Dissertations / Theses: 'Método dos elementos finitos'

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Góis, Wesley. "Método dos elementos finitos generalizados em formulação variacional mista." Universidade de São Paulo, 2004. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-14072006-112127/.

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Abstract:

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 Babuka-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 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 Babuka-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

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Flores, González Leonardo. "Métodos sin malla como alternativa al método de elementos finitos." Universidad Nacional de Ingeniería. Programa Cybertesis PERÚ, 2011. http://cybertesis.uni.edu.pe/uni/2011/flores_gl/html/index-frames.html.

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Abstract:

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 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

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Menezes, Junior Raimundo Aprigio de. "Análise estática de dutos enterrados pelo acoplamento entre o método dos elementos finitos e o método dos elementos de contorno." Universidade Federal da Paraíba, 2012. http://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/handle/tede/5344.

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Abstract:

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 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior 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. 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.

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Correa, Mario Aparecido. "Ambiente MATLAB - elementos finitos para eletromagnetismo." [s.n.], 2001. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/258907.

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Abstract:

Orientador : Hugo Enrique Hernandez Figueroa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação 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 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 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 Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

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Spinelli, Hione de Aquino [UNESP]. "Análise estrutural de juntas rebitadas de uso aeronaútico." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2004. http://hdl.handle.net/11449/97082.

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Abstract:

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) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Universidade Estadual Paulista (UNESP) 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. 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.

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Mendes, Michele Marim. "Utilização do método dos elementos finitos para cálculo de durabilidade de componentes mecânicos." Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-04012010-135734/.

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Abstract:

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. 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.

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Nasato, Daniel Schiochet. "Desenvolvimento de acoplamento númerico entre o método dos elementos discretos (DEM) e o método dos elementos finitos." [s.n.], 2011. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266925.

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Abstract:

Orientadores: José Roberto Nunhez, Nicolas Spogis Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química 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 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 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 Mestrado Desenvolvimento de Processos Químicos Mestre em Engenharia Química

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Carvalho, Miguel Filipe Magalhães Soares de. "Formulação corrotacional para análise de vigas com elementos finitos." Master's thesis, Faculdade de CIências e Tecnologia, 2010. http://hdl.handle.net/10362/4109.

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Abstract:

Dissertação apresentada na faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica 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.

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Furlan, Felipe Adolvando Correia. "Métodos locais de integração explícito e implícito aplicados ao método de elementos finitos de alta ordem." [s.n.], 2011. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263464.

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Abstract:

Orientador: Marco Lucio Bittencourt Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica 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 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 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 Mestrado Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico Mestre em Engenharia Mecânica

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Silva, Arlenes Silvino da. "Técnica de multi-grid aplicada ao método dos elementos finitos." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 1990. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1542.

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Abstract:

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.

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NASCIMENTO, Francisco Rogério Teixeira do. "Cálculo de campos magnetostáticos com precisão utilizando o método dos elementos finitos." reponame:Repositório Institucional do IEN, 2013. http://hdl.handle.net/ien/526.

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Abstract:

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-11-04T17:42:53Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2013_07.pdf: 2195595 bytes, checksum: cd3bc8ec1ed139577c939ef3ad656a75 (MD5) Made available in DSpace on 2013-11-04T17:42:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2013_07.pdf: 2195595 bytes, checksum: cd3bc8ec1ed139577c939ef3ad656a75 (MD5) O objetivo principal deste trabalho é simular campos eletromagnéticos utilizando o Método dos Elementos Finitos. Mesmo nos casos mais acadêmicos de simulação numérica da eletrostática e da magnetostática dificuldades aparecem quando o elemento finito nodal é utilizado. A modelagem de campos vetoriais com funções escalares, principalmente em materiais heterogêneos, podem não apresentar os melhores resultados. Com o objetivo de resolver estes problemas, dois tipos de técnicas são experimentadas: o uso de remalhagem adaptativa para elementos finitos nodais e a utilização de elemento finito de aresta que assegura a continuidade dos componentes tangenciais. Na análise numérica são abordados alguns problemas eletromagnéticos simples tais como os guias de onda imersos em materiais homogêneos e heterogêneos, materiais ferromagnéticos submetidos a uma densidade de campo magnética constante ou ainda sujeitos a uma densidade de corrente. No caso dos guias de onda, os campos são discretizados utilizando o método dos elementos finitos nodais e de arestas enquanto nos outros utiliza-se unicamente o elemento nodal. Aborda-se também a possibilidade de utilização da remalhagem adaptativa baseada em vários indicadores de erro.

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Milani, Alexandre Caio. "Análise de lajes planas protendidas pelo método dos elementos finitos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2006. http://hdl.handle.net/10183/10608.

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Abstract:

