Avaliação de núcleo metálico fundido, núcleo com fibra de vidro e endocrown em cerâmica: análise comparativa pelo método dos elementos finitos

Pós-graduação em Ciências Odontológicas - FOAR

Comportamento mecânico de sistemas prótese/implante em região dos elementos finitos e interferometria holográfica

Pós-graduação em Odontologia - FOAR

Avaliação de protocolos para colagem de bráquetes cerâmicos e remoção do adesivo remanescente com vistas á preservação da integridade de esmalte dentário

Pós-graduação em Ciências Odontológicas - FOAR

Análise de sistemas de controle de vibração em máquinas rotativas utilizando atuadores formados por ligas com memória de forma

A aplicação das ligas com memória de forma (shape memory alloys – SMA) têm se mostrado como uma alternativa promissora no controle de vibração de máquinas e estruturas, devido principalmente aos fenômenos de memória de forma e pseudoelástico que elas apresentam. Do mesmo modo, tais ligas proporcionam grandes forças de recuperação e capacidade de amortecimento quando comparadas aos materiais tradicionais. Na literatura científica encontra-se um grande número de trabalhos que tratam da aplicação das SMA no controle de vibração em estruturas. Contudo, a aplicação desse tipo de material em máquinas rotativas ainda é um assunto pouco abordado. Nesse sentido, busca-se explorar numericamente o comportamento de atuadores baseados em ligas com memória de forma para o controle de vibração em máquinas rotativas. Na primeira análise deste trabalho um rotor tipo Jeffcott com luvas SMA em um dos mancais é utilizado. São empregadas diferentes espessuras de luvas nos estados martensítico e austenítico e as variações em termos de amplitude e frequência são então comparadas. Posteriormente, dois diferentes sistemas rotativos com dois discos e molas SMA aplicadas em um e dois mancais são estudados sob configurações variadas. As molas foram posicionadas externamente aos mancais e a temperatura de operação desses componentes é ajustada de acordo com a necessidade do controle de vibração. Além disso, foi utilizado um código computacional para a representação do comportamento termomecânico de molas SMA assim como um programa baseado no Método de Elementos Finitos (MEF) para a simulação do comportamento dinâmico dos rotores. Os resultados das análises numéricas demonstram que as SMA são eficientes no controle de vibração de sistemas rotativos devido obterem-se reduções significativas das amplitudes de deslocamento, modificações nas velocidades críticas, supressão de movimentos indesejáveis e controle das órbitas de precessão.

