998 resultados para Modelos de elementos finitos
Resumo:
Na realizao de atividades fsicas o corpo humano exerce foras contra o solo. Em atividades tais como correr e saltar as foras so exercidas atravs dos ps. Atualmente, sabe-se que estudos da magnitude e direo destas foras, e das maneiras de suas mudanas no tempo, fornecem valiosas informaes sobre a performance alcanada no movimento, podendo indicar medidas corretivas que possam aprimor-la. Na obteno destas variveis determinantes no desempenho do movimento utilizam-se instrumentos denominados plataformas de foras, capazes de medir a fora de ao realizada sobre sua superfcie de contato, e o respectivo momento, permitindo a determinao das trs componentes ortogonais de fora (Fx, Fy, Fz) e os momentos em torno dos trs eixos ortogonais (Mx, My, Mz) simultaneamente. Este trabalho descreve o desenvolvimento terico de uma plataforma de foras especfica para aplicao na decolagem do salto em distncia, bem como as alternativas de projeto geradas neste desenvolvimento. Foram buscadas solues para a realizao dos experimentos sob condies naturais de treinamento, visando a construo do instrumento e sua instalao na pista de saltos atlticos. Para isso proposta a substituio da tbua de impulso original pela plataforma de foras desenvolvida. Nas alternativas geradas foi utilizado o princpio extensomtrico resistivo de medio de foras, que representa uma diminuio substancial no custo de manufatura estimado frente s unidades comercialmente avaliadas. Nestas alternativas, os sensores resistivos strain gages so localizados estrategicamente em estruturas metlicas que sustentam uma tampa de material composto com a funo de superfcie de contato Para a anlise estrutural das alternativas estudadas foi utilizado o Mtodo dos Elementos Finitos. Para comparar e escolher a melhor entre as diversas alternativas, foram propostos ndices de desempenho. Ao final do trabalho so apresentadas concluses sobre a metodologia empregada no estudo realizado e sobre o novo modelo de plataforma de foras desenvolvido.
Resumo:
Neste trabalho apresentado um mtodo para medio de deslocamentos sem contato, utilizando sensores magnetoresistivos, os quais so sensibilizados pela variao do campo magntico produzido por um im permanente em deslocamento no espao. Os sensores magnetoresistivos possuem, internamente, uma ponte de Wheathestone, onde a resistncia varia conforme varia o campo magntico, de modo que o circuito mais indicado para este caso um amplificador e um filtro para cada sensor. O principal objetivo do trabalho a obteno de uma tcnica para medir deslocamentos sem contato, e estender os resultados para medida de movimentos mandibulares. A montagem consiste de duas placas de celeron, distantes 30mm uma da outra e unidas por parafusos de polietileno. Em cada uma destas placas foram dispostos quatro sensores, num total de oito, sendo que para cada um deles existe um circuito de amplificao e filtragem do sinal de sada. Sob uma chapa de alumnio foi fixado este equipamento e uma mesa de calibrao em 3D, a qual, aps a obteno da matriz de calibrao, foi substituda por um emulador de movimento mandibular. Os parmetros do modelo foram estimados atravs do mtodo dos mnimos quadrados com auxlio do software Matlab, Release 12. Este software tambm foi utilizado para o sistema de aquisio de dados durante a realizao dos experimentos. A impreciso dos resultados obtidos na determinao dos deslocamentos, est na ordem de dcimos de milmetros. O trabalho apresenta, tambm, o mapeamento do campo magntico do magneto utilizado nos experimentos atravs do software FEM2000 Mtodo de elementos finitos aplicado ao eletromagnetismo.