Na construção civil atual, existe uma tendência de crescimento da automatização do projeto, visando o desenvolvimento de soluções personalizadas a fim de fugir das indesejadas repetições arquitetônicas. Dentro desta tendência, as lajes planas protendidas proporcionam grande flexibilidade de layout, maior rapidez na execução da estrutura e diminuição do número de pilares, proporcionando ganhos de área útil. Um dos principais esquemas estruturais adotados para representar lajes planas protendidas é a laje lisa, com ou sem engrossamento na região dos pilares. As lajes lisas apresentam vantagens em relação às demais (nervuradas e outras), sobretudo do ponto de vista da facilidade de execução. Esta dissertação apresenta um modelo numérico para o cálculo de lajes planas lisas protendidas via Método dos Elementos Finitos.O elemento finito empregado, isoparamétrico com 8 nós, possui 5 graus de liberdade por nó: os 3 graus de liberdade referentes a teoria de Flexão de Placas de Reissner-Mindlin e os 2 graus de liberdade relativo ao Estado Plano de Tensões. A protensão é considerada através do Método de Equilíbrio de Cargas (criado por T. Y. Lin e utilizado por AALAMI (1990)), que consiste na transformação dos esforços devido aos cabos protendidos em um conjunto de cargas equivalentes. Também é proposto um modelo de cálculo para determinação da posição do cabo de protensão em elevação e das perdas imediatas da força de protensão (perdas por atrito e recuo das ancoragens). São analisadas as tensões de serviço, para verificação da deformação, e as tensões últimas a que a laje protendida pode estar submetida, para o dimensionamento das armaduras ativa e passiva. There is a recent trend, in Civil Engineering, toward automatized projects, aiming at the development of personal solutions, avoiding undesirable design repetitions. As an example, pre-tensioned plane plates give great layout flexibility, faster structural execution and reduction of the number and cross section of pillars, resulting in gains in the net area of the construction. One of the most common structures used as pre-tensioned plates is the flat slab, with or without enlargements near the pillars. The flat slab have advantages related to others (ribbed and others) mainly regarding its easier execution. These work presents a numerical model to calculate pre-tensioned flat slab by the Finite Element Method. The finite element used, isoparametric with 8 nodes, has 5 degrees of freedom per node: 3 degree of freedom regarding the Reissner-Mindlin´s plate bending theory and the 2 remaining regarding the plane stress state. The pre-tension is considered through the Load Equilibrium Method (created by T. Y. Lin and used AALAMI (1990)). The method consists in the transformation of loads due to pre-tensioned cables in one assemble of equivalent loads. Also, it is proposed a calculus model to determine the pre-tensioned cable elevation and the instantaneous losses of the pre-tensioned forces (losses by friction and partial retreat of the anchorage). The stress and deformation in service are analyzed as well as the ultimate stresses of the pre-tensioned plate can be subjected are verified, in order to design active and passive reinforcements.

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Benazic, Renato. "Superconvergencia del gradiente para elementos finitos rectangulares." Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014. http://repositorio.pucp.edu.pe/index/handle/123456789/95574.

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Abstract:

En el presente trabajo, primeramente consideramos el Problema de Dirichlet para un operador elíptico bidimensional de segundo orden, luego describimos el espacio de elementos finitos sobre el cual trabajaremos y consideramos fórmulas de cuadratura las cuales son exactas sobre polinomios de grado cuatro en cada variable. En la sección 4 enunciamos y demostramos algunos lemas que sirven para establecer la superconvergencia del Gradiente la cual se da en la sección 5. En las secciones 6 y 7, aplicamos los resultados de superconvergencia a problemas de tipo parabólico e hiperbólico, respectivamente, usando normas y seminormas apropiadas.

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Santos, Antonio Marcos dos. "Simulações computadorizadas de fixadores internos de coluna utilizando o método dos elementos finitos." Universidade de São Paulo, 2004. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/82/82131/tde-28062005-112452/.

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Abstract:

Os problemas freqüentes de patologias ortopédicas e traumáticas da coluna vertebral envolvem a colocação de fixadores internos (parafusos longos, os quais são inseridos nos pedículos posteriores até os corpos vertebrais e conectados por fios nas hastes longitudinais podendo ser fixados em todas as posições pelas porcas). Estes fixadores foram simulados no computador através da construção de modelos geométricos dos mesmos, utilizando o software ANSYS 5.5, que consiste de várias ferramentas para análise do projeto baseado no método dos elementos finitos. Foi também utilizado um software para a modelagem das peças e do conjunto do fixador já existente chamado SOLID EDGE, e logo em seguida o mesmo foi transferido para o software ANSYS 5.5 e simulado. Esta comparação servirá como complemento para possíveis modificações das montagens, dimensões e aplicações, não necessitando de novos ensaios mecânicos na máquina universal de ensaios e sim realizando simulações computadorizadas The frequent problems of orthopedic and traumatic pathologies of the spinal column that involves the placement of an internal fixator (long screws, which are inserted in the subsequent pedicle until the vertebral and connected by bodies for wires in the longitudinal stems could be fastened in all the positions by the screw). These fixators were simulate in the computer through the construction of geometric models of the same ones, using the software ANSYS 5.5, that consists of several tools for analysis of the project based on the method of the finite elements. It was also used a software for the modelling of the pieces and of the group of the fixador already called existent SOLID EDGE, and then the same was transferred to the software ANSYS 5.5 and simulated. This comparison will serve a complement for possible modifications of the assemblies, dimensions and applications, not needing new mechanical test in the universal machine test but accomplishing computerized simulations

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Filho, Rubens Fernandes de Matos. "Análise da interação estaca-solo via combinação do Método dos Elementos Finitos com o Método dos Elementos de Contorno." Universidade de São Paulo, 1999. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-11122017-114407/.

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Neste trabalho apresenta-se uma combinação de formulações numéricas para a análise da interação estaca-solo com ou sem blocos de capeamento rígido, sujeita à carga horizontal e vertical. Nestas formulações as estacas são representadas pelo método das diferenças finitas (MDF) ou pelo método dos elementos finitos (MEF) e o solo é representado pelo método dos elementos de contorno (MEC). Na utilização do MEF, para a análise das estacas, os deslocamentos e as forças de interação foram representados por várias funções polinomiais chegando-se a um elemento finito final considerado eficiente e constituído por quatro pontos nodais, 14 parâmetros nodais, sendo quatro para deslocamentos lineares em cada uma das direções (X1, X2 e X3) e mais dois parâmetros referentes as rotações do topo da estaca em torno dos eixos X1 e X2. Os deslocamentos transversais ao longo da estaca foram representados por uma função polinomial do 4º grau e os deslocamentos axiais foram representados por uma função cúbica. Para as forças da interface nas direções X1 e X2 são utilizados funções polinomiais cúbicas. As forças de superfície cisalhantes que ocorrem ao longo do fuste da estaca são representadas por um polinômio quadrático e a tensão normal à seção da extremidade inferior da estaca é suposta constante. O maciço de solos é modelado pelo MEC como um meio contínuo, elástico-linear, semi-infinito, isótropo e homogêneo. Combinando-se estes métodos de análise, obtém-se um sistema de equações lineares representando o problema de interação estaca-solo. Após a resolução deste sistema, são obtidos os deslocamentos e rotações nos nós do elemento e as tensões de contato estaca-solo. Vários exemplos envolvendo as formulações propostas são analisados e os resultados obtidos são concordantes com os de outros autores. This work presents a mixed numerical formulation of analysis of the pile-soil interaction, with or without rigid caps, under horizontal and vertical loads. In these formulations the piles are modeled by finite difference method (FDM) or finite element method (FEM) and the soil is represented by the boundary element method (BEM). In the finite element method for the pile analysis the displacements and interactions forces with the soil were represented by several polynomials functions leading to an efficient element with four nodal points, 14 nodal parameters, where four parameters are the linear displacements for each directions (X1, X2 e X3) and two parameters for the rotations at the top of the pile. The transversal displacements along the pile were represented by a fourth degree polynomial and the axial displacements were represented by cubic functions. The interface forces in the X1 and X2 directions are represented by cubic functions. The shear contact forces along of the pile surface are approximated by a second degree polynomial and the normal tractions in the pile tip is assumed to be constant over its crosssection. The soil is modeled by BEM as an isotropic, homogeneous, semi-infinite and linear-elastic continuum. Combining these analysis methods a complete system representing a pile-soil interaction problem can be obtained and from it the displacements and the pile-soil contact tractions can be achieved. Various examples are presented and the results closely agree with others authors.

