Antes do protocolo convencional de Bränemark, os implantes dentários eram colocados em carga logo após a cirurgia, porque se considerava que esta seria uma forma de prevenir a reabsorção óssea do rebordo alveolar. A interposição de um tecido fibroso entre o osso e o implante era a forma ideal de mimetizar o ligamento periodontal. Contrariamente a todos os estudos experimentais da época, Bränemark mostrou que a união directa do osso à superfície do implante era possível e desejável, desde que houvesse um período inicial de cicatrização sem carga e com os implantes mantidos a nível submucoso. Segundo o seu protocolo, a osteointegração requeria um período de pelo menos 3 meses na mandíbula e de 5 a 6 meses na maxila antes de ser efectuada carga oclusal. Desde então, a osteointegração implantar tem-se revelado um sucesso, embora a necessidade deste longo período de cicatrização tenha sido sempre posta em causa. Este protocolo tem sido confrontado por vários outros com apenas um tempo cirúrgico, não tendo sido encontradas diferenças entre estes. Também o tempo de cicatrização foi consideravelmente reduzido em vários estudos sem que isso afectasse o sucesso dos implantes dentários. Actualmente, o procedimento habitual...

Este trabalho propõe uma metodologia simplificada de análise de freios de correntes parasitas usando uma abordagem mista que integra cálculo analítico e simulações usando o Método dos Elementos Finitos (MEF). O cálculo analítico é desenvolvido a partir dos trabalhos de Davies [3, 4] e fornece as expressões gerais para o fluxo por pólo e para a reação de armadura, em função de parâmetros geométricos, velocidade de rotação e torque desenvolvido. Também é implementada a análise do freio usando o MEF visando dois objetivos: * estudo e entendimento da indução de correntes em meios maciços ferromagnéticos que ocorre no freio, o que é facilitado pela visualização de linhas de campo e mapas de cores das grandezas de interesse; * obtenção de subsídios necessários para simplificar a aplicação das equações analíticas. Com as equações e os resultados das simulações obteve-se um método que permite calcular as curvas de torque do freio com precisão comparável à do MEF e com vantagens no que tange à rapidez de solução e flexibilidade de utilização.

OBJETIVO: o Fator-C é normalmente usado para predizer a tensão de contração em interfaces compósito-dente. Foi delineado um estudo para contribuir a esclarecer os elementos que permitem prever a tensão em interfaces de restaurações adesivas. Teoricamente, a tensão varia em função da oposição à contração (rigidez do substrato), da complacência e das dimensões e propriedades mecânicas do compósito. MÉTODOS: foram obtidos pelo Método de Elementos Finitos (MEF) 8 modelos estilizados 3D não-lineares de cavidades Classe I mantendo constantes o volume (20 mm3) e a espessura das paredes (20 mm) e com variação do Fator-C (1,9 a 13,5). Foi simulado contato tipo glue entre compósito e dente. A contração de polimerização, por analogia térmica do compósito, foi 1%. Foram analisadas as tensões e deformações principais. Foi também idealizado um método para calcular por MEF a complacência regionalizada e foi avaliada sua validade pela comparação do resultado obtido por este método com o valor de complacência calculada analiticamente para um cubo de dentina de 1 mm de lado fixado numa de suas faces. Foi ainda idealizado um método para calcular, para cada formato de cavidade, o volume útil de compósito capaz de influir para aumentar o pico de tensão na interface. Por fim...

O parafuso como elemento de ancoragem de sistemas de fixação vertebral já é há muito utilizado. Porém a forma de distribuição da tensão gerada por ele na região de ancoragem não está ainda bem clara. O método de elementos finitos (MEF) é um método matemático desenvolvido no século passado e permite, quando em um estudo estático, avaliar reações internas de estruturas ao se aplicar uma força. Este estudo teve por objetivo analisar as tensões e deformações internas geradas por parafusos do sistema de fixação vertebral por meio do MEF. Os Parafusos USS1 de 5, 6 e 7 mm de diâmetro e 45 mm de comprimento (Grupo 1 G1, Grupo 2 G2 e Grupo 3 - G3) e os parafusos USS2 anterior, USS2 posterior de 6,2mm de diâmetro e USS1 de 6 mm de diâmetro e 30 mm de comprimento (Grupo 4 G4, Grupo 5 G5 e Grupo 6 - G6) foram utilizados neste estudo. Para validação dos modelos foram utilizados: ensaio mecânico de arrancamento do parafuso em corpos de prova de poliuretana com densidade de 0,16 g/cm3 e resultados de ensaios de arrancamento encontrados na literatura. Foi confeccionado um modelo tridimensional para cada conjunto parafuso e poliuretana estudado no programa SolidWorks®2006. Foram confeccionados 30 corpos de prova em poliuretana para validação de G1...

