Métodos sem malha: aplicações do Método de Galerkin sem elementos e do Método de Interpolação de Ponto em casos estruturais.

Apesar de serem intensamente estudados em muitos países que caminham na vanguarda do conhecimento, os métodos sem malha ainda são pouco explorados pelas universidades brasileiras. De modo a gerar uma maior difusão ou, para a maioria, fazer sua introdução, esta dissertação objetiva efetuar o entendimento dos métodos sem malha baseando-se em aplicações atinentes à mecânica dos sólidos. Para tanto, são apresentados os conceitos primários dos métodos sem malha e o seu desenvolvimento histórico desde sua origem no método smooth particle hydrodynamic até o método da partição da unidade, sua forma mais abrangente. Dentro deste contexto, foi investigada detalhadamente a forma mais tradicional dos métodos sem malha: o método de Galerkin sem elementos, e também um método diferenciado: o método de interpolação de ponto. Assim, por meio de aplicações em análises de barras e chapas em estado plano de tensão, são apresentadas as características, virtudes e deficiências desses métodos em comparação aos métodos tradicionais, como o método dos elementos finitos. É realizado ainda um estudo em uma importante área de aplicação dos métodos sem malha, a mecânica da fratura, buscando compreender como é efetuada a representação computacional da trinca, com especialidade, por meio dos critérios de visibilidade e de difração. Utilizando-se esses critérios e os conceitos da mecânica da fratura, é calculado o fator de intensidade de tensão através do conceito da integral J.

Development of numerical methodologies for parameter identification and shape optimization in metal forming simulations

Por parte da indústria de estampagem tem-se verificado um interesse crescente em simulações numéricas de processos de conformação de chapa, incluindo também métodos de engenharia inversa. Este facto ocorre principalmente porque as técnicas de tentativa-erro, muito usadas no passado, não são mais competitivas a nível económico. O uso de códigos de simulação é, atualmente, uma prática corrente em ambiente industrial, pois os resultados tipicamente obtidos através de códigos com base no Método dos Elementos Finitos (MEF) são bem aceites pelas comunidades industriais e científicas Na tentativa de obter campos de tensão e de deformação precisos, uma análise eficiente com o MEF necessita de dados de entrada corretos, como geometrias, malhas, leis de comportamento não-lineares, carregamentos, leis de atrito, etc.. Com o objetivo de ultrapassar estas dificuldades podem ser considerados os problemas inversos. No trabalho apresentado, os seguintes problemas inversos, em Mecânica computacional, são apresentados e analisados: (i) problemas de identificação de parâmetros, que se referem à determinação de parâmetros de entrada que serão posteriormente usados em modelos constitutivos nas simulações numéricas e (ii) problemas de definição geométrica inicial de chapas e ferramentas, nos quais o objetivo é determinar a forma inicial de uma chapa ou de uma ferramenta tendo em vista a obtenção de uma determinada geometria após um processo de conformação. São introduzidas e implementadas novas estratégias de otimização, as quais conduzem a parâmetros de modelos constitutivos mais precisos. O objetivo destas estratégias é tirar vantagem das potencialidades de cada algoritmo e melhorar a eficiência geral dos métodos clássicos de otimização, os quais são baseados em processos de apenas um estágio. Algoritmos determinísticos, algoritmos inspirados em processos evolucionários ou mesmo a combinação destes dois são usados nas estratégias propostas. Estratégias de cascata, paralelas e híbridas são apresentadas em detalhe, sendo que as estratégias híbridas consistem na combinação de estratégias em cascata e paralelas. São apresentados e analisados dois métodos distintos para a avaliação da função objetivo em processos de identificação de parâmetros. Os métodos considerados são uma análise com um ponto único ou uma análise com elementos finitos. A avaliação com base num único ponto caracteriza uma quantidade infinitesimal de material sujeito a uma determinada história de deformação. Por outro lado, na análise através de elementos finitos, o modelo constitutivo é implementado e considerado para cada ponto de integração. Problemas inversos são apresentados e descritos, como por exemplo, a definição geométrica de chapas e ferramentas. Considerando o caso da otimização da forma inicial de uma chapa metálica a definição da forma inicial de uma chapa para a conformação de um elemento de cárter é considerado como problema em estudo. Ainda neste âmbito, um estudo sobre a influência da definição geométrica inicial da chapa no processo de otimização é efetuado. Este estudo é realizado considerando a formulação de NURBS na definição da face superior da chapa metálica, face cuja geometria será alterada durante o processo de conformação plástica. No caso dos processos de otimização de ferramentas, um processo de forjamento a dois estágios é apresentado. Com o objetivo de obter um cilindro perfeito após o forjamento, dois métodos distintos são considerados. No primeiro, a forma inicial do cilindro é otimizada e no outro a forma da ferramenta do primeiro estágio de conformação é otimizada. Para parametrizar a superfície livre do cilindro são utilizados diferentes métodos. Para a definição da ferramenta são também utilizados diferentes parametrizações. As estratégias de otimização propostas neste trabalho resolvem eficientemente problemas de otimização para a indústria de conformação metálica.