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Arruda, Lucas Sardinha de. "Aplicação do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) em otimização topológica." reponame:Repositório Institucional da UFABC, 2015.

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Orientador: Prof. Dr. Wesley Góis Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2015. Na área de otimização de estruturas, um método muito explorado é o Método de Otimização Topológica (MOT), que combina o Método dos Elementos Finitos (MEF) com um algoritmo de otimização para encontrar a distribuição ótima de material no interior do domínio de projeto da estrutura. Apesar de o MOT ser um método altamente eficiente para a determinação do layout ótimo da estrutura, o mesmo sofre com problemas de instabilidade numérica, sendo caracterizados por soluções dependentes da malha aplicada (dependência de malha), problemas de mínimo local e pelo surgimento de regiões contendo o padrão de tabuleiro de xadrez (ou checkerboard pattern, em inglês) na topologia final da estrutura. O problema de instabilidade de tabuleiro de xadrez é descrito por regiões no domínio da estrutura contendo elementos com presença e ausência de material, distribuídos de forma intercalada e cujo formato final se assemelha ao de um tabuleiro de xadrez. Esta distribuição produz, numericamente, uma rigidez maior do que uma configuração de mesmo volume de material distribuída uniformemente (o aumento na rigidez é comumente atribuído a uma "pseudo-rigidez" incumbida a elementos quadrilaterais (e triangulares) de baixa ordem (DIAZ e SIGMUND, 1995; JOG e HABER, 1996)). Este fenômeno é causado pelo mau condicionamento do conjunto de soluções das equações de equilíbrio obtidas via MEF em sua formulação clássica, e é convencionalmente contornado por meio da aplicação de filtros de sensibilidade, solução esta de fácil implementação computacional e que garante o controle eficaz da formação do tabuleiro de xadrez. Nesse contexto, este trabalho apresenta uma variante do método SIMP (Solid Isotropic Material with Penalization), desenvolvida por meio da aplicação do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) ¿ metodologia alternativa, que mais recentemente vem sendo explorada, como solução para as limitações da formulação clássica do Método dos Elementos Finitos (MEF) ¿ de modo a estudar o impacto da mesma numa possível redução dos problemas de instabilidade numérica previamente citada. O algoritmo desenvolvido ao longo do trabalho é baseado no algoritmo apresentado em SIGMUND (2001), assim como alguns exemplos utilizados como referência. Por fim, exemplos numéricos apresentados ao longo do trabalho comprovam a redução parcial, ou em certos casos, completa do problema de instabilidade de tabuleiro de xadrez, demonstrando a viabilidade da utilização do MEFG como uma alternativa para obtenção da distribuição ótima de material no interior do domínio de projeto da estrutura. Within the structures optimization study area, one of the extensively explored methods is the Topology Optimization Method (TOM), which combines the Finite Element Method (FEM) with an optimization algorithm to find the optimal distribution of material inside the structure design domain. Although the TOM is a highly efficient method for determining the optimal structural layout, it suffers from numerical instability problems, characterized by the mesh dependency, local minima and the checkerboard pattern. The latter, characterized by the alternating density values obtained from adjacent elements, while the patch of element maintains the connectivity resembling that of a checkerboard; which produces a numerically greater stiffness than a uniform distribution configuration (the increase in stiffness is commonly attributed to a "pseudo-stiffness" entrusted to low-order quadrilateral (and triangular) elements (DIAZ and Sigmund 1995; JOG and HABER, 1996)). This phenomenon occurs due to the finite element formulation used in the optimization process, and can be conventionally avoided through the use of sensitivity filter, a solution of easy implementation which ensures an effective control of the "checkerboard pattern". Thus, the main objective of this study is to present a variant of the SIMP method (Solid Isotropic Material with Penalization), developed by the application of the Generalized Finite Element Method (GFEM) - an alternative methodology of the Finite Element Method (FEM), which most recently has been explored as a solution to the limitations of the FEM classic formulation - on the Topology Optimization Method (TOM), in order to study his impact on the reduction of the numerical instability problems previously cited. The algorithm developed throughout this work is based on the algorithm shown in Sigmund (2001), and has some of his examples used as reference. At last, the numerical examples provided throughout this work demonstrate a partial reduction, or in some cases, a complete removal of checkerboard pattern, showing the use of GFEM as a possible alternative for obtaining the optimal material distribution.

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Costa, João Filipe Barranco Catarino. "Método dos elementos finitos : análise de desempenho computacional paralelo." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2010. http://hdl.handle.net/10773/2547.

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Camara, Luciana Sampaio. "Um serviço web para o método dos elementos finitos." Universidade Federal de Minas Gerais, 2007. http://hdl.handle.net/1843/LMCA-7E6G95.

