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Análise de guias de ondas ópticos e de microondas pelo Método dos Elementos Finitos.

Franco, Marcos Antonio Ruggieri
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 14/10/1999 Português
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1512.3184%
Neste trabalho, formulações do Método dos Elementos Finitos (MEF) são utilizadas no cálculo das soluções de problemas de ondas TEM, TE, TM, em guias de microondas e modos Ex e Ey em guias ópticos. É apresentada a técnica de mapeamento espacial, associada ao MEF, para a solução de modos quasi-guiados (problemas de domínio aberto. São considerados modos TEM e modos Ex e Ey. A abordagem de integração analítica dos elementos de matriz das formulações do MEF é estendida para considerar meios anisotrópicos e não-homogêneos, com qualquer ordem de aproximação polinomial das funções de base de elementos triangulares. O MEF foi aplicado no modelamento de moduladores eletroópticos tipo Mach-Zehnder com guias ópticos construídos por difusão de Titânio em substrato cristalino de Niobato de Lítio (LiNbO3). É apresentada, também, uma análise crítica dos modelos que relacionam a concentração de prótons às variações do índice de refração extraordinário em guias ópticos manufaturados pela técnica de troca de prótons em LiNbO3, seguido de recozimento ("annealing").

Desenvolvimento e aplicação do método dos elementos finitos generalizados em análise tridimensional não-linear de sólidos ; Development and employment of generalized finite element method in three-dimensional nonlinear analysis of solids

Torres, Ivan Francisco Ruiz
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 26/09/2003 Português
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1498.062%
Este trabalho apresenta uma contribuição ao emprego do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) na análise tridimensional não-linear de sólidos. A análise numérica em campo não-linear, com modelos de dano e plasticidade, é original. O MEFG é uma formulação não-convencional do Método dos Elementos Finitos (MEF), que resulta da incorporação a este último de conceitos e técnicas dos denominados métodos sem malha, especialmente o enriquecimento da aproximação inicial (partição de unidade) por funções convenientes. Apresenta-se uma breve revisão bibliográfica dos métodos sem malha e do método dos elementos finitos generalizados, bem como suas principais características. Apresenta-se, com base no MEFG, a formulação de elementos tetraédricos e hexaédricos. Três modelos constitutivos são considerados visando análises não-lineares: o de plasticidade (perfeita ou com encruamento isótropo linear) com critério de plastificação de von Mises; o de dano frágil em concreto sob carregamento monótono crescente (modelo de Mazars) e o de dano e plasticidade acoplados (modelo de Lemaitre), próprio para materiais metálicos. São apresentados detalhes do código computacional, baseado no MEFG e nos modelos constitutivos acima mencionados...

Método dos elementos finitos generalizados em formulação variacional mista ; Generelized finite element method in mixed variational formulation

Góis, Wesley
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 03/05/2004 Português
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1507.6736%
Este trabalho trata da combinação entre a formulação híbrida-mista de tensão (FHMT) (Freitas et al. (1996)), para a elasticidade plana, com o método dos elementos finitos generalizados (MEFG), Duarte et al. (2000). O MEFG se caracteriza como uma forma não-convencional do método dos elementos finitos (MEF) que resulta da incorporação a este de conceitos e técnicas dos métodos sem malha, como o enriquecimento nodal proposto do método das nuvens “hp”. Como na FHMT são aproximados dois campos no domínio (tensão e deslocamento) e um no contorno (deslocamento), diferentes possibilidades de enriquecimento nodal são exploradas. Para a discretização do modelo híbrido-misto empregam-se elementos finitos quadrilaterais com funções de forma bilineares para o domínio e elementos lineares para o contorno. Essas funções são enriquecidas por funções polinomiais, trigonométricas, polinômios que proporcionam distribuição de tensões auto-equilibradas ou mesmo funções especiais relacionadas às soluções dos problemas de fratura. Uma extensão do teste numérico abordado em Zienkiewicz et al. (1986) é proposta como investigação inicial das condições necessárias para garantia de estabilidade da resposta numérica. O estudo da estabilidade é completado com a análise da condição de Babuška-Brezzi (inf-sup). Esta condição é aplicada nos elementos finitos quadrilaterais híbridos-mistos enriquecidos por meio de um teste numérico...

