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Análise comparativa de resultados de diferentes discretizações para as lajes de pavimentos utilizando os elementos finitos DKT e P15N; Comparative analysis of results of different discretizations for floors slabs using DKT and P15N finite elements

Almeida, Francisco Patrick Araujo
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 25/06/1999 PT
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Na área de análise de pavimentos, muitos trabalhos já foram realizados, levando-se em conta diferentes considerações sempre com o objetivo de aprimorar os modelos que representam o comportamento estrutural. O método dos elementos finitos tem se mostrado um dos principais métodos na resolução deste problema, onde as lajes podem ser discretizadas por elementos finitos de placa e as vigas por elementos finitos de barra. Dentre os diversos tipos de elementos finitos de placa, o elemento finito DKT (discrete Kirchhoff triangle), tem sido largamente utilizado na consideração da rigidez à flexão das lajes. O objetivo deste trabalho é apresentar o recém-formulado elemento finito de placa P15N na análise de pavimentos, bem como apresentar as diferenças e semelhanças na utilização deste elemento com o elemento finito DKT, na discretização das lajes, na determinação dos deslocamentos e esforços em pavimentos. Para a realização das análises descritas, desenvolveu-se um programa computacional em linguagem de programação FORTRAN 90. Vários exemplos numéricos são apresentados; In the area of floor analysis, many studies have already been carried out taking into account different considerations and always aiming to improve the models which represent the structural behavior. The finite element method has shown to be one of the principal methods for the resolution of this problem...

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 PT
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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...

Método dos elementos finitos generalizados para análise de estruturas em cascas de revolução; Generalized finite element method to analysis of structures in revolution shell

Mangini, Marlos
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 08/12/2006 PT
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O presente trabalho está inserido no campo de estudo das cascas axissimétricas, tendo como objetivo a análise de seu comportamento estrutural mediante o desenvolvimento e aplicação de uma ferramenta numérica baseada no método dos elementos finitos generalizados. A utilização desse recurso é uma alternativa eficaz e difere do método dos elementos finitos convencional pela possibilidade de enriquecimento nodal das funções de aproximação. Como resultado pode-se dispensar o uso de redes muito refinadas. Com o intuito de evidenciar as vantagens do método adotado são apresentados exemplos comparando-se as soluções numéricas obtidas com soluções analíticas ou numéricas geradas com o do método dos elementos finitos convencional. Os resultados obtidos com um pequeno número de elementos finitos e com enriquecimento por funções polinomiais, mostraram-se convergentes já nos primeiros graus de enriquecimento. Desenvolve-se uma análise complementar de convergência baseada em estimativa de erro, mostrando que a metodologia adotada pode proporcionar melhores taxas de convergência em relação ao refino h quando predomina a regularidade da solução. A mesma análise aponta que a combinação dos refinos h e p pode levar a resultados mais precisos...

Estudo de correlação do comportamento de pontos de solda em corpos de prova pelo método dos elementos finitos.; Correlation study of spot welded specimens' behavior using element method.

Rossi, Gilvan Prada
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 10/05/2007 PT
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A soldagem a ponto por resistência é o processo de união de partes mais comum utilizado na indústria automobilística. Vários métodos de representação de pontos de solda estão disponíveis, e este trabalho se propõe comparar dois métodos de modelagem de pontos de solda através de um estudo de correlação, em termos da força máxima suportada pela junta soldada, entre os resultados de testes virtuais e de laboratório. Estes métodos de representação dos pontos de solda são os elementos de viga e os elementos sólidos. Os testes utilizados neste estudo de correlação carregam o corpo de provas sob ação de forças de cisalhamento e normal aplicadas diretamente no ponto de solda. E para completar este estudo de correlação, o entendimento dos modos e critérios de falha de juntas soldadas também é necessário. Os modelos de elementos finitos dos corpos de prova gerados para serem testados sob condições de cisalhamento e de força normal são detalhados pela apresentação dos tipos de materiais, elementos, formulações de contato e carregamento utilizados. Estes modelos foram analisados pelo LS-DYNA, que é um código de elementos finitos de propósito geral para análise de respostas dinâmicas provenientes de grandes deformações de estruturas. Da mesma forma...

