Desenvolvimento de programa em linguagem Matlab® para cálculo pelo método de elementos finitos

Para o projeto de qualquer estrutura existente (edifícios, pontes, veículos, máquinas, etc.) é necessário conhecer as condições de carga, geometria e comportamento de todas as suas partes, assim como respeitar as normativas em vigor nos países nos quais a estrutura será aplicada. A primeira parte de qualquer projeto nesta área passa pela fase da análise estrutural, onde são calculadas todas as interações e efeitos de cargas sobre as estruturas físicas e os seus componentes de maneira a verificar a aptidão da estrutura para o seu uso. Inicialmente parte-se de uma estrutura de geometria simplificada, pondo de parte os elementos físicos irrelevantes (elementos de fixação, revestimentos, etc.) de maneira a simplificar o cálculo de estruturas complexas e, em função dos resultados obtidos da análise estrutural, melhorar a estrutura se necessário. A análise por elementos finitos é a ferramenta principal durante esta primeira fase do projeto. E atualmente, devido às exigências do mercado, é imprescindível o suporte computorizado de maneira a agilizar esta fase do projeto. Existe para esta finalidade uma vasta gama de programas que permitem realizar tarefas que passam pelo desenho de estruturas, análise estática de cargas, análise dinâmica e vibrações, visualização do comportamento físico (deformações) em tempo real, que permitem a otimização da estrutura em análise. Porém, estes programas demostram uma certa complexidade durante a introdução dos parâmetros, levando muitas vezes a resultados errados. Assim sendo, é essencial para o projetista ter uma ferramenta fiável e simples de usar que possa ser usada para fins de projeto de estruturas e otimização. Sobre esta base nasce este projeto tese onde se elaborou um programa com interface gráfica no ambiente Matlab® para a análise de estruturas por elementos finitos, com elementos do tipo Barra e Viga, quer em 2D ou 3D. Este programa permite definir a estrutura por meio de coordenadas, introdução de forma rápida e clara, propriedades mecânicas dos elementos, condições fronteira e cargas a aplicar. Como resultados devolve ao utilizador as reações, deformações e distribuição de tensões nos elementos quer em forma tabular quer em representação gráfica sobre a estrutura em análise. Existe ainda a possibilidade de importação de dados e exportação dos resultados em ficheiros XLS e XLSX, de maneira a facilitar a gestão de informação. Foram realizados diferentes testes e análises de estruturas de forma a validar os resultados do programa e a sua integridade. Os resultados foram todos satisfatórios e convergem para os resultados de outros programas, publicados em livros, e para cálculo a mão feitos pelo autor.