Sobre o acoplamento fluido-casca utilizando o método dos elementos finitos; On fluid-shell coupling using the finite element method

Sanches, Rodolfo André Kuche
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 30/03/2011 Português
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1497.7848%
Este trabalho consiste no desenvolvimento de ferramentas computacionais para análise não linear geométrica de interação fluido-casca utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF). O algoritmo para dinâmica dos fluidos é explícito e a integração temporal é baseada em linhas características. O código computacional é capaz de simular as equações de Navier-Stokes para escoamentos compressíveis tanto na descrição Euleriana como na descrição Lagrangeana-Euleriana arbitrária (ALE), na qual é possível prescrever movimentos para a malha do fluido. A estrutura é modelada em descrição Lagrangeana total através de uma formulação de MEF para análise dinâmica não linear geométrica de cascas baseada no teorema da mínima energia potencial total escrito em função das posições nodais e vetores generalizados e não em deslocamentos e rotações. Essa característica evita o uso de aproximações de grandes rotações. Dois modelos de acoplamentos são desenvolvidos. O primeiro modelo, ideal para problemas onde a escala de deslocamentos não é muito grande comparada com as dimensões do domínio do fluido, é baseado na descrição ALE e o acoplamento entre as duas diferentes malhas é feito através do mapeamento das posições locais dos nós do contorno do fluido sobre os elementos de casca e vice-versa...

Estimador de erro a posteriori baseado em recuperação do gradiente para o método dos elementos finitos generalizados; A posteriori error estimator based on gradient recovery for the generalized finite element method

Lins, Rafael Marques
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 11/05/2011 Português
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1529.424%
O trabalho aborda a questão das estimativas a posteriori dos erros de discretização e particularmente a recuperação dos gradientes de soluções numéricas obtidas com o método dos elementos finitos (MEF) e com o método dos elementos finitos generalizados (MEFG). Inicialmente, apresenta-se, em relação ao MEF, um resumido estado da arte e conceitos fundamentais sobre este tema. Em seguida, descrevem-se os estimadores propostos para o MEF denominados Estimador Z e "Superconvergent Patch Recovery" (SPR). No âmbito do MEF propõe-se de modo original a incorporação do "Singular Value Decomposition" (SVD) ao SPR aqui mencionada como SPR Modificado. Já no contexto do MEFG, apresenta-se um novo estimador do erro intitulado EPMEFG, estendendo-se para aquele método as idéias do SPR Modificado. No EPMEFG, a função polinomial local que permite recuperar os valores nodais dos gradientes da solução tem por suporte nuvens (conjunto de elementos finitos que dividem um nó comum) e resulta da aplicação de um critério de aproximação por mínimos quadrados em relação aos pontos de superconvergência. O número destes pontos é definido a partir de uma análise em cada elemento que compõe a nuvem, considerando-se o grau da aproximação local do campo de deslocamentos enriquecidos. Exemplos numéricos elaborados com elementos lineares triangulares e quadrilaterais são resolvidos com o Estimador Z...

Estudo da distribuição de temperatura na região de formação de cavacos usando método dos elementos finitos; Study of temperature distribution in the formation of chips using finite element method