Desenvolvimento de uma plataforma computacional para análise via método dos elementos finitos de estruturas de concreto armado convencional e reforçado com fibras de aço.; Development of a computational platform for the analysis through the finite element method of reinforced concrete structures and steel fiber reinforced concrete.

Bitencourt Júnior, Luís Antônio Guimarães
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 19/06/2009 PT
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Neste trabalho foi desenvolvida uma plataforma computacional para análise via método dos elementos finitos de estruturas de concreto armado convencional e reforçado com fibras de aço. A ferramenta numérica desenvolvida foi obtida por meio do acoplamento do programa FEMOOP, denominado solver com o pré e pós-processador GiD. Esse acoplamento foi possibilitado por meio da programação de um conjunto de arquivos denominados arquivos de customização, responsáveis pelo trabalho conjunto dos programas. Utiliza-se uma única interface gráfica com caixas de diálogo vinculadas ao código do solver, responsáveis por aplicar as condições de contorno do problema, tipo de análise, e aplicação dos materiais nos seus respectivos elementos finitos. Para a representação do concreto, foram implementados elementos finitos planos isoparamétricos quadrilaterais e triangulares e para as armaduras elementos finitos isoparamétricos unifilares lineares e quadráticos representados por meio do modelo discreto. Para o comportamento do concreto, foi considerado um modelo elástico não-linear com comportamento isotrópico até o limite de ruptura, acoplado a um modelo de amolecimento linear na tração. As fissuras são representadas pelo modelo de fissuração distribuída do tipo rotacional. Como critério de resistência para o concreto podem-se usar o modelo de Ottosen ou o modelo de Willam e Warnke de cinco parâmetros implementados na plataforma. Especificamente para considerar a presença de fibras de aço descontínuas na matriz de concreto...

Emprego de formulações não-convencionais de elementos finitos na análise linear bidimensional de sólidos com múltiplas fissuras; Use of non-conventional formulations of finite element method in the analysis of linear two-dimensional solids with multiple cracks

Argôlo, Higor Sérgio Dantas de
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 24/09/2010 PT
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O trabalho trata da utilização de formulações não-convencionais de elementos finitos na obtenção de fatores de intensidade de tensão associados a múltiplas fissuras distribuídas num domínio bidimensional. A formulação do problema de múltiplas fissuras baseia-se numa abordagem de sobreposição proposta pelo Método da Partição ("Splitting Method"). Segundo essa abordagem a solução do problema pode ser encontrada a partir da sobreposição de três subproblemas combinados de tal forma que o fluxo de tensão resultante nas faces das fissuras seja nulo. O uso do Método dos Elementos Finitos (MEF) em sua forma convencional pode requerer um refinamento excessivo da rede nesse tipo de problema, aumentando o custo computacional da análise. Objetivando reduzir este custo, empregam-se duas formulações não-convencionais, de forma independente, num dos subproblemas, dito local: a formulação híbrido-Trefftz de tensão e o Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). Na formulação híbrido-Trefftz é adotado o recurso do enriquecimento seletivo mediante o refrno- p na aproximação dos campos de deslocamento no contorno do elemento. Já com relação ao MEFG, empregam-se funções polinomiais e a solução analítica da mecânica da fratura como funções enriquecedoras. Exemplos de simulação numérica são apresentados no sentido de comprovar que a utilização dessas formulações não-convencionais juntamente com o Método da Partição viabiliza a obtenção de resultados com boa aproximação com recurso a redes pouco refinadas...

Um estudo de percolação em barragens de terra, em regimes permanente e transiente, com a aplicação do método de elementos finitos

Alberti, Mauro Edson
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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Este trabalho apresenta um estudo de fluxo de água em barragens de terra, em regimes permanente e transiente, com a utilização do Método de Elementos Finitos. No estudo de fluxo em regime permanente duas formas de abordar o problema são apresentadas e comparadas. A primeira considera, para a discretização da malha de elementos finitos, somente a região saturada, de maneira que a linha freática é obtida através de ajustes desta malha de elementos finitos. A segunda considera toda a região saturada-insaturada, sendo discretizado todo o domínio físico da barragem. A malha de elementos finitos não é modificada ao longo das iterações e a linha freática é obtida por interpolação dentro dos elementos, em função dos valores nodais do potencial de pressões. O desenvolvimento teórico das equações utilizadas para as duas formas de abardagem é apresentado, mostrando onde elas diferem entre si. No estudo de fluxo em regime transiente é utilizado apenas o esquema de malha fixa de elementos finitos.; This work presents a steady-state and transient fluid flow study in earth dams using the Finite Element Method. In the steady-state fluid flow study, two approaches are presented and compared. Ths first one considers a finite element mesh discratization of only the saturated zone...

