Academic literature on the topic 'Método dos elementos finitos'

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, denominado de inf-sup teste, desenvolvido com base no trabalho de Chapelle e Bathe (1993). Exemplos numéricos revelam que a FHMT é uma interessante alternativa para obtenção de boas estimativas para os campos de tensões e deslocamentos, usando-se enriquecimento sobre alguns nós de malhas pouco refinadas<br>This work presents a combination of hybrid-mixed stress model formulation (HMSMF) (Freitas et al. (1996)), to treat plane elasticity problems, with generalized finite element method (GFEM), (Duarte et al. (2000)). GFEM is characterized as a nonconventional formulation of the finite element method (FEM). GFEM is the result of the incorporation of concepts and techniques from meshless methods. One example of these techniques is the nodal enrichment that was formulated in the “hp” clouds method. Since two fields in domain (stress and displacement) and one in boundary (displacement) are approximated in the HMSMF, different possibilities of nodal enrichment are tested. For the discretization of the hybrid-mixed model quadrilateral finite elements with bilinear shape functions for the domain and linear elements for the boundary were employed. These functions are enriched with polynomial functions, trigonometric functions, polynomials that generate self-equilibrated stress distribution, or, even special functions connected with solutions of fracture problems. An extension of the numerical test cited in Zienkiewicz et al. (1986) is proposed as initial investigation of necessary conditions to assure the stability of the numerical answer. The stability study is completed with the analysis of the Babuška-Brezzi (inf-sup) condition. This last condition is applied to hybrid-mixed enrichment quadrilaterals finite elements by means of a numerical test, denominated inf-sup test, which was developed based on paper of Chapelle and Bathe (1993). Numerical examples reveal that HMSMF is an interesting alternative to obtain good estimates of the stress and displacement fields, using enrichment over some nodes of poor meshes

En el presente trabajo de tesis se expone la solución de la formulación débil de la Elastostática con funciones de aproximación o interpolación libres de malla; se estudia la unicidad de la formulación débil con ayuda del lema Korn y el teorema de Lax, la exposición del desarrollo de la formulación débil se hace con teoría de espacios funcionales, se deduce también la representación en el espacio de distribuciones de la ecuación elíptica de Poisson. Finalmente, se presentan algunos ejemplos de estado plano de esfuerzos y deformaciones<br>This thesis work presents the solution of Elastostatic weak formulation with mesh-free approximation functions or interpolation functions. The uniqueness of the weak formulation using the Korn lemma and Lax theorem is studied, the exposure of weak formulation development is made with the theory of functional spaces. The representation in the distributions space of the Poisson´s elliptical equation is studied. Finally some examples of plain state of stresses and strains are presented

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 3772690 bytes, checksum: e032df086ce22dd8ceaa668979d9ed25 (MD5) Previous issue date: 2012-10-30<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>This work deals with the analysis of soil-structure interaction modeling of pipeline problems in static behavior using the coupling between Finite Element Method (FEM) and Boundary Element Method (BEM).The representation of the pipe is made by MEF using two finite elements in the cylindrical panel: The first, formulated from the classical theory of cylindrical shells by assumptions of Donnel and initially proposed by Djoudi & Bahai, using the Assumed Strain Based Model. The second formulated from the theory of equivalent discrete layers (Layerwise Theory), proposed by J. N. Reddy. The soil is represented by elastic continum infinite or semi-infinite and modeled using boundary elements with special curved surface, associated with cylindrical panel, used to represent the soil-structure interaction within the soil, especially at the contact surface with the pipe. Besides the mathematical representation of the model, this work propose a library DLL (Dynamic Link Library) written using the object-oriented programming (OOP) for processing soil structure interaction problems and a user-friendly environment built using the ObjectARX library for customizing AutoCAD.<br>Neste trabalho aborda-se a análise da interação solo-estrutura para modelagem de problemas de dutos em regime estático através do acoplamento entre o método dos Elementos Finitos (MEF) e o método dos elementos de contorno (MEC). A representação do duto homogêneo ou laminado é feita pelo MEF utilizando-se dois elementos finitos na forma de um painel cilíndrico: O primeiro foi desenvolvido a partir do modelo isotrópico homogêneo proposto inicialmente por Djoudi e Bahai, que utiliza a filosofia do modelo de deformações assumidas (Assumed Strain Based Model). O segundo foi proposto por Reddy e é baseado na teoria de camadas equivalentes discretas (Layerwise Theory). O solo é admitido ser um contínuo elástico infinito ou semi-infinito e modelado pelo MEC onde elementos de contorno especiais são propostos com superfície curva ou bordos curvos para representar a interação solo-estrutura principalmente nas superfícies de contato com o duto. Além da representação matemática do modelo da interação solo-estrutura, é proposta uma biblioteca DLL (Dynamic Link Library) escrita utilizando-se a filosofia de programação orientada a objetos (POO) para o processamento de problemas de interação solo estrutura e um ambiente amigável ao usuário construído a partir da biblioteca ObjectARX para customização do AutoCAD.