Nascimento, Cláudia Hespanholo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 20/04/2011 Português
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1496.825%
O presente trabalho tem como objetivo comparar um modelo de formação de cavacos obtido pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) com resultados experimentais obtidos em processos de fresamento ortogonal. A comparação se concentra na distribuição de temperatura na peça. O trabalho desenvolve um modelo para a formação de cavacos com a distribuição de temperatura na região de corte usando o software ABAQUS. Inicialmente, o modelo desenvolvido utiliza o Método Explícito de solução para a formação de cavacos durante uma interação da aresta da fresa de topo com a peça. Para a simulação da operação completa de fresamento ortogonal de uma peça com a extensão de 80 mm e espessura de 5 mm em aço AISI 4340 endurecido, o método implícito é utilizado. O material da peça é modelado como isotrópico-elasto-plástico segundo a proposta de Johnson-Cook. A comparação é realizada com velocidades de corte de 80, 100 e 150 m/mim e avanço por dente de 0,17 mm/rev para que as influências da velocidade na temperatura possam ser avaliadas. A partir da comparação desses resultados, é possível analisar a eficiência do modelo desenvolvido pelo MEF para simulação de processos de Usinagem em Altas Velocidades de Corte (HSC - High Speed Cutting).; The goal of this study is to compare a model of chip formation obtained by the Finite Element Method (FEM) with experimental results in orthogonal milling process. The comparison focuses on the temperature distribution in the workpiece. The present work develops a model for chip formation with the temperature distribution in the cutting zone using the software ABAQUS. The model starts using the explicit method of solution for the chip formation during one interaction between the insert and the workpiece. To simulate a complete operation of orthogonal milling on a workpiece 80 mm long and 5 mm thick made of AISI 4340 hardened steel...

Método dos elementos finitos com fronteiras imersas aplicado a problemas de dinâmica dos fluidos e interação fluido-estrutura.; The finite element method with immersed boundaries applied to fluid dynamics and fluid-structure interaction problems.

Gomes, Henrique Campelo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 20/03/2013 Português
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1499.571%
Este trabalho pode ser dividido em três etapas principais. Inicialmente é proposta uma formulação estabilizada do método dos elementos finitos (MEF) para solução de problemas de escoamento incompressível governado pela equação de Navier-Stokes. Esta formulação foi implementada em um código computacional e testada através de diversos exemplos numéricos. Alguns elementos finitos com diferentes pares de função de interpolação da velocidade e pressão, consagrados na literatura, e também elementos finitos menos populares, foram investigados e seus resultados e performance comparados. A segunda etapa consiste na formulação do problema estrutural. Buscou-se por uma formulação dinâmica, não linear, capaz de simular movimentos complexos de estruturas sujeitas a grandes deslocamentos e grandes deformações durante longos intervalos de tempo. A etapa final deste trabalho é a proposição de um método para solução de problemas de Interação Fluido Estrutura (IFE) que utiliza o conceito de fronteiras imersas como alternativa a abordagens ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) clássicas. Elementos Finitos Generalizados, juntamente com Multiplicadores de Lagrange, são utilizados para prover descontinuidade nos campos de velocidade e pressão do fluido ao longo da interface com a estrutura. O acoplamento dos dois problemas é realizado utilizando um método implícito e alternado (staggered scheme)...

On the Generalized Finite Element Method in nonlinear solid mechanics analyses; Sobre o método dos Elementos Finitos Generalizados em análises da mecânica dos sólidos não-linear

Piedade Neto, Dorival
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 29/11/2013 Português
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1512.2736%
The Generalized Finite Element Method (GFEM) is a numerical method based on the Partition of Unity (PU) concept and inspired on both the Partition of Unity Method (PUM) and the hp-Cloud method. According to the GFEM, the PU is provided by first-degree Lagragian interpolation functions, defined over a mesh of elements similar to the Finite Element Method (FEM) meshes. In fact, the GFEM can be considered an extension of the FEM to which enrichment functions can be applied in specific regions of the problem domain to improve the solution. This technique has been successfully employed to solve problems presenting discontinuities and singularities, like those that arise in Fracture Mechanics. However, most publications on the method are related to linear analyses. The present thesis is a contribution to the few studies of nonlinear analyses of Solid Mechanics by means of the GFEM. One of its main topics is the derivation of a segment-to-segment generalized contact element based on the mortar method. Material and kinematic nonlinear phenomena are also considered in the numerical models. An Object-Oriented design was developed for the implementation of a GFEM nonlinear analyses framework written in Python programming language. The results validated the formulation and demonstrate the gains and possible drawbacks observed for the GFEM nonlinear approach.; O Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) é um método numérico baseado no conceito de partição da unidade (PU) e inspirado no Método da Partição da Unidade (MPU) e o método das Nuvens-hp. De acordo com o MEFG...