Análise probabilística de vigas de concreto armado recuperadas à flexão, através do método de Monte Carlo utilizando um modelo de elementos finitos; Probabilistic analysis of reinforced concrete beams rehabilitated for flexure, through the Monte Carlo method using a Finite Element model

Paliga, Charlei Marcelo
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
POR
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O objetivo deste trabalho é apresentar um modelo para análise probabilística de vigas de concreto armado recuperadas à flexão, através da utilização conjunta do método de simulação de Monte Carlo e do método dos Elementos Finitos. Para uma análise da confiabilidade, foram projetadas vigas de concreto armado seguindo as recomendações da NRR 6118:2003. Após, foi considerado que as armaduras tracionadas de flexão sofreram reduções de 10%, 20% e 30% na sua área da seção transversal, sendo, então, feita uma análise da segurança estrutural remanescente. Para o projeto de recuperação das vigas danificadas, estão apresentados os procedimentos do Bulletin 14 da fédération internationale du béton (fib) para o dimensionamento de sistemas de reforço com material compósito colado externamente às estruturas. Assim, a confiabilidade destas vigas recuperadas pôde ser estimada e comparada à confiabilidade das vigas originais. Dentro do processo de simulação, a resposta em termos da carga de ruptura das vigas de concreto armado recuperadas foi obtida através de uma análise numérica não-linear utilizando um modelo de elementos finitos. Devido à importância do deslizamento entre o substrato de concreto e o sistema de reforço estrutural...

Modelos constitutivos para análise tridimensional de estruturas de concreto armado através do método dos elementos finitos

Bono, Giuliana Furtado Franca
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
POR
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Neste trabalho apresenta-se um modelo numérico abrangente para análise tridimensional de estruturas de concreto armado submetidas a cargas monótonas e cíclicas, utilizando o método dos elementos finitos. O modelo constitutivo proposto para o concreto é um modelo ortotrópico que segue a teoria de elasticidade não-linear. Neste modelo, aplica-se o conceito de deformação uniaxial equivalente para determinar o comportamento triaxial do concreto, através de três curvas tensão-deformação uniaxiais equivalentes, facilitando a simulação de seu comportamento e permitindo uma boa aproximação com os resultados experimentais. O modelo descreve bem a resposta do concreto solicitado por diversos tipos de carregamentos, sendo capaz de representar o esmagamento e a fissuração do concreto. A implementação em elementos finitos está baseada na consideração de fissuras distribuídas com as fissuras girando segundo as direções de tensões principais. Para a simulação de cargas cíclicas, considera-se a curva de Popovics-Saenz modificada, introduzindo-se algumas alterações nas coordenadas da origem e do pico desta curva tensão-deformação uniaxial equivalente, quando o concreto for submetido a processos de descarga e recarga. O comportamento do aço é descrito por um modelo constitutivo uniaxial. Para modelar este comportamento quando solicitado por cargas monótonas...

Aspects of the discretized peridynamic theory and the finite element method for concurrent multiscale simulation : Aspectos da teoria peridinâmica discretizada e do método dos elementos finitos para simulação em múltiplas escalas concorrentes; Aspectos da teoria peridinâmica discretizada e do método dos elementos finitos para simulação em múltiplas escalas concorrentes

Fabiano Fernandes Bargos
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 28/02/2013 PT
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Nesse trabalho, considera-se a simulação em múltiplas escalas concorrentes, usando a teoria peridinâmica e a elasticidade clássica, para a simulação de problemas de engenharia. Primeiramente a teoria peridinâmica em uma dimensão é estudada em detalhes com o foco na aplicação de condições de contorno de Dirichlet. Problemas de estado plano de tensão em chapas com e sem furo são considerados. É proposto um método de pós-processamento dos resultados de peridinâmica para o cálculo das tensões no material. Em seguida, a peridinâmica discretizada é acoplada ao método dos elementos finitos por meio de dois diferentes programas de computador, um especializado em peridinâmica e o outro em elementos finitos. A modelagem acoplada é usada para prever a formação e a propagação de uma trinca em uma chapa com furo. O fenômeno macroscópico de formação e propagação de trincas é resultado de processos físicos com origem na escala atomística. No entanto, as simulações existentes deste tipo problema são normalmente feitas com abordagens baseadas na teoria do contínuo, como a mecânica da fratura e o dano contínuo, que não consideram aspectos atomísticos do problema. A teoria peridinâmica é uma formulação da mecânica do contínuo em termos de equações integrais...