Resumo:
Com o advento dos computadores surgiram problemas de sade associados tarefa da digitao, causados, principalmente, pela posio esttica do corpo, pela repetitividade de movimentos dos membros superiores, pelas foras envolvidas, etc. Na tentativa de relacionar esses fatores com os distrbios, iniciou-se, na dcada de 90, o estudo da fora aplicada nos teclados de computador. O objetivo principal deste trabalho desenvolver uma plataforma para medir a fora aplicada nas teclas do teclado de um computador durante a digitao, para utilizao em biomecnica. Foi projetada e construda uma plataforma de fora que mede a fora vertical, Fz, (direo z), a fora horizontal (e transversal) ao teclado, Fy, (direo y) e o momento aplicado no eixo horizontal e longitudinal ao teclado, Mx, (eixo x). Com estes trs componentes possvel, numa anlise bidimensional (2D), determinar a magnitude do vetor fora resultante, seu ngulo com plano horizontal e o ponto de aplicao sobre a superfcie da tecla. Os sensores utilizados foram os extensmetros de resistncia eltrica, colados em placas que deformam-se principalmente por flexo; estes sensores so ligados em ponte completa de Wheatstone para cada canal de aquisio, Fx, Fy e Mx. Foi construdo um modelo em madeira, PVC e acrlico, na escala 4,5:1, para auxiliar na busca de solues de problemas de construo. Com o objetivo de aperfeioar o modelo conceitual criado, utilizou-se modelamento numrico (elementos finitos) Os sinais adquiridos para cada canal so independentes, no necessitando de operaes posteriores. O sistema de aquisio composto por um computador para armazenar e posteriormente tratar matematicamente os dados coletados, por uma placa de aquisio (A/D) de dados, um condicionador de sinais e o programa SAD 2.0 para aquisio e processamento de dados. A linearidade da plataforma de fora permaneceu dentro dos limites de 3 % durante a calibrao esttica. Os testes dinmicos mostraram que a plataforma possui freqncia fundamental superior a 2300 Hz, o que permite que ela seja utilizada com segurana para a anlise de foras aplicadas durante a digitao.
Resumo:
Neste trabalho foi estudado o comportamento de fundaes superficiais apoiadas em sistema de dupla camada, quando a superior cimentada. O estudo consistiu-se de trs etapas, chamadas de Etapa de Laboratrio, Etapa Numrica e Etapa de Campo. Na Etapa de Laboratrio foi verificada a viabilidade tcnica de utilizar os resduos industriais cinza pesada e cal de carbureto na estabilizao de um solo residual de arenito botucatu. Estudou-se a reatividade da cinza pesada com a cal de carbureto, a influncia da temperatura e do tempo de cura no desenvolvimento das reaes pozolnicas, a influncia de diferentes teores de resduos na resistncia compresso simples, compresso diametral e durabilidade, objetivando definir uma mistura tima e, ainda, o impacto ambiental da utilizao da mistura tima, atravs de ensaios de lixiviao e solubilizao. Na Etapa Numrica foi estudado, atravs do Mtodo dos Elementos Finitos, o comportamento de fundaes superficiais apoiadas em dupla camada. O modelo utilizado para representar o comportamento do material cimentado e no-cimentado foi o elstico-plstico com critrio de ruptura de Drucker-Prager e fluxo no-associado. Verificou-se, atravs de anlise paramtrica, a influncia da espessura da camada cimentada e do dimetro da fundao, bem como a influncia dos parmetros dos materiais cimentado e no-cimentado na resposta carga x recalque de fundaes superficiais. Na Etapa de Campo foram construdos aterros experimentais utilizando a mistura tima determinada na Etapa de Laboratrio e, sobre estes aterros, foram executados provas de carga de placas. A anlise dos resultados obtidos nas trs etapas levou s seguintes concluses: possvel utilizar cinza pesada e cal de carbureto para estabilizar o solo residual de botucatu; o comportamento de fundaes superficiais sobre solos cimentados controlado pela relao espessura da camada cimentada dimetro da fundao; os parmetros ngulo de atrito e mdulo de elasticidade da camada cimentada no influenciam os resultados de prova de carga; a ruptura da fundao funo de dois mecanismos progressivos, os quais so funo das tenses de trao geradas na parte inferior da camada cimentada e das tenses cisalhantes existentes logo abaixo das bordas da fundao.