Visualizador 3D baseado em head tracking e estereoscopia para aplicações com o método dos elementos finitos.; 3D viewer based on head tracking and stereoscopic for finite element method applications.

Junqueira, Luiz Antonio Custódio Manganelli
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 06/12/2013 Português
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1508.7533%
A visualização 3D de simulações pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) ainda é uma experiência limitada em função da falta de realismo 3D nos monitores disponíveis. Além do monitor 3D realista, a melhor visualização destas simulações depende de uma apresentação MEF desenvolvida adequadamente, de forma a tirar maior proveito deste realismo 3D. Neste trabalho, é realizado o desenvolvimento de um visualizador MEF 3D, que reproduz os efeitos estereoscópicos e de rastreamento de cabeça (head-tracking), explorando melhor as percepções de profundidade com hardware acessível e bibliotecas gráficas utilizadas em aplicações convencionais.; The 3D visualization of Finite Element Method (FEM) simulations is still a limited experience due to the lack of realism of 3D monitors available. In addition to the realistic 3D monitor, better visualization of these simulations depends on a MEF presentation properly developed in order to get the most out of 3D realism. In this work, a 3D MEF viewer is develop, including stereoscopy and head tracking 3D effects, that better explores human depth cues using hardware from cost and benefit perspective and graphics libraries used in conventional applications.

Distribuição das tensões promovidas por implantes cone Morse inseridos em diferentes níveis ósseos: análise fotoelástica e método dos elementos finitos; Stress distribution promoted by Morse taper connection implants inserted in different bone levels: photoelastic analysis and finite element method

Sizo, Sergio Rodrigues
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 10/04/2015 Português
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1500.6425%
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...

Avaliação da influência do diâmetro e comprimento do implante osseointegrado associado à PPR Classe I mandibular pelo método dos elementos finitos

Verri, Fellippo Ramos
Fonte: Universidade Estadual Paulista (UNESP) Publicador: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 202 f. : il. + 1 CD-ROM
Português
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1479.1453%
Pós-graduação em Odontologia - FOA; A influência do diâmetro e do comprimento de implantes osseointegrados em associação com próteses parciais removíveis de extremidade livre (PPRELs) ainda não foi relatada na literatura. Dessa forma, este trabalho visou avaliar a esta influência, utilizando o método dos elementos finitos (MEF) bi-dimensional, associando implantes osseointegrados do sistema Branemark sob a base protética de uma PPREL, funcionando apenas como suporte, e analisando mapas de deslocamento e de tensão de von Mises. Para o estudo foram confeccionados oito modelos representativos de uma hemi-arcada mandibular com a presença apenas dos dentes 33 e 34, com as seguintes características: A - sem PPR; B - com PPR sem implante; C - com PPR e implante de 3,75 x 7,00 mm; D - com PPR e implante de 3,75 x 10,00 mm; E - com PPR e implante de 3,75 x 13,00 mm; F - com PPR e implante de 5,00 x 7,00 mm; G - com PPR e implante de 5,00 x 10,00 mm; H - com PPR e implante de 5,00 x 13,00 mm. As forças aplicadas foram estritamente verticais e de 50 N em cada ponta de cúspide. Pelos resultados notou-se que a presença da PPR sobrecarregou o dente suporte, bem como as demais estruturas de suporte da PPR quando comparadas com o modelo A. A presença do implante diminuiu as tensões...