A formulação convencional do Método dos Elementos Finitos (MEF) baseada em aproximação do campo de deslocamentos apresenta limitações conhecidas como, por exemplo, em problemas que envolvam regiões com singularidade e problemas de elasticidade quase incompressível. Quando a utilização do MEF convencional inclui a análise de propagação de fissuras ou de dano evolutivo, faz-se recurso a mudança contínua da rede de elementos finitos, tornando as simulações onerosas em termos computacionais. Assim, justifica-se a procura por metodologias que combinem boa capacidade de aproximação com baixo custo computacional. Neste trabalho as formulações estudadas são dos tipos híbrido-mista e puramente mista, ambas combinadas com técnicas de enriquecimento das soluções proporcionadas pelo Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). A metodologia numérica resultante é aplicada às análises de sólidos em regime de ruptura modelados pela Mecânica do Dano. Vale ressaltar que a aproximação do campo de tensões, dada por estas formulações não convencionais, pode permitir melhor estimativa da danificação da estrutura, frente ao MEF convencional. Isto se dá porque os critérios de danificação empregados são quase sempre baseados na estimativa do campo de tensões atuantes. Nas análises numéricas...

O presente trabalho visa empregar uma metodologia numérica para determinar as propriedades macro mecânica de compósitos ativos (AFC - Active Fiber Composite ou MFC - Macro Fiber Composite), combinando o conceito de Volume Elementar Representativo (VER) com o Método dos Elementos Finitos (MEF). Inicialmente, apresenta-se a fundamentação teórica associada à abordagem numérica empregada. Posteriormente, os modelos numéricos desenvolvidos são aplicados na determinação dos coeficientes efetivos de materiais compósitos inteligentes transversalmente isotrópicos com fibras piezelétricas de seção com forma circular e quadrada, respectivamente. Finalmente, os resultados numéricos obtidos pela metodologia proposta são, então, comparados com resultados da literatura. Constata-se que os resultados obtidos são muito semelhantes aos resultados relatados pela literatura para arranjo quadrático e hexagonal com fibra de geometria circular, sendo que neste caso, compararam-se os resultados numéricos com analíticos obtidos através do Método de Homogeneização Assintótica. Em seguida, a metodologia é aplicada para determinação dos coeficientes efetivos para arranjo quadrático e hexagonal com fibra de geometria quadrada. Empregando diferentes frações volumétricas de fibras...

Este estudo teve como objetivo analisar as tensões do osso periimplantar, analisando as forças axiais e oblíquas incidentes em um modelo 3D usando Método de Elementos Finitos (MEF) a partir de modelo experimental in vitro, que consistiu em: 1 implante Brånemark System MkIIIGroovde (3,75 mm de diâmetro, 13,0 mm de comprimento); 1 pilar multi-unit de 5mm de altura com parafuso de titânio e torque de 20Ncm; infraestrutura de cobalto-cromo revestida com cerâmica feldspática aparafusada com torque de 10 Ncm, e poliuretano simulando o osso. Para obter dados de deformação, extensômetros lineares elétricos (Strain Gauges) foram utilizados e os valores obtidos foram comparados com o MEF gerado a partir do escaneamento do modelo em Micro CT e reconstruído tridimensionalmente no software Simpleware. Uma vez construído o modelo do MEF, as propriedades mecânicas dos implantes de titânio foram substituídas pelas propriedades dos implantes de zircônia Y-TZP no programa ANSYS. Uma carga vertical e uma oblíqua, cada uma de 300N, foram aplicadas no centro da face oclusal da coroa de cada modelo e, em seguida, as tensões foram verificadas na região do osso periimplantar. As tensões encontradas no modelo de EF com força vertical aplicada foram 0...