Resumo:
O presente trabalho tem como objetivo determinar a presso de colapso de tubos API 5L X56 de parede fina com trincas longitudinais internas e externas submetidas a presso interna. Foi utilizado o mtodo R6 conforme a norma BS7910:1999 e a Anlise por Elementos Finitos. Foram feitos ensaios de trao e de caracterizao da tenacidade do material utilizado por integral J, assim como o modelamento por Elementos Finitos do tubo e a aplicao dos Failure Assessment Diagram FAD para determinar a presso de colapso. Verificou-se que para trincas internas a presso de colapso levemente maior que em trincas externas. Isto mais acentuado para trincas com uma profundidade maior que a metade da parede do tubo. As predies da presso de colapso em funo do tamanho da trinca do mtodo R6 em comparao com alguns resultados experimentais mostraram uma preciso satisfatria, porem em alguns casos no conservadora.
Resumo:
Neste trabalho realizada uma anlise crtica sobre as formas de dimensionamento de estruturas de chapa dobrada, apresentando as metodologias utilizadas pelas principais normas modernas de clculo, juntamente com metodologias no convencionais. Para realizar dita anlise concentrou se a ateno num tipo de perfil simples (perfis no enrijecidos), e submetido a dois tipos de carregamento: carga axial concentrada no centro de gravidade; barra trabalhando como viga em balano com carga aplicada no centro de corte. Foi realizado um estudo comparativo, entre as normas de clculo NBR 14762, AISI e Eurocode 3, com outros mtodos de dimensionamento, que so: o mtodo direto desenvolvido por Schafer (1997); e duas formulaes de anlise por elementos finitos: uma considerando a carga de flambagem elstica; e outra empregando uma anlise no linear fsica e geomtrica, para perfis submetidos compresso centrada e flexo. Neste trabalho realizou-se um estudo paramtrico, registrando em grficos e tabelas a influncia de parmetros tais como: comprimento do elemento analisado; da relao entre a alma e a mesa; da relao alma e a espessura. Atravs destes grficos possvel observar as diversas formas de colapso (flambagem local, flambagem global, colapso plstico entre outras) se apresentando como crticas e interagindo entre si. Realizaram-se tambm dois experimentos de perfis submetidos flexo, com o objetivo de verificar a grandeza dos valores obtidos atravs das diversas metodologias de clculo. Para aplicao prtica dos conceitos e mtodos apresentados fez-se a verificao do dimensionamento de uma estrutura utilizada como prateleira em um almoxarifado de uma empresa metalrgica situada na grande Porto Alegre, a qual apresentou flambagem lateral de seus elementos horizontais.
Resumo:
Neste trabalho dado nfase incluso das incertezas na avaliao do comportamento estrutural, objetivando uma melhor representao das caractersticas do sistema e uma quantificao do significado destas incertezas no projeto. So feitas comparaes entre as tcnicas clssicas existentes de anlise de confiabilidade, tais como FORM, Simulao Direta Monte Carlo (MC) e Simulao Monte Carlo com Amostragem por Importncia Adaptativa (MCIS), e os mtodos aproximados da Superfcie de Resposta( RS) e de Redes Neurais Artificiais(ANN). Quando possvel, as comparaes so feitas salientando- se as vantagens e inconvenientes do uso de uma ou de outra tcnica em problemas com complexidades crescentes. So analisadas desde formulaes com funes de estado limite explcitas at formulaes implcitas com variabilidade espacial de carregamento e propriedades dos materiais, incluindo campos estocsticos. tratado, em especial, o problema da anlise da confiabilidade de estruturas de concreto armado incluindo o efeito da variabilidade espacial de suas propriedades. Para tanto proposto um modelo de elementos finitos para a representao do concreto armado que incorpora as principais caractersticas observadas neste material. Tambm foi desenvolvido um modelo para a gerao de campos estocsticos multidimensionais no Gaussianos para as propriedades do material e que independente da malha de elementos finitos, assim como implementadas tcnicas para acelerao das avaliaes estruturais presentes em qualquer das tcnicas empregadas. Para o tratamento da confiabilidade atravs da tcnica da Superfcie de Resposta, o algoritmo desenvolvido por Rajashekhar et al(1993) foi implementado. J para o tratamento atravs de Redes Neurais Artificias, foram desenvolvidos alguns cdigos para a simulao de redes percptron multicamada e redes com funo de base radial e ento implementados no algoritmo de avaliao de confiabilidade desenvolvido por Shao et al(1997). Em geral, observou-se que as tcnicas de simulao tem desempenho bastante baixo em problemas mais complexos, sobressaindo-se a tcnica de primeira ordem FORM e as tcnicas aproximadas da Superfcie de Resposta e de Redes Neurais Artificiais, embora com preciso prejudicada devido s aproximaes presentes.
