde a fase de concepo estrutural at fase de pormenorizao, passando obviamente pelo dimensionamento. O trabalho foi motivo para aplicao dos conhecimentos adquiridos durante o curso, na prtica de projecto de estruturas, nomeadamente na utilizao da regulamentao europeia de estruturas que est para entrar em vigor. O projecto foi elaborado a partir do projecto base de arquitectura e diz respeito a um conjunto de 4 edifcios de habitao separados por junta de dilatao, a construir em Lisboa. A estrutura em beto armado constituda por lajes fungiformes macias apoiadas em pilares, paredes de beto e vigas, foi analisada com recurso a um programa de clculo automtico de elementos finitos SAP 200 V14.2.4. Para a execuo deste trabalho recorreu-se regulamentao europeia, nomeadamente o Eurocdigo 0, o Eurocdigo 1, o Eurocdigo 2 e o Eurocdigo 8, na sua verso final de Norma Portuguesa. Os critrios de dimensionamento bem como as disposies construtivas relativas a armaduras de beto so detalhadamente referidos ao longo do trabalho. Embora a anlise estrutural tenha sido efectuada para quatro edifcios, os desenhos de pormenorizao de beto armado so apresentados relativamente apenas ao edifcio N1. Optou-se por esta soluo em virtude de os edifcios serem semelhantes.
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Este trabalho tem como objectivo a elaborao do projecto de estruturas de um edifcio destinado a pavilho gimnodesportivo, caracterizando as suas diferentes fases de execuo, desde a etapa inicial de concepo at fase final de dimensionamento. Trata-se de um projecto complexo de uma estrutura com elementos estruturais em beto armado e pr-esforado, e com muros de conteno. Na concepo do edifcio foram utilizados os critrios gerais de dimensionamento presentes na regulamentao Europeia (Eurocdigos), uma vez que estes elementos representam o futuro da regulamentao de estruturas em termos Europeus, vindo substituir a nvel nacional o Regulamento de Segurana e Aces para Estruturas de Beto Armado (RSA) e o Regulamento para Estruturas de Beto Armado e Pr- Esforado (REBAP). A adopo das normas europeias representam assim um elevado desafio devido ao aumento da complexidade na concepo e dimensionamento de estruturas que estes regulamentos traduzem, principalmente o Eurocdigo 8, que define de um modo mais detalhado e complexo a anlise ssmica, relativamente regulamentao actual em vigor. Devido elevada complexidade que os projectos de estruturas apresentam, utilizam-se actualmente ferramentas de clculo automtico. No dimensionamento deste edifcio foi utilizado um programa tridimensional de elementos finitos para a modelao da estrutura. Pretende-se com a escolha deste projecto e dos mtodos de dimensionamento presentes nos Eurocdigos, o desenvolvimento de um trabalho detalhado e correcto, permitindo assim adquirir conhecimentos importantes relativamente s futuras normas, e pr em prtica as competncias e os conhecimentos obtidos ao longo curso.
Resumo:
Na presente dissertao tem-se como objectivo estudar dois dos mtodos mais comuns de unio adesiva de materiais compsitos laminados. Os mtodos referidos so a junta sobreposta simples e a junta sobreposta dupla. A dissertao foi realizada usando o mtodo de elementos finitos recorrendo ao software ABAQUS. Esta encontra-se dividida numa anlise de tenses e numa anlise dos modos de falha e da resistncia das juntas. No que diz respeito anlise de tenses, so estudadas as distribuies de tenses e deformaes para os dois tipos de juntas referidas, ao longo da linha mdia do adesivo. Esta anlise de tenses tem em considerao a influncia de vrios parmetros, como a espessura do adesivo, a espessura do aderente, o filete no aderente, o comprimento de sobreposio e a sequncia de empilhamento, na distribuio de tenses na camada de adesivo. So tambm comparados as anlises na qual se define o comportamento do adesivo como sendo elstico e noutra como sendo elasto-plstico. Relativamente anlise dos modos de falha e resistncia da junta, alm do modelo numrico que inclui elementos de interface, em conjunto com o ABAQUS, no sentido de prever a tenso de rotura e de simular o incio e a propagao do dano que leva rotura, tambm efectuado uma anlise analtica usando o critrio de cedncia para prever a fora de rotura da junta. A validao de ambos os estudos foi efectuada comparando os resultados com artigos cientficos ou relatrios j publicados.