Ainda não existe um consenso sobre o nível em que os implantes cone Morse devem ser inseridos em relação à crista ósse alveolar. A literatura mostra diversas pesquisas em animais e laboratoriais com implantes posicionados acima, abaixo ou ao nível da crista. Contudo, diferentes metodologias e técnicas dificultam a definição do melhor nível de localização. O presente trabalho optou por analisar qualitativa e quantitativamente por meio da fotoelasticidade e do método dos elementos finitos (MEF), implantes em diferentes níveis de inserção sob carga compressiva estática, visando elucidar esse tema. Quatro níveis foram simulados: 1 mm acima da crista (AC); ao nível da crista (AN); 1 mm abaixo da crista sem aposição óssea sobre a plataforma (AB-S); e 1 mm abaixo da crista com aposição óssea sobre a plataforma (AB-C). Os resultados fotoelásticos demonstraram maiores valores de ordem de franja na região apical e menores na região cervical, em todos os modelos, independente do tipo de carga. No MEF verificou-se que o aprofundamento do implante da posição AC para AB-S reduziu progressivamente as tensões de von Mises na região cortical independente do tipo de carga, respectivamente, 0,5595 - 0,3842 Mpa nas cargas cêntricas e 1...

O concreto reforçado com fibras de aço (CRFA) é um material compósito formado por uma matriz cimentícia e por uma certa quantidade de fibras aleatoriamente dispersas. Buscou-se neste estudo “construir” um modelo constitutivo capaz de representar o comportamento do CRFA e cuja formulação está fundamentada na Teoria da Homogeneização, no Método dos Elementos Finitos (MEF), como também em observações experimentais disponíveis na literatura. Na primeira etapa do trabalho foram desenvolvidos estudos visando a análise do comportamento elástico e viscoelástico do CRFA. Inicialmente, o comportamento elástico linear foi investigado através da aplicação do esquema de homogeneização de Mori-Tanaka, o qual é baseado nos resultados estabelecidos por Eshelby (1957). A precisão dos resultados obtidos pela abordagem analítica foi verificada pela comparação com a solução via MEF, bem como com os resultados experimentais disponíveis. As estimativas micromecânicas das propriedades elásticas efetivas se mostraram coerentes àquelas obtidas através de análise numérica de um volume elementar representativo (VER) do material, modelado como um meio heterogêneo, como também, aos dados experimentais. Posteriormente...

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Mefenamic acid (H-Mef) is a nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID). Various adhesive dosage forms of NSAIDs have been developed, which include adhesive tablets, gels, ointments, patches and more recently, polymeric films. The objective of this study was the development of H-Mef adhesive films to be used as a drug-delivery system with different ratios of pectin and calcium chloride dihydrate by the casting technique. The materials were characterized by TG-DSC coupled FTIR, AFM (atomic force microscopy) and spectroscopic techniques. The results provided information about the dehydration, film roughness, surface morphology, thermal decomposition, as well as identification of gaseous products evolved during thermal decomposition. The characterizations indicated the A5 and A6 films functioned well, with 99% H-Mef released within 15 min at pH 5, suggesting these degradable films could be used as a topical delivery system. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); INTRODUCTION: The finite element method (FEM) is an engineering resource applied to calculate the stress and deformation of complex structures, and has been widely used in orthodontic research. With the advantage of being a non-invasive and accurate method that provides quantitative and detailed data on the physiological reactions possible to occur in tissues, applying the FEM can anticipate the visualization of these tissue responses through the observation of areas of stress created from applied orthodontic mechanics. OBJECTIVE: This article aims at reviewing and discussing the stages of the finite element method application and its applicability in Orthodontics. RESULTS: FEM is able to evaluate the stress distribution at the interface between periodontal ligament and alveolar bone, and the shifting trend in various types of tooth movement when using different types of orthodontic devices. Therefore, it is necessary to know specific software for this purpose. CONCLUSIONS: FEM is an important experimental method to answer questions about tooth movement, overcoming the disadvantages of other experimental methods.; Introdução: o Método de Elementos Finitos (MEF) é um recurso da Engenharia empregado para calcular o estresse e a deformação de estruturas complexas...

O presente trabalho tem por objetivo principal desenvolver e implementar (em linguagem C++) a versão-p do Método de Elementos Finitos (MEF) para problemas elásticos lineares e não-lineares com malhas 3D não-estruturadas. Para se atingir essa meta, realiza-se primeiramente um estudo detalhado do comportamento teórico-numérico de diversas funções de base hierárquicas para triângulos e tetraedros disponíveis na literatura. Como consequência desse estudo preliminar, adota-se a formulação p 3D apresentada em (Karniadakis e Sherwin, 1999) para o desenvolvimento de aplicações em elasticidade linear e não-linear. Esse desenvolvimento é posteriormente utilizado como ponto de partida para o estudo e a implementação de técnicas multigrid algébricas associadas a versão-p do MEF. As aplicações desse tipo de técnica são voltadas para a solução de problemas elípticos lineares 2De 3D. A validação das técnicas multigrid algébricas do ponto de vista da eficiência numérica envolve ainda o estudo de pré-condicionadores para a versão-p do MEF e o desenvolvimento de estratégias multi-hp adaptáveis para problemas 2D; The main purpose of this work is to develop and implement (in C++ language) the p-version of the Finite Element Method (FEM) applied to linear and non-linear structural elastic problems with 3D non-structured meshes. To achieve this goal...