Resumo:
Neste trabalho, apresenta-se um estudo numrico, atravs do Mtodo dos Elementos Finitos, do efeito de instalao de uma parede diafragma com tirantes, seguida de uma grande escavao em solo residual de Granito Independncia. As simulaes numricas so comparadas a deslocamentos medidos em uma obra localizada no Bairro Moinhos de Vento, na cidade de Porto Alegre, Rio Grande do Sul - Brasil. Para realizar esta anlise utilizou-se o programa computacional Plaxis. Este programa se destina especificamente a anlises da deformabilidade e estabilidade de projetos de engenharia geotcnica, cuja simulao requer o uso de mtodos numricos que consideram linearidade e no-linearidade constitutiva, bem como dependncia do tempo. Foi utilizado nas simulaes o Modelo Elstico-Perfeitamente Plstico com Superfcie de Ruptura de Mohr- Coulomb. Os parmetros do solo foram determinados a partir de ensaios de SPT e CPT, e balizados atravs de dados obtidos na literatura. Os resultados das anlises numricas so comparados com os resultados medidos in situ, durante a execuo da escavao. Foram feitas duas anlises distintas, uma chamada Classe A, onde os parmetros estimados atravs dos ensaios SPT e CPT foram adotados como padro e utilizados na simulao da obra Na segunda anlise, denominada anlise Classe C, correspondente a uma avaliao dos valores de ngulo de atrito (), coeso (c) e Mdulo de Elasticidade (E), procurando-se avaliar a sensibilidade das previses. Os resultados da anlise numrica Classe A apresentam uma boa aproximao dos resultados medidos em 3 dos 5 perfis analisados, sendo que as simulaes reproduziram de forma qualitativa a tendncia das curvas experimentais. Parmetros de resistncia e deformabilidade tm um grande influncia no comportamento do modelo numrico. A variao de parmetros de projeto, como a fora de ancoragem nos tirantes e a rigidez da parede diafragma tambm foram testadas. Os resultados demonstram que a influncia destes parmetros significativa na medida dos deslocamentos.
Resumo:
Neste trabalho resolvido o problema da minimizao do volume de estruturas bidimensionais contnuas submetidas a restries sobre a flexibilidade (trabalho das foras externas) e sobre as tenses, utilizando a tcnica chamada otimizao topolgica, que visa encontrar a melhor distribuio de material dentro de um domnio de projeto pr-estabelecido. As equaes de equilbrio so resolvidas atravs do mtodo dos elementos finitos, discretizando a geometria e aproximando o campo de deslocamentos. Dessa forma, essas equaes diferenciais so transformadas em um sistema de equaes lineares, obtendo como resposta os deslocamentos nodais de cada elemento. A distribuio de material discretizada como uma densidade fictcia constante por elemento finito. Esta densidade define um material isotrpico poroso de uma seqncia pr-estabelecida (SIMP). A otimizao feita atravs da Programao Linear Seqencial. Para tal, a funo objetivo e as restries so sucessivamente linearizadas por expanso em Srie de Taylor. A anlise de sensibilidade para a restrio de flexibilidade resolvida utilizando o clculo da sensibilidade analtico adaptado para elementos finitos de elasticidade plana. Quando as restries consideradas so as tenses, o problema torna-se mais complexo. Diferente da flexibilidade, que uma restrio global, cada elemento finito deve ter sua tenso controlada. A tenso de Von Mises o critrio de falha considerado, cuja sensibilidade foi calculada de acordo com a metodologia empregada por Duysinx e Bendse [Duysinx e Bendse, 1998] Problemas como a instabilidade de tabuleiro e dependncia da malha sempre aparecem na otimizao topolgica de estruturas contnuas. A fim de minimizar seus efeitos, um filtro de vizinhana foi implementado, restringindo a variao da densidade entre elementos adjacentes. Restries sobre as tenses causam um problema adicional, conhecido como singularidade das tenses, fazendo com que os algoritmos no convirjam para o mnimo global. Para contornar essa situao, empregada uma tcnica matemtica de perturbao visando modificar o espao onde se encontra a soluo, de forma que o mnimo global possa ser encontrado. Esse mtodo desenvolvido por Cheng e Guo [Cheng e Guo, 1997] conhecido por relaxao- e foi implementado nesse trabalho.