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The evolution and popularization of the Internet lead to its utilization as a platform, an environment that offers softwares and where its possible to save and access files. The Web Services appear, at this scenario, as a solution to the increasing need of exchanging informations among different systems through simple and public Internets established standards (XML, HTTP, TCP/IP ) and open technologies such as WSDL, UDDI and SOAP. The INSANE is a computational system of finite element models analysis. The goal of this masters thesis was to make its numerical kernel available as a Web Service to solve finite element models through the Internet. The developed Web Service may be consumed by different applications (Web applications, Desktop pre and post-processing graphics interfaces, microelectronics devices such as PDA and cellular phones, among others), since it adds to the system the Web Services features such as loose coupling, interoperability, reuse and flexibility. The systems updates occur in a transparent way to the user, since its implementation is concentrated at a single place, the server where the service is hosted. This services use can avoid the frequent re-implementation of already consolidated resources, available in finite element method softwares. Three examples of INSANE Web Services consumers are presented and one of them, the Web client, allows its use through the Internet, without the need of any other software besides the Web browser. A evolucao e popularizacao da Internet levam a utilizacao da mesma como uma plataforma, um ambiente que oferece programas e onde pode-se armazenar e acessar arquivos. Os Servicos Web surgem, neste cenario, como uma solucao a crescente necessidade de se trocar informacoes entre sistemas diferentes atrav´es de padroes simples e publicos estabelecidos na Internet (XML, HTTP, TCP/IP ) e em tecnologias abertas como WSDL, UDDI e SOAP. O INSANE e um sistema computacional de an´alise de modelos discretos de elementos finitos. Esta dissertacao de mestrado teve como objetivo disponibilizar o seu nucleo numerico como um Servico Web para resolucao de modelos de elementos finitos atrav´es da Internet. O Servico Web desenvolvido pode ser consumido por aplicacoes diversas (aplicacoes Web, interfaces graficas de pre e pos-processamento para Desktop, aplicacoes para dispositivos microeletronicos como palms e celulares, dentre outros), pois agrega ao sistema as caracteristicas de baixo acoplamento, interoperabilidade, reutilizacao e flexibilidade da tecnologia de Servicos Web. A atualizacao do sistema acontece de maneira transparente para o usuario, pois a implementacao do sistema esta concentrada em um unico lugar, o servidor onde o servico esta hospedado. A utilizacao deste servico pode evitar a constante re-implementacao de recursos ja consolidados e disponiveis em programas de elementos finitos. Sao apresentados tres exemplos de consumidores do Servico Web INSANE, sendo que um deles, o cliente Web, permite o uso do servico pela Web, sem a necessidade de nenhum programa alem do navegador.

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Miano, Mariana Godoy Vazquez. "Tensorização de matrizes de rigidez para quadrados e hexaedros finitos de alta ordem." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263479.

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Orientador: Marco Lucio Bittencourt Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Made available in DSpace on 2018-08-14T20:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miano_MarianaGodoyVazquez_D.pdf: 9321053 bytes, checksum: db1fe6759933884432523889d754a105 (MD5) Previous issue date: 2009 Resumo: Os Métodos de Elementos Finitos de Alta Ordem tem sido aplicados com sucesso em problemas de Mecânica dos Fluidos e Eletromagnetismo por apresentar uma taxa de convergência exponencial para problemas com solução ao polinomial. No entanto, devido ao uso de funções de interpolação de alta ordem, as matrizes dos elementos são mais densas. Este trabalho apresenta uma formulação ao que permite obter matrizes de rigidez de quadrados e hexaedros altamente esparsas para Problemas de Poisson. Para isso, utiliza-se a equivalência da solução de problemas de projeção unidimensionais que envolvem as matrizes de massa, mista e rigidez. Mostra-se que as matrizes de quadrados e hexaedros podem ser obtidas pela combinação ou tensorização dessas matrizes unidimensionais. A matriz de massa unidimensional que compõe a formulação das matrizes de rigidez de quadrados e hexaedros é densa e pode ser substituída pela matriz de rigidez unidimensional que se mostra bastante esparsa com as funções de base utilizadas no trabalho. A formulação é validada para quadrados e hexaedros locais e estendida para malhas não distorcidas desses mesmos elementos. Erros de aproximação da solução, esparsidade das matrizes de rigidez globais e tempo de execução são apresentados. Abstract: High-order Finite Element Methods have been applied with success to problems of Fluid Dynamics and Electromagnetism. The main feature of these methods is to present an exponential convergence rate for problems with polinomial solution. However, due to the use of high-order interpolation functions, the elemental matrices are denser. This work shows a mathematical formulation, with tensorization concepts applied to the base functions that make up the matricial system matrices which will enable to write uniformly the systems resulting from the application of mass, mix and stiffness matrices. This possibility arises from the proposed formulation, which makes the solution vector equal to the three systems. Consequently, the 1D array mass, usually dense, that makes up the formulation of the rigid 2D and 3D matrices, in squares and hexahedra, may be replaced by the stiffness matrix 1D, which shows itself very sparse related to the base functions used in this work. The formulation is validated to quadratic and hexahedral elements and it is extended to non-distorted meshes of the same elements in the Poisson problems resolution. Approximation errors in solution, sparsity of the global stiffness and run time are also observed. Doutorado Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico Doutor em Engenharia Mecânica

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Tamayo, Jorge Luis Palomino. "Análise numérica de vigas mistas pelo método dos elementos finitos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2011. http://hdl.handle.net/10183/30117.