Neste trabalho é feita uma análise comparativa entre o Método dos Elementos Finitos, o Método dos Elementos de Contorno e o acoplamento entre os dois métodos aplicados a problemas dinâmicos estacionário entre solo-estrutura (DSSI Dynamic soil-Structure Interaction). Apresentamos a formulação do MEF e MEC para obter o sistema final aplicado ao DSSI, bem como para o processo de acoplamento entre os métodos. Finalmente, algumas aplicações práticas entre as três formas .de modelar o problema do DSSI são mostradas com análise crítica dos resultados; This Work presents a comparison among the MEF, the MEC and the coupling between them applied to dynamic soil-structure interaction (DSS1). Formulations for the MEC and for the MEF to obtain the final system applied to DSS1 and for the process of coupling between them are also presented. Finaly,some practical aplications of the three ways of modelling the DSS1 are shown with a critical results

O gasoduto Bolívia-Brasil foi fabricado com dutos de aços API 5L X65 e X70. Existem relatos na literatura especializada de que o campo de tensões nas vizinhanças da ponta da trinca e a tenacidade à fratura são similares entre os corpos de prova não normalizados do tipo tração com entalhe lateral [SE(T)] e dutos. Neste trabalho realizou-se um estudo numérico e experimental da tenacidade à fratura em condições elasto-plásticas, com corpos de prova do tipo SE(T), dos aços API 5L X65 e API 5L X70. A determinação dos parâmetros da mecânica da fratura elástica linear foi feita pelos Métodos dos Elementos Finitos (MEF) e dos Elementos de Contorno (MEC) e a determinação do parâmetro elasto-plástico integral J por MEF. O fator eta plástico obtido numericamente, pelo MEF e com dados fornecidos pelo método EPRI, foi de 1,0, para medições do deslocamento de abertura da boca da trinca (CMOD). Com este fator eta plástico, foram realizados ensaios experimentais de tenacidade à fratura com corpos de prova do tipo SE(T), com espessura de 5 mm, e esses valores foram comparados com os resultados de ensaios em corpos de prova de flexão em três pontos [SE(B)], também com espessura de 5 mm. Houve um boa concordância entre os resultados numéricos e experimentais da integral J. Verificou-se que as curvas J-R obtidas com ensaios SE(T) são próximas das obtidas com ensaios SE(B)...

Os assuntos de interesse nesta tese dizem respeito a formulações não clássicas do método dos elementos finitos (MEF). Neste sentido, o foco principal está no desenvolvimento de ferramentas computacionais para o MEF visando simulações de problemas multifísicos. Este tipo de problema ocorre, frequentemente, nas aplicações de Engenharia modeladas pelo acoplamento de diversos fenômenos físicos, os quais podem ser resolvidos numa única simulação numérica. A esta modelagem dá-se o nome de simulação multifísica. Neste contexto, para se obter uma simulação otimizada, é conveniente dar um tratamento diferenciado para cada fenômeno físico envolvido. No MEF, por exemplo, tal abordagem multifísica pode ser realizada pela escolha de diferentes subespaços de aproximação, em conformidade com os fenômenos considerados. Para efeito de verificação do código desenvolvido, resolvem-se dois problemas no contexto de simulação multifísica. Um problema de acoplamento fluido-estrutura em poroelasticidade linear e um problema de escoamento em meios porosos com injeção de traçador. Utilizam-se subespaços de aproximação H1-conformes para o deslocamento da matriz porosa, Hdiv-conformes para o fluxo de fluido e funções descontínuas para a aproximação da pressão do fluido e da saturação. Outro desenvolvimento diz respeito a formulações combinadas de Galerkin contínuo-descontínuo para problemas de elasticidade linear. Na abordagem proposta...

