The subcycled Newmark algorithm

The popular Newmark algorithm, used for implicit direct integration of structural dynamics, is extended by means of a nodal partition to permit use of different timesteps in different regions of a structural model. The algorithm developed has as a special case an explicit-explicit subcycling algorithm previously reported by Belytschko, Yen and Mullen. That algorithm has been shown, in the absence of damping or other energy dissipation, to exhibit instability over narrow timestep ranges that become narrower as the number of degrees of freedom increases, making them unlikely to be encountered in practice. The present algorithm avoids such instabilities in the case of a one to two timestep ratio (two subcycles), achieving unconditional stability in an exponential sense for a linear problem. However, with three or more subcycles, the trapezoidal rule exhibits stability that becomes conditional, falling towards that of the central difference method as the number of subcycles increases. Instabilities over narrow timestep ranges, that become narrower as the model size increases, also appear with three or more subcycles. However by moving the partition between timesteps one row of elements into the region suitable for integration with the larger timestep these the unstable timestep ranges become extremely narrow, even in simple systems with a few degrees of freedom. As well, accuracy is improved. Use of a version of the Newmark algorithm that dissipates high frequencies minimises or eliminates these narrow bands of instability. Viscous damping is also shown to remove these instabilities, at the expense of having more effect on the low frequency response.

Unconstrained Finite Element for Geometrical Nonlinear Dynamics of Shells

This paper presents a positional FEM formulation to deal with geometrical nonlinear dynamics of shells. The main objective is to develop a new FEM methodology based on the minimum potential energy theorem written regarding nodal positions and generalized unconstrained vectors not displacements and rotations. These characteristics are the novelty of the present work and avoid the use of large rotation approximations. A nondimensional auxiliary coordinate system is created, and the change of configuration function is written following two independent mappings from which the strain energy function is derived. This methodology is called positional and, as far as the authors' knowledge goes, is a new procedure to approximated geometrical nonlinear structures. In this paper a proof for the linear and angular momentum conservation property of the Newmark beta algorithm is provided for total Lagrangian description. The proposed shell element is locking free for elastic stress-strain relations due to the presence of linear strain variation along the shell thickness. The curved, high-order element together with an implicit procedure to solve nonlinear equations guarantees precision in calculations. The momentum conserving, the locking free behavior, and the frame invariance of the adopted mapping are numerically confirmed by examples. Copyright (C) 2009 H. B. Coda and R. R. Paccola.

Subcycling first- and second-order generalizations of the trapezoidal rule

Subcycling algorithms which employ multiple timesteps have been previously proposed for explicit direct integration of first- and second-order systems of equations arising in finite element analysis, as well as for integration using explicit/implicit partitions of a model. The author has recently extended this work to implicit/implicit multi-timestep partitions of both first- and second-order systems. In this paper, improved algorithms for multi-timestep implicit integration are introduced, that overcome some weaknesses of those proposed previously. In particular, in the second-order case, improved stability is obtained. Some of the energy conservation properties of the Newmark family of algorithms are shown to be preserved in the new multi-timestep extensions of the Newmark method. In the first-order case, the generalized trapezoidal rule is extended to multiple timesteps, in a simple way that permits an implicit/implicit partition. Explicit special cases of the present algorithms exist. These are compared to algorithms proposed previously. (C) 1998 John Wiley & Sons, Ltd.

Genetic covariance between indices of body condition and immunocompetence in a passerine bird

Background: Condition-dependence is a ubiquitous feature of animal life histories and has important implications for both natural and sexual selection. Mate choice, for instance, is typically based on condition-dependent signals. Theory predicts that one reason why condition-dependent signals may be special is that they allow females to scan for genes that confer high parasite resistance. Such explanations require a genetic link between immunocompetence and body condition, but existing evidence is limited to phenotypic associations. It remains unknown, therefore, whether females selecting males with good body condition simply obtain a healthy mate, or if they acquire genes for their offspring that confer high immunocompetence. Results: Here we use a cross-foster experimental design to partition the phenotypic covariance in indices of body condition and immunocompetence into genetic, maternal and environmental effects in a passerine bird, the zebra finch Taeniopygia guttata. We show that there is significant positive additive genetic covariance between an index of body condition and an index of cell-mediated immune response. In this case, genetic variance in the index of immune response explained 56% of the additive genetic variance in the index of body condition. Conclusion: Our results suggest that, in the context of sexual selection, females that assess males on the basis of condition-dependent signals may gain genes that confer high immunocompetence for their offspring. More generally, a genetic correlation between indices of body condition and imuunocompetence supports the hypothesis that parasite resistance may be an important target of natural selection. Additional work is now required to test whether genetic covariance exists among other aspects of both condition and immunocompetence.