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O emprego das vigas mistas na atualidade é uma das opções atrativas para a construção de pontes e das lajes dos andares de prédios. A obtenção das melhores características individuais em resistência e rigidez dos materiais envolvidos é aproveitada neste tipo de estruturas. O presente trabalho visa à formulação de um modelo matemático e sua implementação numérica através de um código computacional capaz de representar com confiabilidade este tipo de estruturas para cargas de curta duração. Assim é utilizada a teoria de plasticidade associada com um algoritmo de retorno explícito para o concreto e o aço estrutural, sendo inserido estes procedimentos dentro de um processo incremental iterativo baseado num critério de convergência de forças ou deslocamentos. Para a modelagem da laje de concreto é desenvolvido o elemento finito quadrilátero de casca degenerada de oito nós, que considera as tensões de corte fora do plano, usando a teoria de Reissner-Mindlin. O fenômeno de travamento por cortante, característico neste tipo de elemento finito, é solucionado usando uma regra de integração reduzida e uma modificação do fator de forma aplicado às tensões de corte. Para a modelagem da viga de aço foi implementado um elemento de casca poliédrica produto do acoplamento das rigidezes do elemento de placa delgada e de membrana proposto por Batoz & Tahar (1982) e Ibrahimbegovic et al. (1990), respectivamente. Os conectores de corte são modelados mediante elementos de barra tridimensional viga-coluna que unem os planos médios da laje de concreto e mesa superior da viga de aço nas posições reais dos conectores de corte de acordo com os relatórios experimentais para os exemplos estudados. A compatibilidade nas rotações e deslocamentos axiais no conector é conseguida mediante a inclusão de valores muito grandes nas rigidezes correspondentes. O trabalho em conjunto dos três elementos desenvolvidos, laje de concreto, viga de aço e conectores, possibilita a abordagem de qualquer estrutura complexa do tipo viga mista. A validação do modelo numérico proposto é demonstrada através dos exemplos de aplicação testados. Currently, composite sections are one of the more attractive options to be used for bridge and building floors construction. The reason is that the best individual characteristics in strength and stiffness of the involved materials are obtained for these structures. Formulation of a mathematical model and its numerical implementation for a reliable simulation of these structures for short time analysis is the main objective of the present work. An associated theory of plasticity and an explicit return algorithm for concrete and steel materials are used, being these procedures part of the well known incremental iterative procedure based on criteria of unbalanced forces or displacements. The quadrilateral degenerated shell element of eight nodes, which considers out of plane shear stresses in accordance with Reissner-Mindlin theory was developed to modeling the concrete slab. The shear locking phenomena for these elements was avoided with a reduced integration rule and by using a modified shape factor for shear stresses. For modeling the steel beam, a plane shell element, which is originated by the assemble of the plate element and membrane element proposed by Batoz & Tahar (1982) and Ibrahimbegovic et al. (1990) was formulated. The shear stud connectors were modeled trough a three-dimensional bar element, which joint the middle plane of the concrete slab and the middle plane of the top steel flange of the steel beam representing the actual positions of the connectors, according to the experimental works for the examples studied here. These three elements, working simultaneously allow to model any complex structure of composite section. The validation of the numerical model is demonstrated with the aid of several examples.

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Cecílio, Diogo Lira 1983. "Modelagem e simulação elastoplástica em elementos finitos." [s.n.], 2011. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/258710.

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Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Made available in DSpace on 2018-08-18T01:44:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cecilio_DiogoLira_M.pdf: 5163879 bytes, checksum: 102fa941f977c8a36107d3d37f05c5af (MD5) Previous issue date: 2011 Resumo: Este estudo revisa os fundamentos da teoria da plasticidade incremental em uma formulação elastoplástica do comportamento no ponto material e sua ligação com o método dos elementos finitos. Documenta a implementação na linguagem de programação C++ dos modelos elastoplásticos de Drucker-Prager, Mohr-Coulomb e von Mises. É realizado uma série de simulações de carregamento uniaxial para os modelos implementados e finalmente solucionados três problemas elastoplásticos em elementos finitos. Em cada um dos problemas resolvidos foi utilizado o modelo elastoplástico adequado ao material do problema em questão. Os problemas solucionados foram todos em estado plano de deformação e consistiram em: i) um ensaio de compressão diametral; ii) um problema de estabilidade de taludes; iii) e um tubo de aço pressurizado internamente. A implementação da formulação elastoplástica foi validada comparando os resultados das simulações com os da literatura Abstract: This work reviews the fundamentals of the theory of plasticity in an incremental formulation of the elastoplastic behavior at a material point and its connection with the finite element method. It documents the implementation of the elastoplastic models of Drucker-Prager, Mohr-Coulomb and von Mises in the programming language C++. A series of simulations of uniaxial loading models are carried out and three problems in elastoplastic finite element method are solved. In each of the modeled cases the most appropriate elastoplastic model among those implemented is employed. The problems were solved in plane strain state and comprise: i) a diametral compression test of concrete or Brazilian Disc Test; ii) a problem of slope stability; iii) and an internally pressurized vessel. The implementation of the elastoplastic formulation was validated by comparing the simulation results with the results from the literature Mestrado Estruturas Mestre em Engenharia Civil

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Moraes, Sandra Lúcia Dantas de [UNESP]. "Influência da altura da coroa em implantes osseointegrados: estudo pelo método dos elementos finitos tridimensionais." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2011. http://hdl.handle.net/11449/105560.