Lesões músculo-esqueléticas ligadas ao trabalho : que métodos de avaliação do

Entre os contributos etiológicos das principais LMEMSLT observam-se distintas perspectivas fisiopatológicas, diversos factores de risco – determinantes na óptica dos diversos investigadores – assim como díspares suportes conceptuais na elaboração dos métodos de identificação e avaliação do risco de LMEMSLT. A frequente insuficiência de informação e até, eventualmente, a presença de elementos cientificamente pouco robustos (ou mesmo hipotéticos) no procedimento de obtenção dos resultados finais (scores) com cada método de avaliação do risco, julga-se determinar a obtenção de distintos resultados no mesmo posto de trabalho e deu origem à principal questão de investigação: será possível identificar qual o(s) método(s) de avaliação do risco de LMEMSLT mais adequado (s) face à presença de factores de risco no local de trabalho? O presente estudo foi efectuado numa empresa da indústria automóvel e analisou a utilização de uma estratégia gradativa de selecção de instrumentos de identificação de factores de risco e de métodos de avaliação integrada do risco de LMEMSLT, no sentido de contribuir para a efectividade do processo de identificação e avaliação do risco destas lesões em meio industrial. No essencial, utilizou-se uma adaptação da estratégia de avaliação do risco de Malchaire (Malchaire, 1999), analisando os dois primeiros passos, os mais frequentes e que se consideram essenciais: a identificação de factores de risco e a avaliação do risco. Utilizaram-se como ponto de partida as classificações do risco em postos de trabalho onde a aplicação do método OCRA – base do projecto de norma Europeu prEN 1005-5 para a estimativa do risco de LMEMSLT – identificou níveis de risco moderados e/ou elevados (score OCRA ≥ 16,5). Assim analisaram-se postos de trabalho (n=71) classificados pelo método OCRA (Occhipinti, 1998) como de risco de LMEMSLT moderado (n=37) e elevado (n=34). Registou-se em vídeo a actividade de trabalho e analisaram-se os principais factores de risco (postura, força, repetitividade e exposição a vibrações). Aplicaram-se diversos instrumentos: (1) de identificação de factores de risco – filtros HSE (HSE, 2002) e OSHA (Silverstein, 1997) – e (2) de análise do risco – métodos RULA (McAtamney; Corlett, 1993), SI (Moore; Garg, 1995) e HAL (Lakto et al., 1997). Dos resultados globais da aplicação dos referidos filtros e métodos é possível destacar que os resultados dos filtros são no essencial semelhantes, enquanto os métodos apresentam discrepâncias mais evidentes: o método OCRA classificou os 71 postos de trabalho como de risco, o método SI classificou 41 postos com esse nível, o método HAL classificou 35 postos como de risco e o método RULA classificou apenas 26 postos de risco (OCRA-RULA rS=-0,126 n.s.). Apesar disso as relações existentes entre os seus resultados apresentam algumas semelhanças (p<0,001): OCRA-SI rSp=0,520 e OCRA-HAL rSp=0,422. Destaque, igualmente, para as divergências entre os postos classificados de risco elevado com os diversos métodos, isto é, por exemplo de entre os 41 postos com scores de risco da aplicação do método SI apenas se encontram12 postos classificados de risco pelo método RULA. Os resultados dos filtros permitiram no geral identificar a presença ou ausência dos principais factores de risco, apesar de se verificarem distintos resultados de validade preditiva particularmente a nível da postura (HSE=0,75; OSHA=0,57) e da aplicação de força (HSE=0,59; OSHA=0,80). Os resultados dos métodos permitem evidenciar ponderações diversas para os factores de risco analisados, apresentando semelhanças em situações de aplicação de força (OCRA=0,80; SI=0,80; HAL=0,78), de dissemelhanças na análise da presença de posturas extremas (OCRA=0,62; SI=0,68; RULA=0,48) e da repetitividade (OCRA=0,66; SI=0,35; RULA=0,43; HAL=0,39) ou, em oposição, não incluindo na sua avaliação do risco determinados factores de risco, como é o caso da exposição a vibrações (SI, RULA e HAL) ou da avaliação das posturas (HAL). Deste modo, conclui-se pela pertinência da utilização de um filtro que permita a identificação dos factores de risco presentes em cada posto de trabalho e por consequência oriente a selecção do método mais indicado ou ainda, em oposição, do método contra-indicado. Este trabalho, como um contributo para uma efectiva identificação e avaliação do risco de LMEMSLT, alerta para a necessidade de elaboração

Sistemas de protecção sísmica semi-activos aplicados em estruturas de engenharia civil caso de estudo: amortecedores com fluído magneto-reológico

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil Estruturas

NFPA 850: firetrace e os fogos em turbinas de vento

As Turbinas de Vento ou Aerogeradores podem atingir 90 metros de altura e custar mais de 1 milhão de euros. As condições críticas do seu funcionamento, como o ambiente atmosférico com ventos fortes e relâmpagos; as vibrações; as poeiras; as grandes alturas e o difícil acesso para manutenção, tornam a ocorrência de incêndio muito provável. O que será melhor, ver pacientemente um fogo destruir até à exaustão a turbina ou, ter instalado um sistema que o elimina logo na origem?