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.; Este trabalho comprova a viabilidade do Método da Mobilidade na solução de problemas de vibração, aplicado às estruturas compostas por vigas, constituindo uma alternativa atraente em relação aos métodos hoje utilizados, como o Método de Elementos Finitos (MEF), por exemplo. O Método da Mobilidade é um método analítico, baseado na utilização de funções resposta em freqüência, do tipo mobilidade, que podem ser obtidas de forma analítica, experimental ou numérica. A confiabilidade do método foi verificada com comparações de resultados experimentais e numéricos, utilizando-se um software comercial de Elementos Finitos, ANSYS. Essas comparações apresentaram boa concordância. Na verdade os resultados do Método da Mobilidade (MM) correspondem à tendência dos resultados do MEF à medida em que se refina a malha. Os tempos de processamento do MM também são inferiores, conseqüência do sistema de equações ser consideravelmente menor que no MEF. Com a implementação do método num programa, denominado VibVig, criou-se uma ferramenta flexível e prática, capaz de realizar uma grande gama de análises. Utilizando tais recursos realizou-se uma série de estudos e análises numa estrutura do tipo grelha...

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil.; As principais etapas de projeto de barragens de gravidade de concreto correspondem às verificações de estabilidade global e de tensões atuantes, em planos potenciais de ruptura (contato concreto-rocha e descontinuidades na fundação). Para isto, adotam-se usualmente métodos analíticos simplificados, os quais assumem distribuições de tensões lineares nos planos potenciais de ruptura. Métodos numéricos, tal como o Método dos Elementos Finitos (MEF), podem representar melhor a real distribuição de tensões, levando a resultados mais precisos. Entretanto, ainda não é prática usual de projeto de barragens de gravidade de concreto. Neste trabalho, investiga-se a distribuição de tensões nos planos potenciais de ruptura de barragens de gravidade de concreto. O MEF é utilizado e os resultados obtidos das análises numéricas são comparados com os resultados de métodos simplificados. Os principais objetivos são avaliar a influência da deformabilidade da fundação nas verificações de tensões e de estabilidade em potenciais de ruptura, bem como definir procedimentos de verificações de tensões e de estabilidade através do MEF. Para investigar a deformabilidade da fundação...

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.; Para se tornarem competitivas, cada vez mais as empresas estão buscando reduzir significativamente o tempo/custo do ciclo de desenvolvimento de produtos. Desta forma, muitas são as ferramentas que estão surgindo para que se atinja este objetivo. Diante deste desafio, ferramentas integradas como o CAD (Computer Aided Design) para modelagem geométrica e CAE (Computer Aided Engineering) para análise estrutural têm sido muito aplicadas para análise estrutural de componentes via Método de Elementos Finitos (MEF). A análise estrutural baseada no MEF abrange várias etapas que exigem uma grande interação entre os softwares e os engenheiros projetistas. Entretanto, as ferramentas disponíveis têm sido desenvolvidas para auxiliar o projetista nas fases de projeto preliminar e projeto detalhado, mas não os orientam adequadamente para a sistemática do processo de projeto. Falta, desta forma, uma integração com as fases informacional e conceitual do projeto. Isto torna o processo de projeto uma atividade intuitiva, empírica e de tentativa e erro. A reunião das informações necessárias de projeto...

In this paper, we consider a state estimation problem over a bandwidth limited network. A sensor network consisting of N sensors is used to observe the states of M plants, but only p ≤ N sensors can transmit their measurements to a centralized estimator at each time. Therefore a suitable scheme that schedules the proper sensors to access the network at each time so that the total estimation error is minimized is required. We propose four different sensor scheduling schemes. The static and stochastic schemes assume no feedback from the estimator to the scheduler, while the two dynamic schemes, Maximum Error First (MEF) and Maximum Deduction First (MDF) assume such feedback is available. We compare the four schemes via some examples and show MEF and MDF schemes perform better than the static and stochastic schemes, which demonstrates that feedback can play an important role in this remote state estimation problem. We also show that MDF performs better than MEF as MDF considers the total estimation error while MEF considers the individual estimation error.

An efficient beam element, the modified elastofiber (MEF) element, has been developed to capture the overall features of the elastic and inelastic responses of slender columns and braces under axial cyclic loading without unduly heavy discretization. It consists of three fiber segments, two at the member ends and one at midspan, with two elastic segments sandwiched in between. The segments are demarcated by two exterior nodes and four interior nodes. The fiber segments are divided into 20 fibers in the cross section that run the length of the segment. The fibers exhibit nonlinear axial stress-strain behavior akin to that observed in a standard tension test of a rod in the laboratory, with a linear elastic portion, a yield plateau, and a strain-hardening portion consisting of a segment of an ellipse. All the control points on the stress-strain law are user defined. The elastic buckling of a member is tracked by updating both exterior and interior nodal coordinates at each iteration of a time step and checking force equilibrium in the updated configuration. Inelastic postbuckling response is captured by fiber yielding, fracturing, and/or rupturing in the nonlinear segments. The key features of the element include the ability to model each member using a single element...