Caracterização de desempenho de uma aplicação paralela do método dos elementos finitos em ambientes heterogêneos de pcs

Ferreira, Roberta Ribeiro
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Dissertação
Português
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1513.3047%
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2006.; Na área das Engenharias muitos problemas complexos de soluções extremamente trabalhosas e normalmente impossíveis de serem resolvidos por métodos analíticos exigem soluções numéricas. O método dos elementos finitos (MEF) é uma abordagem para solução destes problemas encontrados em análise de estruturas, fluídos, eletromagnetismo, modelagem de circuitos integrados, biomédica e transferência de calor que necessitam processamento de alto desempenho e trabalham com grandes volumes de dados. A computação paralela aparece como uma alternativa viável para a obtenção do desempenho necessário para a solução de problemas através do MEF e a utilização de clusters, como alternativa para a obtenção deste desempenho a baixo custo, se comparados a outros sistemas de computação paralela. Contudo, em ambientes heterogêneos, para que o paralelismo seja explorado eficientemente é fundamental uma distribuição balanceada da carga de trabalho. Para isto, se faz necessário o conhecimento detalhado dos custos de execução e comunicação envolvidos no processamento da aplicação paralela...

Implementação do método dos elementos finitos generalizados com aplicação em materiais compositos; Implementation of generalized finite element method with application on composites materials

Alves, Gelson de Sousa
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Dissertação
Português
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1513.0623%
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014.; Esta pesquisa teve o objetivo de implementar formulações não convencionais do método dos elementos finitos (MEF) aplicado a análise estrutural em regime elástico linear. Especificamente, o método dos elementos finitos generalizados (MEFG) foi desenvolvido para simulações em domínios bidimensionais. Várias funções de enriquecimento, como as funções polinomiais, singulares e de interface, foram implementadas a fim de melhorar a aproximação dos problemas de valor de contorno com soluções suaves, singulares e descontínuas devido a diferentes interfaces de materiais. Uma técnica especial foi formulada e implementada levando em consideração a interface do material em compósitos sem a correspondência da malha de elementos finitos com o contorno dos diferentes materiais nos membros estruturais: vigas laminadas, placa com dois materiais e compósitos heterogêneos (matriz e inclusões). Assim, os resultados foram comparados com soluções analíticas e soluções pelo MEF. Os resultados mostram que melhores aproximações foram alcançadas usando o modelo proposto. A estratégia demonstrou potencial para resolver problemas com gradiente descontínuo causado pela interface material. Além disso...

Determinação das tensões residuais e deformações resultantes do processo de soldadura TIG através do método dos elementos finitos

Almeida, Diogo Filipe Ferreira de
Fonte: Faculdade de Ciências e Tecnologia Publicador: Faculdade de Ciências e Tecnologia
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2012 Português
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1497.4753%
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica; Actualmente, os processos de soldadura têm um papel fundamental em várias indústrias, tais como a aeronáutica, automóvel, aeroespacial, metalomecânica, naval, civil, etc. No entanto, devido às elevadas variações de temperaturas a que os materiais são geralmente sujeitos, os detalhes soldados vão apresentar empenos, que são resultado das tensões residuais geradas pela distribuição da temperatura transiente e do arrefecimento subsequente. As tensões residuais resultantes podem ser responsáveis por potenciar fenómenos de corrosão, fadiga, fractura frágil e alterações na geometria do componente, justificando-se a importância do seu controlo durante a fase de fabrico e pós-fabrico de componentes soldados. Ao longo dos anos, vários engenheiros têm vindo a desenvolver tecnologias inovadoras para fazer a medição das tensões residuais presentes em detalhes estruturais soldados. A presente dissertação tem como objectivo calcular as tensões residuais e as distorções geradas por um processo de soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) de duas placas fabricadas num aço inoxidável austenítico AISI 316L. Este tipo de processo de soldadura é frequentemente utilizado em aços inoxidáveis e ligas de alumínio. Para alcançar o objectivo da dissertação...