Explicit/implicit partitioning and a new explicit form of the generalized alpha method

Most finite element packages use the Newmark algorithm for time integration of structural dynamics. Various algorithms have been proposed to better optimize the high frequency dissipation of this algorithm. Hulbert and Chung proposed both implicit and explicit forms of the generalized alpha method. The algorithms optimize high frequency dissipation effectively, and despite recent work on algorithms that possess momentum conserving/energy dissipative properties in a non-linear context, the generalized alpha method remains an efficient way to solve many problems, especially with adaptive timestep control. However, the implicit and explicit algorithms use incompatible parameter sets and cannot be used together in a spatial partition, whereas this can be done for the Newmark algorithm, as Hughes and Liu demonstrated, and for the HHT-alpha algorithm developed from it. The present paper shows that the explicit generalized alpha method can be rewritten so that it becomes compatible with the implicit form. All four algorithmic parameters can be matched between the explicit and implicit forms. An element interface between implicit and explicit partitions can then be used, analogous to that devised by Hughes and Liu to extend the Newmark method. The stability of the explicit/implicit algorithm is examined in a linear context and found to exceed that of the explicit partition. The element partition is significantly less dissipative of intermediate frequencies than one using the HHT-alpha method. The explicit algorithm can also be rewritten so that the discrete equation of motion evaluates forces from displacements and velocities found at the predicted mid-point of a cycle. Copyright (C) 2003 John Wiley Sons, Ltd.

Simulação numérica do comportamento dinâmico de uma laje

Nesta dissertação pretende-se simular o comportamento dinâmico de uma laje de betão armado aplicando o Método de Elementos Finitos através da sua implementação no programa FreeFEM++. Este programa permite-nos a análise do modelo matemático tridimensional da Teoria da Elasticidade Linear, englobando a Equação de Equilíbrio, Equação de Compatibilidade e Relações Constitutivas. Tratando-se de um problema dinâmico é necessário recorrer a métodos numéricos de Integração Directa de modo a obter a resposta em termos de deslocamento ao longo do tempo. Para este trabalho escolhemos o Método de Newmark e o Método de Euler para a discretização temporal, um pela sua popularidade e o outro pela sua simplicidade de implementação. Os resultados obtidos pelo FreeFEM++ são validados através da comparação com resultados adquiridos a partir do SAP2000 e de Soluções Teóricas, quando possível.

Análise dinâmica de uma estrutura: estudo numérico e experimental

Com o presente trabalho pretende-se estudar e compreender o comportamento dinâmico de estruturas de engenharia civil, de forma a permitir a elaboração de algumas metodologias para o estudo e análise de problemas de dinâmica de estruturas. Apresenta-se uma revisão dos principais fundamentos da modelação matemática do comportamento dinâmico, com o estudo de sistemas de 1 grau de liberdade e posterior generalização para sistemas de múltiplos graus de liberdade. Apresentam-se também as formulações para análises de identificação modal no domínio do tempo e no domínio da frequência. Atendendo que a resolução do problema dinâmico deve cumprir duas etapas: integração no Espaço, e integração no tempo. Para a 1a etapa abordam-se os fundamentos dos métodos numéricos de integração no espaço (em particular, o método dos elementos finitos) com vista á implementação da sua formulação na ferramenta computacional freeFEM++. Para a 2a etapa abordam-se os métodos numéricos de integração no domínio do tempo (em particular, o método de Newmark), de forma a determinar a resposta de uma estrutura quando submetida a acções dinâmicas. Adicionalmente são introduzidos alguns conceitos essenciais ao estudo de resultados experimentais obtidos através da realização de ensaios de vibrações. Por último, estuda-se um modelo físico de um edifício de dois pisos, com base na análise de resultados de um ensaio de vibração ambiental e no desenvolvimento de dois modelos numéricos (em freeFEM++ e em SAP2000) para comparação e análise dos resultados obtidos e validação da ferramenta computacional desenvolvida. Após a calibração dos modelos numéricos aos resultados obtidos experimentalmente, procede-se a uma análise dinâmica dos modelos numéricos sujeitos a uma acção sísmica, com a posterior comparação e análise de resultados obtidos.

Apanha-me se puderes! tradução comentada do capítulo “White-collar and Corporate Crime”, The Oxford Handbook of Criminology

Dissertação de Mestrado Apresentada ao Instituto Superior de Contabilidade e Administração do Porto para a obtenção do grau de Mestre em Tradução e Interpretação Especializadas, sob orientação da Mestre Suzana Noronha Cunha

Analysis of sandwich beam structures using kriging based higher order models

Functionally graded composite materials can provide continuously varying properties, which distribution can vary according to a specific location within the composite. More frequently, functionally graded materials consider a through thickness variation law, which can be more or less smoother, possessing however an important characteristic which is the continuous properties variation profiles, which eliminate the abrupt stresses discontinuities found on laminated composites. This study aims to analyze the transient dynamic behavior of sandwich structures, having a metallic core and functionally graded outer layers. To this purpose, the properties of the particulate composite metal-ceramic outer layers, are estimated using Mod-Tanaka scheme and the dynamic analyses considers first order and higher order shear deformation theories implemented though kriging finite element method. The transient dynamic response of these structures is carried out through Bossak-Newmark method. The illustrative cases presented in this work, consider the influence of the shape functions interpolation domain, the properties through-thickness distribution, the influence of considering different materials, aspect ratios and boundary conditions. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Análise de reservatórios circulares pré-fabricados de betão, pós-tensionados