Finite element analysis of the simulated mechanical stresses in molar occlusion in the pterygoid pillar of a human skull = : Análise de elementos finitos das tensões mecânicas simuladas em oclusão molar no pilar pterigoideo de um crânio humano; Análise de elementos finitos das tensões mecânicas simuladas em oclusão molar no pilar pterigoideo de um crânio humano

Elisa Camila Santos Rolfini
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 09/12/2014 PT
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O esqueleto facial é formado por uma estrutura ideal para resistir às forças mastigatórias. O pilar pterigoideo suporta as tensões provenientes da mastigação posterior. O objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição das tensões mecânicas simuladas no pilar pterigoideo, baseado em sua geometria, por meio da análise de elementos finitos. Foi selecionada uma tomografia computadorizada de um crânio humano seco do Laboratório de Elementos Finitos, Departamento de Morfologia, Área Anatomia, FOP / UNICAMP. No laboratório de Elementos Finitos foi utilizado o software InVesalius 3.0 (Brasil) para a realização da segmentação das imagens da tomografia computadorizada e, assim, selecionou-se o conjunto de imagens referentes à estrutura óssea e aos dentes de interesse na análise. As estruturas segmentadas foram reconstruídas tridimensionalmente e exportadas em formato estereolitográfico (STL). Este arquivo foi importado para o software Rhinoceros 5.0 (McNeil, Assoc USA), no qual foi realizada a modelagem Bio-CAD para obtenção da geometria. O modelo geométrico (CAD) obtido foi importado ao software ANSYS v14 (USA) para realização da análise de elementos finitos. Neste software, como configuração da análise foram aplicadas as seguintes condições: simetria na superfície de corte do plano sagital mediano...

Estudo das tensões em fundações de barragens de gravidade de concreto pelo método de elementos finitos

Gutstein, Daniela
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 278 f.| il., tabs., grafs.
POR
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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...

Utilização de modelos de elementos finitos tridimensionais no cálculo estrutural de barragens de betão

Sarmento, Pedro Filipe Queiroz
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /12/2010 POR
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Este trabalho procura evidenciar a importância da escolha do tipo de elementos finitos e correspondente discretização a utilizar na análise do comportamento estrutural de barragens abóbada. Descreve-se a metodologia de cálculo utilizada na análise da resposta de barragens em regime elástico linear sob a acção do peso próprio e da pressão hidrostática com base em modelos numéricos de elementos finitos 3D. Apresentam-se sumariamente os fundamentos do método dos elementos finitos referindo-se, em particular, os elementos finitos utilizados: elemento isoparamétrico tipo cubo com 20 pontos nodais e elemento subparamétrico tipo cubo com 8 pontos nodais. Apresentam-se os programas de análise de barragens utilizados no LNEC nas fases de pré-processamento (geração de malhas de EF3D), processamento e pós-processamento, bem como o programa comercial de cálculo automático SAP2000. Analisa-se por fim o comportamento de duas barragens abóbada cuja resposta para a acção do peso e da pressão hidrostática apresenta algumas diferenças que se analisam em pormenor, nomeadamente em termos de tensões e deslocamentos utilizando vários modelos numéricos 3D (DTIN12 [LNEC] e SAP2000) com diferentes discretizações em que se utilizam os dois tipos de EF atrás referidos.