Asymmetric rolling of 5182 aluminium alloy and interstitial free steel sheets

This Ph.D. research focuses on asymmetric rolling (ASR), as an alternative method for improving mechanical responses of aluminium-magnesium alloy and interstitial free (IF) steel regarding industrial requirements. Aluminium alloys are attractive materials in various industries due to their appropriate properties such as low density and corrosion resistance; however, their low formability has limited their applications. As formability of aluminium alloys can be improved through texture development, part of this dissertation is dedicated to producing the desired crystallographic texture with the ASR process. Two types of ASR (i.e. reverse and continuous asymmetric rolling) were investigated. The impact of shear deformation imposed by ASR processes on developing the desirable texture and consequently on mechanical behaviours was observed. The developed shear texture increased the normal and also planar anisotropy. Texture evolution during plastic deformation as well as induced mechanical behaviour were simulated using the “self-consistent” and Taylor models. Interstitial free (IF) steel was the second material selected in this dissertation. Since IF steel is one of the most often used materials in automotive industries it was chosen to investigate the effect of shear deformation through ASR on its properties. Two types of reverse and continuous asymmetric rolling were carried out to deform IF steel sheets. The results of optical microscopy and atomic force microscopy observations showed no significant difference between the grains’ morphology of asymmetric and conventionally rolled samples, whereas the obtained results of transmission electron microscopy indicated that fine and equiaxed dislocation cells were formed through the asymmetric rolling process. This structure is due to imposed shear deformation during the ASR process. Furthermore, the mechanical behaviour of deformed and annealed sheets was evaluated through uniaxial tensile tests. Results showed that at low thickness reductions (18%) the asymmetric rolled sample presented higher stress than that of the conventionally rolled sheet; while for higher thickness reductions (60%) the trend was reversed. The texture analyses indicated that intense rolling texture components which developed through 60% thickness reduction of conventional rolling cause a relatively higher stress; on the contrary the fine structure resulting from ASR appears to be the source of higher stress observed after pre-deformation of 18%.

Análise da resistência à fadiga de tubos de aço API 5CT N80 Tipo Q soldados via processo de indução magnética de alta frequência (HFIW)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Embedded platform for ECG biometric recognition

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações

Remoção de fibrocimento: amianto

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil Ramo Edificações

Desenvolvimento de sistema de apoio dinâmico da chapa no corte em guilhotina

Guilhotinas são máquinas robustas, de corte rectilíneo, normalmente associadas a equipamentos de baixo custo, devido à pequena quantidade de dispositivos tecnológicos incorporados. No entanto, esta situação pode ser alterada através da criatividade dos projetistas deste tipo de equipamento. Analisando algumas operações específicas, pode-se observar que algumas ferramentas, quando associadas ao equipamento, podem aumentar substancialmente a produtividade do processo de corte e a qualidade do produto final. Em relação ao processo de corte de chapas finas de metal, pode-se observar que na fase final de corte, o peso do material a cortar é suspenso por uma pequena porção de material que ainda não foi sujeita ao corte. Este facto leva a uma deformação plástica nesta última zona, causando problemas de qualidade no produto final, que não ficará completamente plano. Este trabalho foi desenvolvido em torno deste problema, estudando a melhor solução para desenvolver uma nova ferramenta, capaz de evitar a falta de nivelamento da placa, após corte. Um novo equipamento foi concebido, capaz de ser facilmente incorporado na guilhotina, permitindo o acompanhamento da inclinação da lâmina durante a operação de corte. O sistema é totalmente automatizado, sendo operado por uma única instrução de corte dada pelo operador da máquina. Este sistema permite à empresa fabricante aumentar o valor agregado de cada máquina, oferecendo aos clientes soluções avançadas, contribuindo desta forma para a sustentabilidade do negócio da empresa.