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Estruturas

Sagrada melancolia

Pretende-se, com este Trabalho de Projecto, incitar a essa discussão o que acontece no que concerne à tradução de poesia, neste caso através da realização de uma tradução para a língua Inglesa da obra Sagrada Melancolia, de Sérgio Pereira. Mediante a discussão patente sobre a traduzibilidade da poesia, será esta impossível? Intraduzível? E, se possível, através de que metodologias, teorias e respectivas opções tradutivas? Para o presente Trabalho de Projecto foram consideradas e aplicadas as teorias de tradutores, linguistas e poetas, como John Dryden, Alexander Tytler, Eugène Nida, Roman Jakobson, Jean Paul Vinay e Jean Paul Darbelnet, Juliane House e Peter Newmark. Sendo a Poesia uma forma de Arte, a sua tradução será também Arte? Considera-se sugerir à editora a publicação da obra traduzida. Faz, também, parte deste Trabalho de Projecto a intenção de Localizar o blog Sagrada Melancolia para as línguas Inglesa, Francesa e Espanhola, em colaboração com o autor, Sérgio Pereira.

Controlo estrutural de uma fachada de vidro suspensa, sujeita à acção da explosão

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

Desenvolvimento de formulações de elementos finitos para barras sujeitas a cargas transitórias

Com o presente trabalho pretende-se formular, implementar e validar duas classes de elementos finitos não-convencionais para problemas elastoestáticos e elastodinâmicos (harmónicos e transitórios) envolvendo barras solicitadas por cargas axiais. O desempenho numérico dos elementos não convencionais é estudado para uma larga gama de situações de interesse prático e comparado com o dos elementos finitos conformes de deslocamento (convencionais). A resolução de problemas transitórios envolve a integração no tempo e no espaço das equações diferenciais governativas, bem como a imposição das respetivas condições iniciais e de fronteira. A metodologia de integração no tempo adotada neste trabalho é baseada no método de Newmark. A resolução de problemas estáticos e harmónicos não carece de integração no tempo, ou a mesma é feita de forma trivial. Concluída a discretização no tempo, a segunda fase da resolução envolve a integração no espaço de cada uma das equações discretizadas, nomeadamente através do método dos elementos finitos. Para esse efeito, apresentam-se as formulações relativas aos elementos finitos convencionais, híbridos e híbridos-Trefftz. As três formulações têm como ponto de partida a forma fraca da equação diferencial de Navier, que é imposta utilizando o método de Galerkin. A principal diferença entre os elementos convencionais e não-convencionais prende-se com a maneira como são impostas as condições de fronteira de Dirichlet e as condições de compatibilidade nas fronteiras interiores. Os elementos não convencionais são implementados numa plataforma computacional desenvolvida de raiz no ambiente Matlab. A implementação é feita de maneira a permitir uma definição muito geral e flexível da estrutura e das respetivas ações, bem como das discretizações no tempo e no espaço e das bases de aproximação, que podem ser diferentes para cada elemento finito. Por fim, efetuam-se testes numéricos com o objetivo de analisar os resultados obtidos com os elementos não convencionais e de os comparar com as respetivas soluções analíticas (caso existam), ou com os resultados obtidos utilizando elementos convencionais. É especialmente focada a convergência das soluções aproximadas sob refinamentos da malha (h), no espaço e no tempo, e das funções de aproximação (p), sendo que o uso simultâneo dos dois refinamentos parece conduzir mais rapidamente a soluções próximas da solução exata. Analisam-se também problemas complexos, envolvendo propagação de ondas de choque, com o fim de se efetuar uma comparação entre os elementos convencionais, disponíveis no programa comercial SAP2000, e os elementos não convencionais fornecidos pela plataforma computacional desenvolvida neste trabalho.

Priorities and hierarchical accounts of translation

This paper is a study of the concept of priority and its use together with the notion of hierarchy in academic writing and theoretical models of translation. Hierarchies and priorities can be implicit or explicit, prescribed, suggested or described. The paper starts, chronologically, wtih Nida and Levý’s hierarchical accounts of translation and follows their legacy in scholars as different as Newmark and Gutt. The concept of priorities is hinted at also in didactic models (Nord) as well as in norm-theoretical and accounts of translation (Toury and Chesterman) within Descriptive Translation Studies. All of these authors are analyzed and commented. The paper calls for a more systematic and straightforward account of translational priorities, and proposes a few conceptual tools that stem from this research model, including the concepts of ambition and richness of a translation. Finally, the paper concludes with an adaptation of Lakoff and Johnson’s view of prototypicality and its potential usefulness in research into and the understanding of translation.