Simulação de perfis nucleares de poço em formações complexas

A identificação e descrição dos caracteres litológicos de uma formação são indispensáveis à avaliação de formações complexas. Com este objetivo, tem sido sistematicamente usada a combinação de ferramentas nucleares em poços não-revestidos. Os perfis resultantes podem ser considerados como a interação entre duas fases distintas: • Fase de transporte da radiação desde a fonte até um ou mais detectores, através da formação. • Fase de detecção, que consiste na coleção da radiação, sua transformação em pulsos de corrente e, finalmente, na distribuição espectral destes pulsos. Visto que a presença do detector não afeta fortemente o resultado do transporte da radiação, cada fase pode ser simulada independentemente uma da outra, o que permite introduzir um novo tipo de modelamento que desacopla as duas fases. Neste trabalho, a resposta final é simulada combinando soluções numéricas do transporte com uma biblioteca de funções resposta do detector, para diferentes energias incidentes e para cada arranjo específico de fontes e detectores. O transporte da radiação é calculado através do algoritmo de elementos finitos (FEM), na forma de fluxo escalar 2½-D, proveniente da solução numérica da aproximação de difusão para multigrupos da equação de transporte de Boltzmann, no espaço de fase, dita aproximação P₁, onde a variável direção é expandida em termos dos polinômios ortogonais de Legendre. Isto determina a redução da dimensionalidade do problema, tornando-o mais compatível com o algoritmo FEM, onde o fluxo dependa exclusivamente da variável espacial e das propriedades físicas da formação. A função resposta do detector NaI(Tl) é obtida independentemente pelo método Monte Carlo (MC) em que a reconstrução da vida de uma partícula dentro do cristal cintilador é feita simulando, interação por interação, a posição, direção e energia das diferentes partículas, com a ajuda de números aleatórios aos quais estão associados leis de probabilidades adequadas. Os possíveis tipos de interação (Rayleigh, Efeito fotoelétrico, Compton e Produção de pares) são determinados similarmente. Completa-se a simulação quando as funções resposta do detector são convolvidas com o fluxo escalar, produzindo como resposta final, o espectro de altura de pulso do sistema modelado. Neste espectro serão selecionados conjuntos de canais denominados janelas de detecção. As taxas de contagens em cada janela apresentam dependências diferenciadas sobre a densidade eletrônica e a fitologia. Isto permite utilizar a combinação dessas janelas na determinação da densidade e do fator de absorção fotoelétrico das formações. De acordo com a metodologia desenvolvida, os perfis, tanto em modelos de camadas espessas quanto finas, puderam ser simulados. O desempenho do método foi testado em formações complexas, principalmente naquelas em que a presença de minerais de argila, feldspato e mica, produziram efeitos consideráveis capazes de perturbar a resposta final das ferramentas. Os resultados mostraram que as formações com densidade entre 1.8 e 4.0 g/cm³ e fatores de absorção fotoelétrico no intervalo de 1.5 a 5 barns/e^-, tiveram seus caracteres físicos e litológicos perfeitamente identificados. As concentrações de Potássio, Urânio e Tório, puderam ser obtidas com a introdução de um novo sistema de calibração, capaz de corrigir os efeitos devidos à influência de altas variâncias e de correlações negativas, observadas principalmente no cálculo das concentrações em massa de Urânio e Potássio. Na simulação da resposta da sonda CNL, utilizando o algoritmo de regressão polinomial de Tittle, foi verificado que, devido à resolução vertical limitada por ela apresentada, as camadas com espessuras inferiores ao espaçamento fonte - detector mais distante tiveram os valores de porosidade aparente medidos erroneamente. Isto deve-se ao fato do algoritmo de Tittle aplicar-se exclusivamente a camadas espessas. Em virtude desse erro, foi desenvolvido um método que leva em conta um fator de contribuição determinado pela área relativa de cada camada dentro da zona de máxima informação. Assim, a porosidade de cada ponto em subsuperfície pôde ser determinada convolvendo estes fatores com os índices de porosidade locais, porém supondo cada camada suficientemente espessa a fim de adequar-se ao algoritmo de Tittle. Por fim, as limitações adicionais impostas pela presença de minerais perturbadores, foram resolvidas supondo a formação como que composta por um mineral base totalmente saturada com água, sendo os componentes restantes considerados perturbações sobre este caso base. Estes resultados permitem calcular perfis sintéticos de poço, que poderão ser utilizados em esquemas de inversão com o objetivo de obter uma avaliação quantitativa mais detalhada de formações complexas.

Técnicas de reforço estrutural para edificações antigas: estudo de caso na cidade de Rio Branco – Acre

Este trabalho visou a demonstrar o dimensionamento e verificação de cálculo da NBR 6118 (ABNT, 2007) com as suas características geométricas, cobrimento da armadura, armaduras, flambagem e a resistência de pilares à compressão centrada dos pilares em concreto armado, apresentando na revisão bibliográfica as principais técnicas de reforço estrutural de pilares de concreto armado para edificações antigas, identificando as principais metodologias e técnicas utilizadas no Brasil e apresentando os pontos positivos e negativos de cada técnica:encamisamento de concreto, perfis metálicos, chapa de aço colado, manta/tecido de carbono, aramida e vidro e polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC). Os pilares com aumento da seção transversal retangular, com adição de armação e concreto, sendo mais usual e prática a técnica apresenta dificuldades em obras antigas, geralmente devido à necessidade arquitetônica de permanecer o mais fiel a sua forma original. Justificando-se a necessidade de conhecimento das diversas técnicas de reforço estrutural descritas neste trabalho com aumento de capacidade de resistência, sem que haja aumento substancial, na seção transversal dos pilares e objetivando a análise do reforço proposto através dos cálculos do projeto, programa – PDOP 2.0 e parâmetros de cálculo da NBR 6118 (ABNT, 2007). Os resultados obtidos através da análise comparativa do reforço executado no estudo de caso “revitalização do casarão” - com relação à análise dos pilares retangulares submetidos à flexão composta oblíqua, esforços cortantes e torsores quanto à NBR 6118 (ABNT, 2007) utilizando o programa para dimensionamento otimizado de pilares – PDOP 2.0 - indicaram que a técnica de reforço estudada foi eficiente, pois todas as peças reforçadas tiveram uma capacidade portante maior que a do pilar original sem o reforço.

A natureza do gênero em português

A partir de uma definição operacional do gênero, analisa-se o gênero do nome (N), dos modificadores do N (determinante e adjetivo) e dos pronomes (Pron.) No curso dessa análise demonstra-se que o gênero em português é a rigor uma variável sintática determinada pelo valor semântico substantivo (classificador substantivo) do sintagma nominal (SN) ou do nome (N). Ao final, conclui-se que o gênero específico (MASC/FEM) tanto pode ser motivado pela referência atual do SN (matriz gramatical) quanto pela referência virtual do N (matriz lexical).