Resumo:
A anastomose sistmico-pulmonar um excelente procedimento paliativo para crianas e recm-nascidos portadores de cardiopatias congnitas cianticas com diminuio da circulao pulmonar. Neste artigo, as aproximaes Streamline Upwind/Petrov-Galerkin SUPG foram utilizadas na simulao de escoamento de sangue em uma anastomose sistmico pulmonar. A Anastomose estudada neste artigo conhecido como Blalock-Taussig modificada no qual um enxerto de tubo sinttico (prtese) interposto entre a artria subclvia esquerda e a artria pulmonar com o objetivo de desviar parte do fluxo sistmico ao pulmonar. A metodologia de elementos finitos utilizada, conhecida como mtodo SUPG, supera as dificuldades enfrentadas pelo mtodo de Galerkin clssico em altos nmeros de Reynolds, que so compatibilizar os subespaos de velocidade e presso satisfazendo deste modo a condio denominada de Babuka-Brezzi e evitar oscilaes esprias devido natureza assimtrica da acelerao advectiva de equao de momentum adicionando termos malha-dependentes para a formulao de Galerkin clssica. Estes termos adicionais so construdos para aumentar a estabilidade da formulao de Galerkin original sem prejudicar sua consistncia. Um modelo tridimensional parametrizado, utilizando o elemento lagrangeano trilinear, foi criado a partir de medies obtidas durante procedimento cirrgico para avaliar os efeitos dos parametros geomtricos envolvidos na cirurgia (dimetro e ngulo do enxerto e a pulsatilidade do escoamento) Os resultados apresentam que o ngulo da anastomose proximal tem sensvel influncia na quantidade de fluxo desviada pelo enxerto e enorme influncia na porcentagem de fluxo direcionado para cada um dos pulmes. Quanto ao dimetro do enxerto conclui-se que este o regulador principal da porcentagem de fluxo desviada. A partir das simulaes realizadas determinou-se correlaes para o fator de atrito e porcentagem de fluxo sangneo desviado pelo enxerto.
Resumo:
Este trabalho uma contribuio para o conhecimento de metodologias de projeto de estruturas de material composto, aplicando mtodos de otimizao estrutural a cascas laminadas e apresentando uma estratgia em dois nveis. No primeiro nvel realizada a minimizao da flexibilidade da estrutura, tendo como varivel de projeto a orientao de cada lmina da estrutura. Utiliza-se Programao Linear Seqencial (SLP) e direo de tenso principal para otimizao da orientao. No segundo nvel minimiza-se o volume de cada lmina, usando a flexibilidade total da estrutura como restrio e a densidade relativa como varivel de projeto, tambm atravs de SLP. Para evitar aparecimento de reas com densidades intermedirias, utiliza-se um Mtodo de Continuao, dividindo o nvel de otimizao topolgica em duas ou mais etapas. As formulaes desenvolvidas permitem a soluo de problemas com mltiplos casos de carregamento. Para a soluo da equao de equilbrio de casca laminada, utiliza-se um elemento finito de casca degenerado de oito ns com integrao explcita na direo da espessura. A implementao desse elemento feita de modo a facilitar a obteno das derivadas da matriz de rigidez, necessrias na linearizao das funes objetivo e restries. Evita-se assim o uso de derivadas numricas. Resultados para vrios tipos de estrutura so apresentados, incluindo comparaes entre diferentes carregamentos, condies de contorno, nmero de lminas, espessuras, etc. As solues obtidas, formas de anlise e possveis aplicaes so discutidas.