Análise de estabilidade e fundações de equipamentos de sinalização vertical rodoviária

O presente projeto foi realizado no âmbito da unidade curricular Dissertação/Estágio/Projeto, e desenvolve um estudo sobre as estruturas porticadas de sinalização vertical em Autoestradas, ao nível da estrutura metálica e das fundações, com o objetivo de analisar três casos diferentes com características distintas. Dois dos casos em estudo são modelos comuns que se encontram facilmente nas autoestradas. O terceiro tem uma configuração diferente, mais gravoso que o habitual. Com estes três casos obtém-se um estudo completo e abrangente deste tipo de estrutura porticada. Ao longo do projeto é seguida a norma EC3 (Eurocódigo 3 – Projeto de estruturas de aço). Dimensionaram-se as estruturas utilizando secções tubulares, mas é também realizado o dimensionamento de uma solução estrutural alternativa recorrendo a perfis laminados I ou H. As estruturas foram modeladas com recurso ao software de cálculo Autodesk Robot Structural Analysis Professional, obtendo-se os esforços e deformações nos vários pontos da estrutura, que permitem realizar o dimensionamento manual das secções dos perfis estruturais, chumbadouros, chapas de fundação e fundações propriamente ditas. Na parte final do projeto apresenta-se uma apreciação global do mesmo, conclusões gerais sobre os resultados obtidos e possíveis desenvolvimentos futuros.

Juegos de ayer... para ni??os de hoy

Como resultado de este trabajo se public?? un libro con el mismo t??tulo. Este proyecto particip?? en el Programa Aula Abierta de la Direcci??n Regional de Educaci??n de 1997

Sensación de jugar.

Los juegos y juguetes no son sólo un medio de disfrute para los niños y niñas, sino también un valioso medio para educar, representando un apoyo fundamental en la formación y el aprendizaje. Se presenta una experiencia educativa con niños de segundo ciclo de educación infantil donde se organizan actividades lúdicas, construyendo juguetes con materiales de desecho: latas y botellas vacías de Cola-Cola, chapas, piedras, arena, cuerda, globos, etc. Los objetivos a conseguir fueron: 1) Exploración, manipulación y transformación de los materiales, 2) Satisfacción personal con la fabricación de jueguetes y con la participación en actividades de juego, 3) Creatividad y descubrimiento de hábitos de juego. Se ofrecen ejemplos prácticos de juguetes y juegos realizados con estos materiales y las actividades desarrolladas a partir de éstos.

Coeducación : juegos alternativos.

Se pretende fomentar la igualdad de derechos entre los sexos en las áreas de Educación Física y Ciencias Sociales. Los objetivos son: promover la participación femenina en el deporte, fomentar los deportes alternativos (pimpón, voleibol, etc.), proporcionar modelos alternativos no sexistas, e impulsar la formación del profesorado en aspectos que desarrollen la coeducación. Se describe la temporalización del proyecto, los contenidos y la metodología seguida con el alumnado, las familias, el entorno y el profesorado. Las principales actividades serán talleres (cocina, costura, Informática, Huerto, etc.), partidos de fútbol y voleibol, y juegos (chapas, canicas y damas). Concluye con los recursos utilizados y la evaluación de los objetivos logrados..

Aprender a convivir.

El proyecto trata de solucionar los conflictos en las relaciones entre alumnos producidos por la dificultas de encontrar juegos en los espacios abiertos del centro. Para ello se fomentan juegos cooperativos, tradicionales y no violentos. Los objetivos son adquirir la competencia del diálogo para predisponer al acuerdo justo y a la participación democrática; comprender, respetar y construir normas de convivencia justas; construir y potenciar relaciones de paz entre los mienbros del centro educativo; fomentar el interés por el medio ambiente y motivar su mejora y protección; comportarse con espíritu de solidaridad, responsabilidad moral, participación y tolerancia. Para ello, se distribuye el patio en rincones de juego el nivel de conocimiento de los alumnos. Los juegos tienen relación con la vida real y fomentan el trabajo en equipo y las relaciones y cooperación e igualdad entre los sexos. Educación Infantil y Primer Ciclo de Primaria cuentan con espacios con areneros y columpios. El patio de los mayores acoge juegos de canicas, chapas, juegos de mesa, mesa de ping-pong, huerta o jardín y una zona de juegos de agua. La evaluación se lleva a cabo a través de la observación directa de los maestros, el diálogo con alumnos, asambleas o tutorías y buzón de sugerencias. Se evalua la utilización adecuada de las instalaciones, el respeto a las normas de juego, la resolución de problemas mediante diálogo, el respeto al material, el compartir juegos y juguetes y la utilización del vocabulario adecuado. Se observa la necesidad de continuar con el proyecto para adaptarse así a la realidad de cada curso. Se incluyen fichas y cuestionarios de recogida de datos..