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.

Avaliação do comportamento mecânico de três diferentes tipos de osteossíntese em fratura de côndilo mandibular: análise por elementos finitos 3D

Pós-graduação em Odontologia - FOAR

Use of Stress Analysis Methods to Evaluate the Biomechanics of Oral Rehabilitation With Implants

Because the biomechanical behavior of dental implants is different from that of natural tooth, clinical problems may occur. The mechanism of stress distribution and load transfer to the implant/bone interface is a critical issue affecting the success rate of implants. Therefore, the aim of this study was to conduct a brief literature review of the available stress analysis methods to study implant-supported prosthesis loading and to discuss their contributions in the biomechanical evaluation of oral rehabilitation with implants. Several studies have used experimental, analytical, and computational models by means of finite element models (FEM), photoelasticity, strain gauges and associations of these methods to evaluate the biomechanical behavior of dental implants. The FEM has been used to evaluate new components, configurations, materials, and shapes of implants. The greatest advantage of the photoelastic method is the ability to visualize the stresses in complex structures, such as oral structures, and to observe the stress patterns in the whole model, allowing the researcher to localize and quantify the stress magnitude. Strain gauges can be used to assess in vivo and in vitro stress in prostheses, implants, and teeth. Some authors use the strain gauge technique with photoelasticity or FEM techniques. These methodologies can be widely applied in dentistry, mainly in the research field. Therefore, they can guide further research and clinical studies by predicting some disadvantages and streamlining clinical time.

Delaunay Tetrahedralization of the Heart Based on Integration of Open Source Codes

The Finite Element Method (FEM) is a way of numerical solution applied in different areas, as simulations used in studies to improve cardiac ablation procedures. For this purpose, the meshes should have the same size and histological features of the focused structures. Some methods and tools used to generate tetrahedral meshes are limited mainly by the use conditions. In this paper, the integration of Open Source Softwares is presented as an alternative to solid modeling and automatic mesh generation. To demonstrate its efficiency, the cardiac structures were considered as a first application context: atriums, ventricles, valves, arteries and pericardium. The proposed method is feasible to obtain refined meshes in an acceptable time and with the required quality for simulations using FEM.

Analysis of the Stresses in Corrugated Sheets under Bending

This paper presents three different numerical models for the evaluation of the stresses in corrugated sheets under bending. Regarding the numerical simulations different approaches can be considered, i.e., a elastic linear analysis or a physical nonlinear analysis, that considers criteria to fail for the sheet material. Moreover, the construction of the finite element mesh can be used shell elements or solid elements. The choice of each finite element must be made from the consideration of their representativity before behavior to be simulated. Thus, the numerical modelling in this manuscript was performed from the three-dimensional models using the SAP2000Nonlinear software, version 7.42, which has as base the finite elements method (FEM). It was considered shell elements in the build the mesh of finite elements and an analysis of type elastic linear in this case. Five mm thick sheets were evaluated considering three different longitudinal dimensions (spans), i.e., 1100 mm, 1530 mm and 1830 mm. The applied load to the models was 2500 N/m and it was verified that the spans of support of sheets have a significant influence on the results of stresses. The sheets with larger spans present larger stresses for the same applied load. The most intense values of tension occur in the troughs (low waves) of the sheets, on the lower surface, while the most intense values of compression occur in the crests (high waves), on the upper surface of the sheet. The flanks, which are the parts among the troughs and crests of the sheets, are submitted to low levels of stresses. The numeric results of the stresses showed a good agreement with the results obtained from other researchers(3) and these results can be used to predict the behavior of corrugated sheets under bending.

Fatigue crack growth rate in mode I of a carbon fiber 5HS weave composite laminate processed via RTM

Delamination or crack propagation between plies is a critical issue for structural composites. In viewing this issue and the large application of woven fabrics in structural applications, especially the ones that requires high drapeability to be preformed in a RTM mold cavity such as the asymmetric ones, e.g HS series, this research aimed in dynamically testing the carbon fiber 5HS/RTM6 epoxy composites under opening mode using DCB set up in order to investigate the crack growth rate behavior in an irregular surface produced by the fabric waviness. The evaluation of the energy involved in each crack increment was based on the Irwin-Kies equation using compliance beam theory. The tests were conducted at constant stress ratio of R=0.1 with displacement control, frequency of 10 Hz, in accordance to ASTM E647-00 for measurement of crack growth rate. The results showed large scatter when compared to unidirectional carbon fiber composites due to damage accumulation at the fill tows.

Simulação numérica através do método dos elementos finitos e comparação experimental para obtenção de tensões e deformações específicas em fêmur com prótese total de quadril

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)