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Formulação do método dos elementos de contorno para análise de placas espessas isotrópicas e ortotrópicas; Formulation of the boundary element method to the analysis of isotropic and orthotropic thick plates

Santana, André Pereira
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Tese
Português
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Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Pós-Graduação em Ciências Mecânicas, 2014.; Este trabalho apresenta formulações estaticas do método dos elementos de contorno para problemas de placas isotrópicas e ortotrópicas em flexão através da teoria de Reissner e Mindlin, respectivamente. A solução fundamental de placas espessas ortotrópicas que leva em conta o efeito do cisalhamento transversal são obtidas usando o operador de Hormander e transformada de Radon. O operador de Hormander é usado para transformar os sistemas de equações diferenciais parciais que representa as equações de equilíbrio em apenas uma equação diferencial parcial. Usando a transformada de Radon, essa equação diferencial parcial é reduzida a uma equação diferencial ordinária. Para obter a transformação inversa, integrais singulares precisam ser calculadas. Uma simples quadratura é usada onde integrais fortes e hipersingulares são tratadas no sentido de Cauchy e Hadamard, respectivamente. Derivadas da solução fundamental são usadas na equação integral de contorno para o cálculo de momentos em pontos internos. A formulação desenvolvida é aplicada no cálculo de deslocamentos, tensões e momentos em placas submetidas a cargas distribuída no domínio da estrutura. As integrais de superfície provenientes das cargas de domínio são transformadas em integrais de contorno usando o método da integração radial. Apenas o contorno é discretizado em todas as formulações implementadas e são utilizados elementos constantes (1 nó por elemento). Os resultados obtidos são comparados com resultados analíticos disponíveis na literatura...

Análise da interação estaca-solo-superestrutura com o acoplamento MEC-MEF; Pile-soil-superstructure interaction using BEM-FEM coupling

Ramos, Ana Paula Ferreira
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 26/09/2013 Português
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Fundações do tipo radier estaqueado são aquelas formadas pelos elementos estruturais de placa e estacas (elementos de barras) e o solo . Ao contrário de outras tipos de fundações, onde a carga da superestrutura é transferida ao solo pelo radier ou pelas estacas apenas, no radier estaqueado a contribuição das estacas, bem como a do radier são consideradas. As estacas transferem as cargas da superestrutura ao solo e, assim, permitem a redução dos recalques de uma forma muito econômica. O objetivo do presente trabalho é a análise da interação solo-estrutura através do acoplamento MEC-MEF. O solo é considerado um semi-espaço homogêneo, elástico e linear governado pela equação de Navier e modelado pelo Método dos Elementos de Contorno (MEC), admitindo a solução fundamental de Mindlin. As estacas são modeladas pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) e cada elemento possui quatro nós. Além disso, as estacas podem receber forças horizontais, verticais e momentos. A tensão de cisalhamento ao longo da estaca é aproximada por um polinômio do segundo grau e as forças na direção horizontal são aproximadas por um polinômio do quarto grau. O elemento de fundação que faz a ligação do pilar com a estaca é representado por uma placa de grande rigidez...

Uma resolução de placas com a teoria de Mindlin atraves do metodo dos elementos de contorno

Luiz Carlos Facundo Sanches
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 25/08/1998 Português
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o presente trabalho dedica-se ao estudo da formulação do Método dos Elementos de Contorno para o problema de flexão de placas homogêneas e isotrópicas através da teoria de Mindlin. A análise é feita em regime elástico linear mediante a hipótese de pequenas deformações e com equilíbrio na posição indeslocada. É apresentado o desenvolvimento da teoria de Mindlin que inclui o efeito da deformação por cortante no equilíbrio mas, necessita do atendimento das três condições fisicas na borda da placa. São resolvidos problemas envolvendo placas finas e moderadamente espessas e os resultados comparados com os disponíveis na literatura. Apresentam-se soluções fundamentais para as teorias de Reissner e Mindlin, necessárias na aplicação do Método dos Elementos de Contorno. Adicionalmente, são propostas duas soluções fundamentais que tendem às soluções de Danson e Benzine-Stern de placas finas quando a espessura reduz-se a zero. O tratamento numérico foi feito através da formulação direta do Método dos Elementos de Contorno, utilizando-se elementos isoparamétricos lineares e gerando-se as equações integrais em pontos de colocação fora do domínio da placa; This study analyzes the bending of moderately thick plates using the Boundary Element Method. The Mindlin 's theory was applied to an isotropic and homogeneous constitutive material. The equilibrium was made at the initial position with the small strain hypothesis. Mindlin's theory takes into account the shear effect in the equilibrium position and three conditions should be attending. Several examples were solved for thin and thick plates with the purpose to show the accuracy of the presented formulation. Some fundamental solutions were analyzed inc1udingthe well know solution to solve Reisssner's plate with BEM. In addition...

Uma analise das soluções fundamentais aplicaveis as placas espessas pelas teorias de Reissner e Mindlin e suas relações com a teoria classica para uso no metodo dos elementos de contorno

Rebecca Cardelli de Andrade
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 21/02/2001 Português
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O presente trabalho trata de soluções fundamentais de placas segundo as teorias de Reissner e Mindlin, necessárias para a aplicação do Método dos Elementos de Contorno na solução do problema. O problema estudado é de flexão de placas homogêneas e isotrópicas, em regime elástico linear, mediante a hipótese de pequenas deformações e com equilíbrio na posição indeslocada. Para o Método dos Elementos de Contorno, são utilizados elementos isoparamétricos lineares e é aplicada a formulação direta. Apresenta-se o desenvolvimento da teoria de Reissner/Mindlin através da formulação de Weeën, e um estudo com a formulação alternativa de Palermo Jr. para a teoria de Mindlin. Essa formulação alternativa trata da conexão da teoria de Mindlin com a teoria clássica, sendo uma somatória da teoria clássica com o efeito da deformação devido à força cortante. Foram incluídas as expressões das soluções fundamentais em coordenadas normal e tangencial ao contorno da placa. São resolvidos problemas envolvendo placas finas e espessas para analisar o efeito da variação de parâmetros livres da solução fundamental. Adicionalmente, é mostrada a importância da consideração do efeito da deformação por cortante no cálculo de placas; The present report describes the fundamental solutions for plates in Reissner and Mindlin's theories...

Computational model of spalling and effective fibers on toughening in fiber reinforced composites at an early stage of crack formation

Wang,Chong; Friedrich,Leandro Ferreira
Fonte: Associação Brasileira de Ciências Mecânicas Publicador: Associação Brasileira de Ciências Mecânicas
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/07/2013 Português
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This work suggests a computational model that takes account of effective fibers on toughening in FRC at an early stage of crack formation. We derived the distribution of pressure provoked by a random inclined fiber in the matrix and calculated stresses through integrating the pressure and tangent stress along the fiber/matrix interface with the Kelvin's fundamental solution and the Mindlin's complementary solution. The evolution of spalling in the matrix was traced. The percentages of effective fibers were evaluated with variations in strength, interface resistance, diameter and elasticity modulus. The main conclusion is that low elasticity modulus combined high strength of fibers raises dramatically the effective fibers, which would benefit toughening.