Desenvolvimento de formulações de elementos finitos para problemas de transferência de calor

Silva, Cristina Raquel Santos
Fonte: Faculdade de Ciências e Tecnologia Publicador: Faculdade de Ciências e Tecnologia
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2014 POR
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Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil de Estruturas; Neste trabalho são introduzidos os diferentes mecanismos de transferência de calor, nomeadamente a condução, convecção e radiação, e os respectivos modelos matemáticos são obtidos. A partir das equações regentes, o modelo de temperatura das formulações híbrida e híbrida-Trefftz do método dos elementos finitos é aplicado à análise do problema bidimensional da condução de calor, em regime estacionário. Para uma comparação efectiva com o modelo de elementos finitos convencionais correspondente, esta formulação é também incluída. Na formulação convencional do método, nas fronteiras entre os elementos, a condição de conformidade das temperaturas é imposta localmente, através da escolha de funções de forma para a aproximação do campo das temperaturas, enquanto a continuidade dos fluxos de calor é imposta em forma fraca. Na formulação em elementos híbridos são aproximados, de forma independente e desligada dos nós, as temperaturas no domínio e os fluxos de calor normais nas fronteiras e a continuidade das temperaturas, tanto no domínio como nas fronteiras, é imposta em forma fraca. A formulação em elementos híbridos-Trefftz é derivada da formulação híbrida correspondente...

Aplicação do método de elementos finitos semi-embutidos na simulação de vigas de concreto armado; Application of the semi-embedded finite element method in reinforced concrete beams

Del Río Gaitán, Juan David
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Dissertação
POR
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Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015.; Os métodos mais difundidos para realizar análises de concreto armado pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) são: o discreto, o distribuído (smeared) e o embutido (embedded) (Kwak & Filippou, 1990). No método discreto o processo de geração de malha é complexo devido à necessidade de condicionar a forma dos elementos sólidos com a posição dos elementos que representam a armadura. O método distribuído somente é conveniente na simulação de peças de concreto com distribuições regulares de armadura. O terceiro método, o embutido, permite que os elementos de armadura atravessem os elementos sólidos da malha mas não é possível descrever o comportamento da interface aço-concreto, onde eventualmente possa acontecer ruptura. Visando atender algumas deficiências dos métodos descritos anteriormente, surgiu o método denominado de “semi-embutido” (Durand & Farias, 2012; Durand, 2008). Este método é bastante similar ao método embutido no sentido de permitir que elementos de barra atravessem elementos sólidos, mas incorpora elementos de interface entre eles. Uma vantagem desta abordagem é de permitir simular a interface aço-concreto incluindo o deslizamento relativo. Neste contexto...

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

Correia, Carol Rodrigues
Fonte: Universidade Nova de Lisboa Publicador: Universidade Nova de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /06/2015 POR
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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...

Implementação de elementos finitos de barra e placa para a análise de esforços em tabuleiros de pontes por meio de superfícies de influência; Bar and plate finite elements implementation for the bridge deck effort distribution analysis through influence surfaces

Albuquerque, Arthur Álax de Araújo
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 09/06/2014 PT
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Este trabalho consiste em analisar os esforços em tabuleiros de pontes por meio de superfícies de influência. Para isto, o método dos elementos finitos (MEF) é utilizado e os resultados são comparados com os das tabelas de Rüsch. Os elementos finitos de barra, representando longarinas e transversinas, e placa, as lajes do tabuleiro, são implementados no código SIPlacas. Estes elementos finitos são formulados pelas teorias de viga Timoshenko e placa Reissner-Mindlin, respectivamente. Estes apresentam problema de travamento de força cortante (Shear Locking), que é contornado por duas propostas: o artifício matemático da integração reduzida e elementos finitos com campo assumido de deformação de força cortante (CADFC). Verifica-se que os elementos com aproximações quadráticas para os deslocamentos e com CADFC são os que melhor se adequam à proposta de análise da presente pesquisa. Tais elementos apresentam convergência de resultados considerando estruturas com baixa discretização. Os resultados analisados foram o deslocamento, momento fletor e força cortante. Posteriormente realiza-se um estudo de caso de uma ponte em viga. O tabuleiro da ponte é calculado utilizando-se as tabelas de Rüsch e o código SIPlacas. O cálculo dos esforços pelo SIPlacas é realizado de três maneiras. Na primeira consideram-se os painéis de lajes do tabuleiro isolados; na segunda o tabuleiro está sobre apoios não deslocáveis; e na terceira...