El huerto de Arqui.

El proyecto pretende desarrollar la educación ambiental y la educación en valores, a través de la creación de un huerto escolar. Los objetivos son valorar la importancia del medio natural; observar los cambios del entorno e identificar los factores; favorecer la participación de las familias; utilizar las posibilidades motrices y sensoriales; expresar y comunicar en distintos lenguajes las vivencias en el entorno natural; comprender y respetar a los otros; y comprender y recrear textos de diferentes culturas sobre el huerto y la naturaleza. La metodología fomenta aprendizajes activos y significativos por medio de la experimentación y la actividad física, y se trabaja en talleres diarios. Las actividades son el conocimiento de las herramientas; siembra de semillas, plantación de tallos y bulbos, y recolección de plantas; elaboración de cuentos, retahílas, canciones, poesías, adivinanzas y juegos; talleres de plástica y cocina con los productos del huerto; visita a una Granja Escuela; visita al Centro del Producto Reciclado, que organiza talleres de fabricación de juguetes con materiales de reciclado; y creación del rincón de las plantas aromáticas. Se elaboran materiales, como los personajes del huerto la Fresa Traviesa, Rogelio el tomate cocinero, y Arqui el espantapájaros; un mural interactivo; los cuentos de Arqui; poesías y adivinanzas; Libros del huerto; cuentero para el aula de los talleres; expositor de cuentos de Arqui; chapas de los hortelanos; casitas de animales; comedero para pájaros; maceteros y semilleros; plancha para el secado de hojas; recipientes para las herramientas; y CD-ROM para espantapájaros. Para las familias se elaboran, con la colaboración de los niños, dos corcheras, una con información sobre los talleres y otra con información medioambiental; y para el profesorado se crea un recetario con recetas aportadas por la comunidad educativa. Se incluyen como anexos diversos materiales elaborados..

Igualdad de oportunidades entre los sexos : coeducación.

Proyecto de coeducación centrado en la modificación de estereotipos sexistas que posibiliten al alumnado el desarrollo de su personalidad sin discriminación ni traba alguna. Los objetivos son: promover actitudes no sexistas; desarrollar la imaginación y la fantasía con el fin de que el alumnado sea capaz de trascender su propia realidad y transformarla; potenciar capacidades y actitudes que permitan a los alumnos y alumnas participar equitativamente en las tareas; y concienciar a las familias de la importancia de organizar el trabajo doméstico y mantener una relación igualitaria entre los sexos. Como punto de partida se trata de revisar todo el material didáctico (métodos de lecto-escritura, imágenes, libros, cuentos, trabalenguas, poemas, etc.), para ofrecer al alumnado unos recursos no discriminatorios. Las actividades programadas para el desarrollo de la experiencia se realizan en el taller de juegos un día a la semana. Se trabajan, por una parte, juegos de interior: casas, muñecas, cocina, medicos, construcciónes, etc.; y por otra, juegos de exterior: canicas, cuerdas, chapas, etc. Paralelamente se organizan con los padres unas reuniones y charlas para trasladar la experiencia al ámbito familiar. La valoración de la experiencia señala la dificultad de apreciar un cambio de actitud real tan a corto plazo, pero los resultados obtenidos se consideran un buen comienzo para continuar en años sucesivos..

Juegos infantiles de Andorra.

Trabajo surgido de la colaboración de los alumnos de séptimo de EGB del Colegio Público Ibáñez Trujillo, durante el curso académico 1986-1987, con la finalidad de iniciar al alumnado en tareas de investigación, búsqueda y recopilación de temas de su interés que incluye trabajos dentro del área de lenguaje. Se exponen los distintos juegos, recopilados por los alumnos y distribuídos en: juegos de azar, de comba, de corros, chapas y canicas, goma, palabras, pelota, pillar, prendas, representaciones y varios. A la descripción de cada juego se le acompaña un dibujo explicativo.