Solução de controlo passivo de um passadiço pedonal pré-fabricado, submetido a acções sísmicas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Estruturas

Monitorização do estado de condição de equipamentos com recurso a cartas de controlo estatístico

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

Modelação de uma embraiagem bimassa

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Criação de programa informático em ambiente Matlab® para estudo de estruturas planas pelo Método de Elementos Finitos.

Os modelos a ser analisados pelo Método de Elementos Finitos são cada vez mais complexos e, nos tempos que correm, seria impensável realizar tais análises sem um apoio computorizado. Existe para esta finalidade uma vasta gama de programas que permitem realizar tarefas que passam pelo desenho de estruturas, análise estática de cargas, análise dinâmica e vibrações, visualização do comportamento físico (deformações) em tempo real, que permitem a otimização da estrutura. Sob o pretexto de permitir a qualquer utilizador uma análise de estruturas simples com o Método dos Elementos Finitos, surge esta tese, onde se irá criar de raiz um programa com interface gráfica no ambiente MATLAB® para análise de estruturas simples com dois tipos de elemento finito, triangular de deformação constante e quadrangular de deformação linear. O software desenvolvido, verificado por comparação com um software comercial dedicado para o efeito, efetua malhagem com elementos bidimensionais triangulares e quadriláteros e resolve modelos arbitrados pelo Método de Elementos Finitos, representando estes resultados visualmente e em formato tabular.

Análise do comportamento dinâmico em pontes pedonais

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Estruturas

Lajes fungiformes pré-esforçadas concepção e dimensionamento

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Estrutura e Geotecnia

Manutenção baseada no estado de condição. Uma abordagem utilizando cartas de controlo modificadas

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Industrial

Estruturas 3D porosas com gradiente de funcionalidade produzidas por Freeze-casting

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

Métodos analíticos e numéricos do tipo elementos finitos contínuos e contínuos/descontínuos para o estudo de modelos de Boussinesq melhorados para a propagação de ondas

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Matemática na área de especialização de Análise Numérica

Identificação das propriedades dinâmicas de um piso de ginásio

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Estruturas

Produção de compósitos Alumínio/NiTi através do processo híbrido de fricção linear

Os compósitos inteligentes de matriz metálica (CIMM) têm sido intensamente explorados nas últimas décadas devido à capacidade destes sistemas poderem alterar as suas propriedades mediante um estímulo externo. As ligas de Níquel-Titânio (Ni-Ti) são materiais inteligentes e desempenham, maioritariamente, funções de atuação ou controlo de vibrações nos sistemas em que se inserem, permitindo que estes apresentem características funcionais. A soldadura por fricção linear (SFL) tem sido uma alternativa aos processos de soldadura por fusão para materiais difíceis de soldar como as ligas de alumínio (AA) ou ainda na ligação de materiais dissimilares. No entanto, devido à ocorrência de defeitos, gerados como consequência do deficiente fluxo visco-plástico produzidos pela SFL, surgiram novas variantes deste processo, como a SFL assistida por corrente elétrica (SFLACE), que, por efeito de Joule, provoca o aquecimento do material processado e, consequente, aumento do fluxo visco-plástico, diminuindo ou eliminando a presença de defeitos. Este trabalho incide na produção de CIMM utilizando chapas de AA1100 reforçadas com Ni-Ti por SFLACE em configuração de junta sobreposta. As interfaces e os fluxos de material resultantes foram analisados recorrendo às técnicas de microscopia ótica (MO), SEM, EDS e difração de raio-x (DRX). O controlo de vibrações do CIMM produzido foi também estudado através de ensaios de vibração à temperatura ambiente, bem como a temperaturas superiores à de fim da formação da fase austenítica, e efetuaram-se ensaios de flexão e pull-out com vista à caracterização mecânica. Observou-se que o compósito produzido apresenta um fator de amortecimento superior quando o reforço se encontra na fase martensítica. O ensaio de pull-out confirmou a existência da ligação entre a matriz e o reforço, igualmente observada por SEM. O compósito produzido apresenta uma forte ligação entre os materiais dissimilares, com franca melhoria no caso das amostras processadas com corrente elétrica, obtendo-se um material com características funcionais.