Simulação por elementos finitos da propagação escalar de feixes opticos

Marcelo Lyra Brandão
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 05/01/1998 PT
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Este trabalho descreve o modelamento computacional da propagação em vários guias de ondas ópticos, do tipo empregado em dispositivos ópticos integrados. Este mesmo modelamento envolve a utilização de elementos finitos na solução numérico-computacional das equações de onda de Maxwell, tais como, as equações de Fresnel ou a equação de Helmholtz. Dentro desse contexto, os métodos de propagação, também chamados de métodos da propagação do feixe (BPM), podem ser divididos em dois tipos: os métodos do operador completo (FOM's) e os métodos do operador particionado (SOM's). Recentemente, sérias instabilidades e problemas envolvendo precisão tornaram-se evidentes nos esquemas convencionais tridimensionais com elementos finitos do tipo 'split-operator'. Desse modo, um novo, estável e preciso esquema tridimensional (3D) baseado em elementos finitos e na técnica 'split-operator', é descrito aqui para a análise da propagação escalar de guias de onda ópticos com seção transversal arbitrária, incluindo estruturas z-variantes e com dielétricos não-lineares e não-homogêneos. O presente algoritmo supera estes problemas através da preservação de todas as características atrativas da técnica do operador particionado. Devido à discretização por elementos finitos...

Vigas y marcos planos analizados por el método de elementos finitos

Toro Duque, Julián David
Fonte: Universidad Tecnológica de Pereira; Facultad Ingeniería Mecánica Publicador: Universidad Tecnológica de Pereira; Facultad Ingeniería Mecánica
Tipo: Tese de Doutorado Formato: PDF
ES
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Este trabajo cuenta con seis capítulos realizados con base en las necesidades creadas mediante el objetivo a cumplir, donde se explican las diferentes herramientas a utilizar para el desarrollo del software. Este software tendrá en su algoritmo implícito el método de elementos finitos para sistemas discretos, obtenido con la minimización de la energía potencial de los elementos cargados. Por medio de esto se obtienen una serie de matrices donde al interactuar unas con otras mediante operaciones básicas (algebra de matrices) se llega a resultados confiables haciendo cumplir las condiciones iniciales o condiciones de frontera del problema que se desea solucionar. Inicialmente se da un breve recuento del algebra de matrices haciendo énfasis en lo estrictamente utilizado para la creación del software, luego se incluye un marco teórico donde se toca la resistencia de materiales, ya que este es el tema base de los problemas a solucionar, con lo cual se da lugar al estudio de vigas y marcos planos desde su definición hasta principales características dando lugar al estudio de los elementos finitos enfocados al análisis discreto propio para la solución del tipo de problemas a estudiar. Conociendo cada uno de los posibles problemas se da inicio con la introducción al lenguaje de programación utilizado denominado Matlab y su posterior aplicación para el cumplimiento del objetivo inicialmente planteado. Con la inclusión del método de elementos finitos a la programación por medio de la plataforma de Matlab se realizó una serie de programas en su totalidad seis donde cada uno tiene una amplia aplicación en lo que respecta a vigas y marcos planos con unidades de sistema internacional y sistema ingles.

Seleção do parâmetro da malha de elementos finitos na aproximação de problemas de ondas estacionárias

Sebold, Jean Eduardo
Fonte: Universidade Federal do Paraná Publicador: Universidade Federal do Paraná
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 101 f. : il. grafs., tabs.; application/pdf
PORTUGUêS
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Orientador : Prof. Dr. Luiz Alkimin de lacerda; Coorientador : Prof. Dr. José Antonio Marques Carrer; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 29/07//2015; Inclui referências : f. 66-69; Área de concentração : Programação matemática; Resumo: Esta tese trata de uma análise numérica capaz de gerar um parâmetro inicial para orientar a discretização malha de elementos finitos, de modo que seja possível controlar os efeitos dispersivos causados pela aproximação de funções/solução de problemas envolvendo ondas acústicas e eletromagnéticas em duas dimensões. Para abordar problemas relacionados com ondas acústicas, onde as condições de contorno são fracamente impostas, é considerado um problema auxiliar, no qual condições de contorno homogêneas são definidas. A versão homogênea permite aproximar funções com suporte, e a partir disso, obter uma solução para o caso geral no que se diz respeito a condições de contorno não homogêneas. Um espaço de elementos finitos de segunda ordem é utilizado para definir funções de base hierárquicas para a aproximação. O resultado dos experimentos apontam para uma dispersão numérica da solução aproximada...