Orientador : Hugo Enrique Hernandez Figueroa<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação<br>Made available in DSpace on 2018-07-27T17:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Correa_MarioAparecido_M.pdf: 4285270 bytes, checksum: 4525524630a7c23f3fa0cc818e72a548 (MD5) Previous issue date: 2001<br>Resumo: Apresenta-se um ambiente de simulação computacional, desenvolvido sobre a plataforma MATLAB, para diversos problemas e efeitos eletromagnéticos. Pela sua versatilidade e abrangência o Método dos Elementos Finitos foi adotado na resolução das equações correspondentes, derivadas das Equações de Maxwell. Aspectos computacionais e vários exemplos de aplicação são discutidos em detalhe. A técnica de simulação pelo Método de Elementos Finitos vem sendo largamente utilizada em diversos ramos da engenharia e, em especial, como auxiliar no modelamento de dispositivos baseados em ondas eletromagnéticas. Por outro lado, com uma difusão no meio científico e industrial já bastante ampla, o MATLAB tem se mostrado como uma poderosa ferramenta para o desenvolvimento,testes e implementação dos mais variados algoritmos de computação numérica. Aliar o ambiente do MATLAB às técnicas de programação para o Método de Elementos Finitos torna-se uma tarefa quase que natural se, levarmos em consideração o aspecto matricial do método e, as funcionalidades de manipulação matricial do ambiente. Isto motivou a concepção da toolbox meftoot apresentada neste trabalho em detalhe, a qual tem por filosofia ser um Ambiente MATLAB - Elementos Finitos para Eletromagnetismo<br>Abstract: A computational simulation environmentis presented, which was developed over the MATLAB platfonn, for a variety of electromagnetic problems and effects. Due to its versatility and wide scope, the Finite Element Method was adopted for the solutionof the corresponding equations,which are derived from the Maxwell's Equations. Computational aspects and several illustrative examples are discussed in detail. The simulation technique for the Finite Element Method has been broadly used in several branches of engineering and, especially, as an effective aid in the modeling of wave electromagnetic devices. On the other hand,with a very wide diffusion in the scientific and industrial market, MATLAB has shown itself as a powerful tool for the development, test and implementation of a large variety of routines for numerical computation. The merge between MATLAB and the Finite Element programming techniques becomes an almost natural task, if we take into account the characteristics of the method and the MATLAB's functionality to manipulate arrays, in an efficient and effective manner. This motivated the conception of the toolbox presented here, called meftool, which has for philosophy o be a MATLAB-Finite Element Environment for Electromagnetics<br>Mestrado<br>Telecomunicações e Telemática<br>Mestre em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-03-02Bitstream added on 2014-06-13T18:34:52Z : No. of bitstreams: 1 spinelli_ha_me_guara.pdf: 5696262 bytes, checksum: a92c7f3bfcf7f018cb912356a4d4638c (MD5)<br>Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)<br>Universidade Estadual Paulista (UNESP)<br>Revestimento de estruturas aeronaúticas são, em sua maioria, unidos por meio de juntas rebitadas. Para o dimensionamento dessas juntas deverão ser consideradas não somente a resistência das mesmas diante de condições limites de carregamento estático, mas também sua resistência a fadiga quando sujeitas a carregamento cíclico e sua resistência residual no eventual surgimento de trincas. Nesta dissertação são estudadas duas juntas: sobreposta e de topo simples. A modelagem das juntas é feita no software de elementos finitos ANSYS. O objetivo das simulações é reproduzir, de maneira satisfatória, o comportamento das mesmas quando submetida a esforços de tração monotônica. Há uma grande preocupação com simulação do comportamento dos rebites durante o tracionamento das juntas. Comparando os reultados das análises e os resultados dos ensaios (extensômetros e fotoelasticidade). é então proposta uma nova modelagem para os rebites. Por fim, é estudada a excentricidade que as juntas sobreposta e de topo simples apresentam, através da análise teórica do comportamento da tensão do momento secundário e do fator de momento não linear.<br>Aerospace structure surface are mostly, united with rivet joint. These joint specifications must include the limit resistance within static charging conditions as well the limit resistance for fatigue within cyclic charging and residual resistance in eventual crack show up. In this paper two type ofjoint were studied; overlap and top. The modelings were done in ANSYS, infinity element software. The Main objective in these simulations is to reproduce, in a satisfactory manner, the behavior of these joint when subject to monotonic traction stress. There is a major concern about the rivet behavior simulation during joint traction experiments. Comparing the analyses and the results of these essay (strain gages and photoelasticity) a new rivet modeling is proposal. In thes paper, it is also studied the overlap joint and top joint eccentricity behavior thru a theoretical secondary moment tension behavior analysis and also the non-linear moment factor.