Aplicabilidade científica do método dos elementos finitos

Lotti,Raquel S.; Machado,André Wilson; Mazzieiro,Ênio Tonani; Landre Júnior,Janes
Fonte: Dental Press Editora Publicador: Dental Press Editora
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/04/2006 Português
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1509.8916%
O Método dos Elementos Finitos (MEF) é uma análise matemática que consiste na discretização de um meio contínuo em pequenos elementos, mantendo as mesmas propriedades do meio original. Esses elementos são descritos por equações diferenciais e resolvidos por modelos matemáticos, para que sejam obtidos os resultados desejados. A origem do desenvolvimento deste recurso ocorreu no final do século XVIII, entretanto, a sua viabilização tornou-se possível somente com o advento dos computadores, facilitando a resolução das enormes equações algébricas. O MEF pode ser utilizado em diversas áreas das ciências exatas e biológicas e, devido à sua grande aplicabilidade e eficiência, existem trabalhos com esta metodologia nas diversas especialidades odontológicas, como na Ortodontia, quando se deseja analisar cargas, tensões ou deslocamentos. Com o contínuo uso desse método em pesquisas, com suas vantagens em relação a outros disponíveis, torna-se de suma importância o conhecimento da técnica, para que sua utilização possa proporcionar benefícios científicos à Ortodontia. Torna-se primordial que os ortodontistas clínicos conheçam os conceitos básicos do MEF para que os resultados dos trabalhos sejam melhor interpretados.

Aplicação do acoplamento entre o método dos elementos de contorno e o método dos elementos finitos para a análise bidimensional da interação solo-estrutura; Application of the coupling between the boundary element method and the finite element method for analysis of the bidimensional soil-structure interaction

Vieira, Camila de Sousa
Fonte: Universidade Federal de Alagoas; BR; Estruturas; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; UFAL Publicador: Universidade Federal de Alagoas; BR; Estruturas; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; UFAL
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
Português
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1521.1042%
This study aims the development of a computational tool used to analyze two dimensional problems of soil-structure interaction, where soil is modeled by Boundary Element Method (BEM) and structures are treated by the Finite Element Method (FEM). Fundamental solutions of Kelvin 2D and Melan to BEM are implemented, where boundary elements with linear approximation are used. Structures modeled with FEM are discretized with two-dimensional frame finite elements. Coupling among media is done using the sub-region technique, where conditions of compatibility of displacements and equilibrium of tractions are applied to the interfaces between various sub-regions. Both soil and structures are considered as composed of homogeneous, isotropic, elastic and linear materials. However, sub-region technique allows the soil to be considered as stratified. Application for various acting loads, on structure or on soil, are considered slow, therefore the proposed analyses are statics. Examples are presented using the developed computational code.; Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas; O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para analisar problemas bidimensionais de interação solo-estrutura...

Simulação de microindentação de material multicamada pelo método dos elementos finitos; Simulation of a multilayered material microindentation by finite element method

Felice Neto, Fábio Raffael
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Dissertação
Português
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1505.4742%
Materiais multicamadas são amplamente utilizados para melhorar as propriedades tribológicas de componentes mecânicos. Uma forma de se mensurar propriedades mecânicas de materiais multicamadas é através do ensaio de indentação, que apesar de ser largamente utilizado na determinação de propriedades, não permite a análise de campos de tensão no material multicamada. Devido à natureza do problema, os métodos numéricos, como o Método dos Elementos Finitos (MEF), são de grande utilidade na análise dos campos de tensão e deformação em componentes revestidos. Este trabalho teve por objetivo determinar, usando o MEF, espessuras dos revestimentos que retardem o aparecimento de trincas e a delaminação de um material multicamadas, assim como analisar a influência da profundidade de indentação na resposta do ensaio. O material é composto por uma camada mais externa de carbono tipo diamante (Diamond-like Carbon - DLC), uma camada de Nitreto de Cromo (CrN) e um substrato de aço baixo carbono ABNT 1020. Foram simuladas 49 diferentes espessuras, com 7 espessuras para cada um dos revestimentos, conforme as possibilidades de fabricação e baseado em um planejamento. Estas espessuras mais favoráveis foram escolhidas com base em dois critérios objetivos: i. Maximizar a distância das tensões máximas de cisalhamento e radial das interfaces entre os materiais...