Resumo:
Este trabalho apresenta um conjunto de tcnicas para a modelagem paramtrica e gerao de malhas de superfcies para uso em sistemas de anlise e simulaes numricas pelo Mtodo dos Elementos Finitos. Foram desenvolvidos algoritmos para a gerao paramtrica de superfcies, para a determinao das curvas de intersees entre superfcies e para a gerao de malhas em superfcies curvas e recortadas. Foram implementas linhas e curvas paramtricas bsicas, a partir das quais so geradas superfcies paramtricas de vrios tipos que proporcionam uma grande flexibilidade de modelamento geomtrico. Curvas e superfcies so geradas e manipuladas de forma interativa. So apresentadas tcnicas que simplificam a implementao de linhas e superfcies paramtricas. Foi desenvolvido um algoritmo para determinar as curvas de interseo entre superfcies paramtricas, que so utilizadas como linhas de recorte (trimming lines) para obter geometrias complexas e compostas de vrias superfcies. O algoritmo desenvolvido emprega tcnicas de subdiviso adaptativa, por quadtrees, em funo da curvatura local das superfcies. Primeiramente, obtm-se uma aproximao das curvas de interseo no espao 3D, atravs da aproximao por tringulos. Os resultados iniciais so refinados e projetados sobre as duas superfcies envolvidas com algoritmos que permitem obter grande preciso. As curvas de interseo finais so mapeadas nos espaos paramtricos das duas superfcies, porm com uma parametrizao nica, o que facilita a juno com superfcies adjacentes Um algoritmo de gerao de malha foi desenvolvido para gerar malhas triangulares de qualidade sobre as superfcies curvas e recortadas. O algoritmo utiliza um processo de subdiviso adaptativa por quadtrees, similar ao utilizado no algoritmo de interseo, para definir tamanhos de elementos em funo da curvatura local. Em seguida, aplica-se um algoritmo tipo advancing front para gerar a malha sobre a superfcie. Os algoritmos foram implementados e testados em um ambiente grfico interativo especialmente desenvolvido para este trabalho. So apresentados vrios exemplos que comprovam a eficincia das tcnicas e algoritmos propostos, incluindo exemplos de matrizes de conformao mecnica para uso com cdigo de anlise METAFOR, anlise de sensibilidade para otimizao de pr-formas e de modelagem de superfcies compostas recortadas com gerao de malhas de qualidade, para uso em anlise por Elementos Finitos ou como contorno para gerao de elementos tridimensionais.
Resumo:
Com o objetivo de desenvolver uma fundamentao terica para o estudo formal de problemas de otimizao NP-difceis, focalizando sobre as propriedades estruturais desses problemas relacionadas questo da aproximabilidade, este trabalho apresenta uma abordagem semntica para tratar algumas questes originalmente estudadas dentro da Teoria da Complexidade Computacional, especificamente no contexto da Complexidade Estrutural. Procede-se a uma investigao de interesse essencialmente terico, buscando obter uma formalizao para a teoria dos algoritmos aproximativos em dois sentidos. Por um lado, considera-se um algoritmo aproximativo para um problema de otimizao genrico como o principal objeto de estudo, estruturando-se matematicamente o conjunto de algoritmos aproximativos para tal problema como uma ordem parcial, no enfoque da Teoria dos Domnios de Scott. Por outro lado, focaliza-se sobre as redues entre problemas de otimizao, consideradas como morfismos numa abordagem dentro da Teoria das Categorias, onde problemas de otimizao e problemas aproximveis so os objetos das novas categorias introduzidas. Dentro de cada abordagem, procura-se identificar aqueles elementos universais, tais como elementos finitos, objetos totais, problemas completos para uma classe, apresentando ainda um sistema que modela a hierarquia de aproximao para um problema de otimizao NP-difcil, com base na teoria categorial da forma. Cada uma destas estruturas matemticas fornecem fundamentao terica em aspectos que se complementam. A primeira providencia uma estruturao interna para os objetos, caracterizando as classes de problemas em relao s propriedades de aproximabilidade de seus membros, no sentido da Teoria dos Domnios, enquanto que a segunda caracteriza-se por relacionar os objetos entre si, em termos de redues preservando aproximao entre problemas, num ponto de vista externo, essencialmente categorial.