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-25Bitstream added on 2014-06-13T18:46:01Z : No. of bitstreams: 1 moraes_sld_dr_araca.pdf: 1714349 bytes, checksum: d5ff02883440cb484b8e2bd8528c5f78 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Os implantes dentais têm sido usados extensivamente para a reabilitação de edentulismo total e parcial, com próteses fixas ou removíveis. Em detrimento das suas taxas de sucesso e previsibilidade, falhas ocorrem e são associadas a complicações biomecânicas. Entre os fatores biomecânicos podemos destacar uma proporção adequada entre comprimento do implante e superestrutura. Porém, pouco é encontrado sobre a influência da altura da coroa, o alcance do braço de alavanca e, conseqüentemente, a tensão no osso cortical e no osso trabecular. Apesar do aumento no uso de implantes, muito pacientes que necessitam dessa terapia ficam limitados devido à pouca altura óssea. Sistemas disponibilizam no mercado implantes curtos, onde procedimentos cirúrgicos invasivos poderiam ser evitados; nesses implantes, porém, é muito comum uma relação coroa/área implantada invertida. Desenvolveremos este trabalho em dois capítulos. O primeiro irá avaliar a influência de três alturas de coroas pré-estabelecidas, quando associadas a implantes de hexágono externo em todas as suas estruturas associadas. No segundo, avaliaremos a influência das mesmas alturas de coroas, associadas a implantes de hexágono externo e cone - morse, na distribuição das tensões no tecido ósseo. Para a primeira parte do trabalho, foram confeccionados três modelos tridimensionais, com auxilio dos programas de modelagem gráfica SolidWorks 2006 e Rhinoceros 4.0, além do programa InVesalius (CTI, São Paulo, Brasil), utilizado para gerar o modelo ósseo a partir de uma tomografia computadorizada. Cada modelo foi composto por um bloco ósseo, com um implante de 3,75 x 10,00mm (Conexão Sistemas de Prótese, São Paulo), com o tipo de conexão: hexágono externo, utilizando três alturas de coroas (10 mm; 12.5 mm e 15 mm), colocadas na plataforma oclusal (hexágono externo). Após geração... The dental implants have been widely used for rehabilitation of partial and complete edentulism using fixed and removable prostheses. Despite the success rate and predictability, failures are reported and commonly associated with biomechanical complications. Among the biomechanical factors, an adequate proportion between the implant and superstructure dimensions should be established. However, there is little information about the influence of crown height and lever arm on stress in cortical and trabecular bone. Although the use of implants has increased, many patients are limited by insufficient bone height. Thus, some implant systems developed short implants to avoid invasive surgical procedures. Nevertheless, such implants present an inverted crown/anchored area ratio. The present study will be divided into two chapters. The first one will evaluate the influence of three pre-established crown heights attached to external hexagon implants on all structures. In the second chapter, it will be evaluated the influence of the same crown heights attached to external hexagon and morse taper implants on the stress distribution in bone tissue. Initially, three 3D models were fabricated using the softwares SolidWorks 2006 and Rhinoceros 4.0. The software InVesalius (CTI, Sao Paulo, Brazil) was also used to generate the bone model through a computed tomography. Each model was composed by a bone block with an external hexagon implant (3.75 X 10.0 mm) (Conexao Sistemas de Protese, Sao Paulo) and a crown with different heights (10 mm, 12.5 mm and 15 mm) attached to the implant platform (external hexagon). After generation of the geometries, the models were imported to the software FEMAP 10.0 (Siemens PLM Software Inc., USA) for pre- and post-processing of finite elements to generate the meshes as well as the loading and boundary conditions. Axial load of 200N and oblique load of 100N were ... (Complete abstract click electronic access below)

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Cardoso, Jose Roberto. "Problemas de campos eletromagnéticos estáticos e dinâmicos; Uma abordagem pelo método dos elementos finitos." Universidade de São Paulo, 1986. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-11072017-082059/.

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Abstract:

A ideia de realizar este trabalho surgiu durante do curso de pós-graduação, ministrado pelo Prof. M. Drigas, \"Tópicos especiais sobre máquinas elétricas\", realizado no 2º semestre de 1980 na EPUSP, onde foi observada a necessidade do conhecimento das distribuições de campos magnéticos em dispositivos eletromecânicos com o objetivo de se prever seu desempenho na fase de projeto. Nesta época, já havia sido apresentada a tese do Prof. Janiszewski, o primeiro trabalho, de nosso conhecimento realizado no Brasil nesta área, onde foi desenvolvida a técnica de resolução de problemas de Campos Magnéticos em Regime Estacionário, que, evidentemente, não pode ser aplicada na resolução de problemas onde a variável tempo está envolvida; baseado neste tese, em 1982 o Prof. Luiz Lebensztajn, reproduziu o trabalho do Dr. Janiszewski o qual foi aplicado para verificar a consistência dos resultados práticos na tese de Livre Docência do Prof.. Dr. Aurio Gilberto Falcone. As formulações mais frequentes do Método dos Elementos Finitos (MEF), publicada nos periódicos internacionais, são baseadas no Cálculo Variacional, onde o sistema de equações algébricas não linear resultante, é derivado a partir da obtenção do extremo de uma funcional que em algumas situações não pode ser obtida, limitando assim sua aplicação. Em decorrência deste fato, o primeiro objetivo deste trabalho foi organizar os procedimentos para obtenção do sistema de equações de MEF aplicado à resolução de problemas de campo descritos por equações diferenciais não lineares, sem a necessidade. Algumas contribuições interessantes são encontradas no Capítulo II, referente à formulação do MEF para problemas de campo descrito por operadores diferenciais não auto-adjuntos.No Capítulo III são apresentadas as técnicas de montagem das matrizes, bem como aquelas de introdução das condições de contorno, originárias deste método, que muito embora sejam técnicas de aplicação corriqueiras, ajudarão em muito o pesquisador iniciante nesta área, sem a necessidade de recorrer a outro texto. No Capítulo VI são apresentadas as formulações necessárias para a solução de problemas de campos eletromagnéticos estáticos, para elementos de quatro lados retos (e curvos) assim como a técnica utilizada na obtenção da relutividade em meios não lineares. No Capítulo V são tratados os problemas de campo, onde a variável tempo está envolvida, permitindo assim a resolução de uma série enorme de problemas referentes aos campos de natureza eletromagnética, tais como os fenômenos transitórios e o Regime Permanente Senoidal. Os aspectos computacionais ligados ao trabalho estão expostos no Capítulo VI, onde são apresentadas as rotinas de resolução do sistema de equações resultante adaptadas às particularidades do problema, e as rotinas de integração numérica de problemas descrito por equações diferenciais dependentes do tempo de primeira e segunda ordem. Algumas técnicas apresentadas nestes Capítulos, são aplicadas espe3cificamente para a obtenção da distribuição de campo magnético no Capitulo VII deste trabalho, com o objetivo de analisar o desempenho de um transformador em regime transitório, onde é confirmada a consistência do método. The idea of making this work came during a graduation course, \" Special topics on electric machines\", lectured by Prof. Dr. M. Drigas during the 2nd semester of 1980 at EPUSP, when the need of knowing the distribution of magnetic fields in electromechanics devices was notices, in order to foresse its performance during design. At that time, the first work about this subject realized made in Brazil was presented in prof. Janiszewski\'s thesis, where a technique was developed to solve Steady-State Magnetic Fields. However, it is clear that when the time variable is considered, this technique cannot be applied. The usual formulations of the Finite Element Method, published in international journals, was based on Variational Calculations, where the resulting non-linear algebraic equations system is derived from the extreme of a functional, which sometimes cannot be obtained, limiting in this way its application. Consequently, the first aim of this work is to organize procedures to obtain the Finite Method equations system, in order solve non-linear differential equations of fields, without the need of a previous functional for the problem. In Chapter II, one will find some interesting contributions referred to the Finite Element Method formulation, in the description of field problems by the use of non self-adjacent differentials operations.Matrix building techniques are presented in Chapter III, as well as the introduction of boundary conditions in this method. In spite of being an ordinary technique, it will help the beginners a lot, eliminating the need of other sources. Chapter IV presents the necessary formulations, which solve static electromagnetic fields for elements of four square (and curved) sides, and the technique used in the determination of non-linear media reluctivity. In Chapter V, the time variable of electromagnetic fields is treated, making possible the solution of problems of this nature, such as transient phenomena and sinusoidal steady-state. Computer aspects of the work are shown in Chapter VI, presenting resolution routines of the equation system fitted to the problem, and numeric integration routines described by first and second order differential equations, which depend on the time. Some techniques showed in those previous Chapters are specifically used in Chapter VII to obtain the magnetic field distribution, which analyses transformer performance during transients. The coherence of the method is also confirmed.