O trabalho tem como objetivo a utilização do método dos elementos finitos para o cálculo da durabilidade de componentes mecânicos. Para isso, foi desenvolvido um estudo de caso que contempla, passo a passo, a metodologia utilizada. Um conjunto knuckle assembly dianteiro de um veículo off-road, fornecido por uma montadora nacional foi utilizado no estudo de caso. A geometria foi discretizada e modelada em software de pré-processamento em elementos finitos, o MSC.Patran®. Em seguida, foi submetida à análise estática no solver MSC.Nastran® para enfim obter-se o cálculo de durabilidade através do solver Fatigue®. Uma extensa revisão teórica foi realizada a fim de que o estudo tivesse embasamento teórico.<br>The work has as objective the use of the finite elements method for the calculation of the components durability. A case study using the proposal methodology was developed. A front set knuckle assembly of an off-road vehicle, supplied by a national assembly company was used in the case study. Geometry was discretized and shaped in software of pre-processing in finite elements, the MSC.Patran®. After that, it was submitted to the static analysis using the solver MSC.Nastran®, and the durability calculation using the solver Fatigue®. An extensive theoretical revision was carried through so that the study had theoretical basement.

Orientadores: José Roberto Nunhez, Nicolas Spogis<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química<br>Made available in DSpace on 2018-08-17T20:12:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nasato_DanielSchiochet_M.pdf: 8429075 bytes, checksum: 08b5ea34c892e0a82506be022a1613ee (MD5) Previous issue date: 2011<br>Resumo: Este trabalho propõe um acoplamento entre o método dos elementos discretos (DEM), utilizado para simular o manuseio de materiais particulados, e o método dos elementos finitos (FEM), utilizado para estimar respostas estruturais a uma dada condição de carregamento. O acoplamento é de 1 via, onde as forças na estrutura calculadas pelo software de DEM são passadas ao software de FEM. Foi proposta uma validação numérica a fim de avaliar a precisão do acoplamento em passar as forças do software de DEM para o software de FEM. Apenas efeitos estáticos são avaliados neste primeiro teste. Uma validação experimental foi realizada utilizando-se medidas em um tanque de mistura, permitindo assim a captura de efeitos dinâmicos das partículas. Com o modelo desenvolvido e validado, foram realizadas simulações em um equipamento industrial utilizando os softwares de DEM e FEM e o acoplamento desenvolvido, como parte de um projeto realizado com uma empresa do setor de mineração<br>Abstract: This work proposes a coupling between the discrete element method (DEM), used to simulate bulk materials handling, and the finite element method (FEM), used to simulate structural response to a certain loading condition. It is a one-way coupling, where the forces in the structure calculated by the DEM software are sent to the FEM software. It was proposed a numerical validation in order to evaluate the precision of the coupling to pass the forces from the DEM to the FEM software. Only static effects are evaluated in this initial test. An experimental validation was done using data measured from a mixing tank, allowing dynamic effects to be considered. With the model developed and validated simulations were done in industrial equipment using DEM and FEM software and the developed coupling, as part of a project with a mining sector company<br>Mestrado<br>Desenvolvimento de Processos Químicos<br>Mestre em Engenharia Química