Resumo:
A substituio total de uma articulao de joelho uma tcnica amplamente usada para corrigir os danos irreversveis na juntas originais, causadas por patologias como osteoartrite e artrite reumatide. Com o aumento nmero de pacientes jovens e mais ativos, a evoluo na tcnica da substituio da articulao total de joelho visando desempenho de longo prazo passa a ser uma demanda crtica. Portanto, na tentativa de evitar as falhas prematuras e prolongar a vida em servio como um todo, as modificaes na bandeja tibial podem produzir erros fundamentais. O design da bandeja tibial um importante fator, porque a sua fratura pode ocorrer em funo de elementos geomtricos da mesma, como raios de concordncia e cantos vivos. A escolha do material e do processo de fabricao tambm so importantes. No tocante a rota de fabricao, pode ser visto que as ligas forjadas tem o maior limite de fadiga, se comparado com as obtidas pelo processo de fundio. Entretanto, a combinao das tcnicas de desenho assistido por computador (CAD), engenharia assistida por computador (CAE) e manufatura assistida por computador (CAM) podem ser uma soluo rpida e barata para alcanar melhores caractersticas das bandejas tibiais. Contudo, testes pr-clnicos devem ser executados para garantir que as bandejas tibiais no falharo prematuramente devido fadiga. As tcnicas de metalografia, microdureza e espectrometria foram empregadas neste trabalho com o objetivo de caracterizar metalurgicamente a liga de ao inoxidvel atualmente empregada. A rugosidade superficial foi avaliada, assim como o nmero de ciclos para a iniciao das trincas. Com a utilizao do mtodo de elementos finitos, verificou-se o ponto de maior tenso e, aliado ao estudo de fractografia, foi determinado o modo de falha Os resultados indicaram que o material atualmente empregado no est em conformidade com todos os requisitos das normas vigentes, de forma que um material alternativo sugerido. Com o objetivo de melhorar a resistncia fadiga sem apresentar problemas de ordem clnica, cinco geometrias foram propostas e os resultados da anlise de tenses pelo mtodo de elementos finitos indicaram um grande potencial de aumento da vida em fadiga.
Resumo:
Os materiais compsitos reforados por fibras apresentam vantagens quando comparados aos materiais de construo mais tradicionais como concreto e ao. Por outro lado, devido ao fato destes materiais serem relativamente recentes no mercado, questes a respeito de sua durabilidade so ainda objeto de discusso e faz-se necessria intensa pesquisa sobre o envelhecimento dos compsitos. Como conseqncia, recentemente tm surgido inmeros trabalhos respeito da degradao dos compsitos considerando efeitos como temperatura, oxidao, radiao UV, condies de carregamento, etc. A maioria destas pesquisas, no entanto, so realizadas a nvel de material e no so diretamente aplicveis situaes de projeto. Desta forma, existe grande demanda por novos estudos e dados compatveis com aplicaes estruturais. Neste trabalho apresenta-se um modelo analtico-numrico adequado para, interpretao e aplicao destes dados experimentais em anlise e projeto de estrutural. A formulao proposta inclui relaes constitutivas elsticas anisotrpicas com envelhecimento, relaes constitutivas viscoelsticas anisotrpicas com envelhecimento em termos de variveis de estado, anlise de falhas com critrio de degradao ajustado idade do material e considera-se grandes deslocamentos e pequenas deformaes. As diferenas essenciais entre os processos de envelhecimento em endurecimento e amolecimento so descritos juntamente com as relaes constitutivas para cada caso. Estas equaes so deduzidas na forma adequada para anlise numrica via mtodo dos elementos finitos usando uma soluo incremental-iterativa com considerao de efeitos pos-crticos. Vrios exemplos so apresentados, incluindo anlises elsticas, viscoelsticas e de falha com envelhecimento.