Aplicação do método dos elementos finitos (MEF) para modelos de testes de formação em poços de petróleo; Finite element method application in well test analysis

Tiago Almeida Costa
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 08/03/2013 Português
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1603.0508%
A análise transiente da Equação da Difusividade Hidráulica (EDH) é de grande importância para a modelagem e interpretação de testes de formação, onde torna-se necessário captar efeitos da queda de pressão no reservatório devida a uma produção de curto tempo na vizinhança do poço. O Método dos Elementos Finitos (MEF) pode ser aplicado para essa finalidade com ganho significativo na precisão da resposta de pressão do modelo, observando que a capacidade de refinamento da malha ganha flexibilidade geométrica para a representação do problema, além da possibilidade de trabalhar com altas ordens polinomiais nas funções de aproximação. Neste trabalho, é apresentada a formulação variacional do problema a ser resolvido pelo MEF e o algoritmo implementado computacionalmente para se obter a solução da equação diferencial parabólica (problema em regime transiente), destacando as etapas adicionais em relação ao que se faz normalmente na solução da equação diferencial elíptica (problema em regime permanente). As diferenças principais são: i) a inclusão de uma matriz de massa e ii) a atualização do vetor de cargas a cada passo de tempo. Estão mostrados exemplos com a resolução do problema para diferentes condições de refinamento da malha e tamanho do passo de tempo. As respostas obtidas estão comparadas com as soluções analíticas existentes na literatura...

Elementos infinitos para tratamento de problemas da viscoelastodinamica estacionaria pelo metodo dos elementos finitos

Renato Marques de Barros
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 01/10/1996 Português
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1487.4588%
Este trabalho apresenta uma revisão e uma implementação numérica do método dos elementos finitos (MEF) no qual foram incluídos os chamados "elementos infinitos" visando a modelagem da condição de radiação de Sommerfeld ou do amortecimento geométrico em meios contínuos (visco-) elastodinâmico sem regime estacionário e cujos domínios são ilimitados. Após uma revisão geral sobre os tipos de elementos infinitos, o trabalho aborda formulações e implementações de elementos infinitos unidimensionais. Em particular são discutidos os elementos de decaimento exponencial e de mapeamento. Suas propriedades são investigadas através da modelagem da propagação de ondas em colunas ilimitadas de seção transversal variável, cônica e exponencial. Uma análise dos elementos infinitos propostos para tratamento de problemas multidimensionais segue à revisão da teoria da propagação de ondas em meios (visco-)elastodinâmicos. A análise bidimensional contida no trabalho utiliza um elemento de decaimento exponencial. As propriedades deste elemento são discutidas através da simulação da dinâmica de fundações rígidas, superficiais e engastadas, interagindo com solos modelados como semi-espaço, homogêneo e estratificado. Estas análises...

Dimensionamento de regiões D através do método dos elementos finitos e do método de bielas e tirantes aliado à otimização topológica.; Design of D regions through the finite element method and the strut-and-tie method coupled with topology optimization.

Sato, Henrique Towata
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 10/11/2014 Português
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O dimensionamento de Regiões D (regiões em que não é aplicável a Hipótese de Bernoulli), embora amplamente estudado e discutido, é um tópico ainda em desenvolvimento e com normatização relativamente escassa. Os métodos mais comumente empregados são o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o Método de Bielas e Tirantes (MBT). A dissertação expõe a base teórica e a metodologia dos dois métodos no dimensionamento de estruturas de concreto armado ao Estado Limite Último e aborda a utilização da otimização, em especial da otimização topológica, na definição dos modelos para o MBT. Metodologias para a aplicação dos dois métodos são propostas e aplicadas a exemplos práticos de Regiões D com recomendações normativas específicas para seu dimensionamento (consolo e viga parede biapoiada) e também a uma viga parede de geometria complexa, os resultados através de diferentes técnicas de dimensionamento são comparados e discutidos, assim como a utilização da otimização como meio de obtenção de modelos.; The design of D-Regions (Regions where the Bernoulli hypothesis is not valid), although widely studied and discussed, is a topic still under development and with relatively little standardization, especially in Brazil. The most commonly used methods are the Finite Element Method (FEM) and the Strut-And-Tie Method (STM). The theoretical basis and methodology of both methods in the design of reinforced concrete structures are presented as well as the use of optimization...