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Silva, Ramon Pereira da. "Implementação de solução elemento-por-elemento em ambiente distribuído para o método dos elementos finitos." Universidade Federal de Minas Gerais, 1993. http://hdl.handle.net/1843/PASA-8ADHNY.

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An efficient finite element parallel solver has beem implemented on a virtual parallel machine using a cluster of workstations networked. The conjugate gradient method has been shown to be appropriate on the parallel implementation , and the matrices products involved in the derivation of the search direction vector have been carried out on a parallel basis. This approach has been proven to be feasible for this class of problems and promises to be a powerful solver on parallel architecture systems. Um programa de solução de sistemas de equações baseado no método dos elementos finitos foi implementado em uma máquina paralela virtual usando um conjunto de estações de trabalho ligadas em rede. O método dos gradientes conjugados se mostrou apropriado nesta implementação, e os produtos envolvendo matrizes relativos à determinação do vetor direção de busca foram efetuados em paralelo. Esta abordagem mostrou ser eficiente, viável e promissora.

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Archangelo, Carlos Marcelo [UNESP]. "Laminados cerâmicos em pré-molares: análise tridimensional pelo método dos elementos finitos." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2008. http://hdl.handle.net/11449/105581.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-10-31Bitstream added on 2014-06-13T20:06:16Z : No. of bitstreams: 1 archangelo_cm_dr_araca.pdf: 3340208 bytes, checksum: 53b104f834f13f3fac3b5838d3d64527 (MD5) Objetivo: O objetivo do presente estudo foi avaliar através do método dos elementos finitos tridimensional (3D FEA), o comportamento mecânico de uma faceta laminada de cerâmica e do cimento resionoso em um 1o pré-molar maxilar, variando a redução (parcial ou total) da cúspide vestibular. Material e método: Baseado em imagens micro-tomográficas (μCT) 2 modelos (M) tridimensionais foram construídos no programa Solidworks 2007 variando a redução da cúspide vestibular, sendo Mp o modelo composto pelo dente pré-molar restaurado com uma faceta laminada de cerâmica, com redução parcial da cúspide vestibular e Mt, o modelo semelhante ao Mp, porém com redução total da cúspide vestibular. O programa de elementos finitos ANSYS Workbench 10.0 foi utilizado para realizar as análises. O carregamento (150 N) foi aplicado próximo à ponta de cúspide vestibular, com 45º de inclinação. Foram utilizados os critérios da máxima tensão principal ( max) e da máxima tensão cisalhante ( shear) na faceta laminada e na camada de cimento resinoso. Resultados: O Mt mostrou menor shear em 9 das 12 áreas analisadas quando comparado ao Mp. O Mp mostrou menor variação da max (de -3,13 para 14,4 MPa) que o Mt para a lâmina de cerâmica (de -2,08 para 24,3 MPa) A camada de cimento apresentou variação de max semelhante entre os Mp e Mt. Os critérios de tensões utilizados não evidenciaram valores além dos limites estabelecidos para a falha estrutural do material estudado. Conclusão: O laminado cerâmico e a camada de cimento resinoso apresentaram comportamento mecânico favorável para a restauração do pré-molar frente ao carregamento adotado. O tipo de redução de cúspide não influenciou no aumento expressivo das tensões principal e cisalhante. O Mp apresentou menores valores de max em tração quando comparado ao Mt. O Mp e o Mt apresentaram comportamento favorável com relação as forças cisalhantes, sendo as maiores tensões. Objectives: Using 3-D finite element analysis (FEA) and μCT data, the aim of this study was to evaluate the behavior of the laminate veneer and the resin luting cement in a maxillary premolar with the buccal cusp partially or completed covered. Material and method: 2 3-D FEA models of a maxillary premolar were built from μCT data. All models were restored with a feldspathic laminate veneer using Solidworks. A similar tooth reduction (0.5mm) was applied for two models. The buccal cusp reduction of the premolar followed two configurations: Model (Mt) - buccal cusp completely covered by veneer; and Model (Mp) - buccal cusp partially covered by veneer. The loading (150N, in 45o) was performed on the buccal cusp of each premolar. Appropriate boundary condition was applied at the periodontal ligament surfaces and ANSYS (10.0) was used to obtain the maximum shear stress ( shear) and maximum principal stress ( max) for the laminate veneer and resin luting cement layer. Results: The Mp showed higher shear than Mt in 9 to 12 analyzed areas. The Mp showed smallest variation of max in laminate veneer (from -3,13 to 14,4 MPa) compared with Mt (from - 2,08 to 24,3 MPa). The resin luting cement showed similar variation of max between Mp and Mt (from -3.13 to 12.2 MPa) and (from -1.61 to 14.1 MPa), respectively. None of the structures exceeded the ultimate tensile strength or the shear bond strength to dentin and enamel. Conclusion: The laminate veneer and the resin luting cement layer showed an adequate behavior when veneer was applied in premolars. Cusp reduction did not affect significant increase in max and shear. In general, the Mp showed better behavior ( max) than Mt. The Mt showed better behavior ( shear) than Mp.