Dissertação apresentada na faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica<br>A presente dissertação aborda a aplicação do método dos elementos finitos em estruturas constituídas por vigas. É considerado que as vigas que constituem a estrutura sofrem grandes deslocamentos (afastando-se da configuração inicial) mas deformações de pequena amplitude devido à elevada esbelteza das mesmas. O pressuposto descrito é onde se baseia a formulação corrotacional. Nestas situações, uma vez que não existe uma proporcionalidade directa entre forças e deslocamentos, está-se na presença de análises não lineares. Este tipo de análise necessita de um processo iterativo para a sua resolução, uma vez que as equações que regem o comportamento da estrutura dependem da configuração deformada, ou seja, as equações de equilíbrio da estrutura necessitam de ser actualizadas durante o processo. Nesta dissertação utiliza-se o método de Newton-Raphson, o qual, adaptado, passa a um processo incremental-iterativo. Dos conceitos teóricos passa-se à construção do algoritmo “PEFNL-2D” capaz de estudar as situações descritas. Foram criadas quatro versões distintas do referido programa, que são testadas em diversos exemplos. Uma das quatro versões testadas mostrou ser a mais adequada, uma vez que demonstra versatilidade para todos os exemplos efectuados e apresenta uma boa precisão nos resultados.

Orientador: Marco Lucio Bittencourt<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica<br>Made available in DSpace on 2018-08-18T15:16:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Furlan_FelipeAdolvandoCorreia_M.pdf: 1842661 bytes, checksum: 69ed6fc529cf4f757f3c8a2f42e20518 (MD5) Previous issue date: 2011<br>Resumo: O presente trabalho apresenta algoritmos locais de integração explícitos e implícitos aplicados ao método de elementos finitos de alta ordem, baseados na decomposição por autovetores das matrizes de massa e rigidez. O procedimento de solução é realizado para cada elemento da malha e os resultados são suavizados no contorno dos elementos usando a aproximação por mínimos quadrados. Consideraram-se os métodos de diferença central e Newmark para o desenvolvimento dos procedimentos de solução elemento por elemento. No algoritmo local explícito, observou-se que as soluções convergem para as soluções globais obtidas com a matriz de massa consistente. O algoritmo local implícito necessitou de subiterações para alcançar convergência. Exemplos bi e tridimensionais de elasticidade linear e não linear são apresentados. Os resultados mostraram precisão apropriada para problemas com solução analítica. Exemplos maiores também foram apresentados com resultados satisfatórios<br>Abstract: This work presents explicit and implicit local integration algorithms applied to the high-order finite element method, based on the eigenvalue decomposition of the elemental mass and stiffness matrices. The solution procedure is performed for each element of the mesh and the results are smoothed on the boundary of the elements using the least square approximation. The central difference and Newmark methods were considered for developing the element by element solution procedures. For the local explicit algorithm, it was observed that the solutions converge for the global solutions obtained with the consistent mass matrix. The local implicit algorithm required subiterations to achieve convergence. Two-dimensional and three-dimensional examples of linear and non-linear elasticity are presented. Results showed appropriate accuracy for problems with analytical solution. Larger examples are also presented with satisfactory results<br>Mestrado<br>Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico<br>Mestre em Engenharia Mecânica

Implementamos um algoritmo de multi-grid em dois códigos de elementos finitos. Um deles resolve problemas unidimensionais e, o outro, bidimensionais. O algoritmo se baseia no conceito de bases hierárquicas. Desenvolvemos uma estrutura de dados que facilita bastante o cômputo dos operadores de restrição e interpolação. Os programas de elementos finitos foram testados em diferentes problemas de valor no contorno. Os resultados obtifdos foram apresentados em gráficos, confirmando a eficiência do método de multi-grid para acelerar a convergência dos processos iterativos de Jacobi, Gauss-Seidel e gradiente conjugado na resolução de problemas elípticos.