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Vilarinho, Claudio Cesar Rodrigues. "Uso do Método dos Elementos Finitos na avaliação das propriedades mecânicas de um fixador externo." Universidade de São Paulo, 2000. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/82/82131/tde-24102017-143457/.

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Abstract:

Este trabalho avaliou, utilizando o Método dos Elementos Finitos, o comportamento mecânico em seis ensaios, quatro de flexo compressão com variação apenas no comprimento da haste de fixação, um de flexão ântero-posterior e um de flexão lateral, em um modelo tridimensional de fixador externo construído com auxílio do computador. Para a validação desses ensaios os mesmos testes também foram realizados na máquina universal de ensaio e depois comparados com o método dos elementos finitos. A rigidez no ensaio de flexão lateral obtida no método dos elementos finitos apresentou um valor 106% maior do que o obtido na máquina universal de ensaio, possivelmente por ocorrência de afrouxamento entre as partes adjacentes elo fixador externo no ensaio mecânico, e no ensaio de flexo compressão (número 1) a rigidez obtida pelo método dos elementos finitos foi 7,39% menor elo que a obtida na máquina universal de ensaio. No ensaio número 4 (flexo-compressão) os deslocamentos obtidos, correspondentes a aplicação de uma carga de 15,4 N, utilizando tanto o método dos elementos finitos como a máquina universal ele ensaio, divergiram em 8,5%. Já no ensaio número 5 (flexão ântero-posterior) a divergência foi de 0,9%, para os deslocamentos correspondentes a aplicação de uma carga de 14,4 N. O Métodos dos Elementos Finitos é um eficiente método para prever comportamento mecânico de estruturas complexas. This work evaluates the mechanical behavior of an external device on a CAD (Computer Aided Design) 3D model in six tests, four of them of flexion-compression with a single variation of the external device stick length, one of longitudinal flexion and one of lateral flexion. They all were carried out applying the Method of the Finite Elements (MFE). For the comparison with the MFE the same mechanical testes were made. The stiffness achieved in the MFE showed a value 106% greater than that of the mechanical test. The test number one of flexion-compression showed a value 7,39% smaller in the MFE than that of the mechanical test. In the test number four (flexion-compression) the corresponding displacement after the application of a 15,4 N working stress showed a difference of 8,5%. The variation of the number five test was of 0,9% for the displacement after the application of a 14,4N working stress. The MEF showed efficient to evaluate the behavior of complex mechanical structures.

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Martins, Filho Paulo Cezar [UNESP]. "Análise estrutural de um ferramentador pelo método dos elementos finitos." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2010. http://hdl.handle.net/11449/97027.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-26Bitstream added on 2014-06-13T20:08:54Z : No. of bitstreams: 1 martinsfilho_pc_me_bauru_prot.pdf: 4223424 bytes, checksum: bd55a8655c281a39d67ddb8401906d98 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Objetivou-se analisar estruturalmente um fermentador de 32 [m] de altura com colunas metálicas de sustentação, submetido ao carregamento de vento estático segundo o procedimento descrito pela norma NBR 6123 (1988), pressão hidrostática e pressão interna dos gases. Duas situações distintas foram consideradas para um melhor entendimento da análise: a primeira, sendo o fermentador vazio submetido aos esforços de vento; a segunda, o fermentador em operação submetido ao carregamento hidrostático e a pressão interna dos gases. Para se obter as tensões nos itens que compõem o fermentador (teto, costado, viga de transição, colunas e fundo cônico) e reações nas bases, foi utilizado o Método dos Elementos Finitos ou MEF. Para isso, foi elaborado um modelo geométrico bem próximo ao real, com os detalhes de chapas internas e externas. Determinou-se a espessura das chapas do costado pela norma NBR 7821 (1983) e verificou-se tensões, e possíveis pontos de falha já ocorridos no setor sucroalcooleiro. Apresenta-se também três problemas analisados pelo MEF que confrontados com os resultados analíticos, permitiu a constatação da validade dos resultados obtidos numericamente o ganho de confiança no uso da ferramenta. O MEF é uma ferramenta auxiliar em casos em que não é possível a utilização de cálculos tradidionais (analíticos) The objective was to structurally analyze a 32 meter height Fermenter, with columns, submitted to static wind load according to the procedure described by the NBR 6123 (1988) norm, hydrostatic pressure and internal pressure of the gases. Two different situations have been considered for a better analyze comprehension: the first one with the empty Fermenter submitted to wind efforts; the second with the operating fermenter submitted to the hydrostatic load and the internal pressure of the gases. In order to obtain the stresses on the items that make up the fermenter (heads, shell, beam transition, columns and conic bottom) and bases reactions the Finite Element Method or FEM has been used. For this we have developed a geometric model very close to reality, with the details of internal and external plates. It was determined by the thickness of the side shell plating by the NBR 7821 (1983) and there were tensions, and possible points of failure that have already occurred in the alcohol sector. It was also presented three issues addressed by comparing FEM with analytical results, which allowed the verification of the validity of the results obtained numerically and gain of confidence in using the tool. The MEF is an auxiliary tool in cases where it is not possible to use traditional calculations (analytical)

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Martins, Filho Paulo Cezar. "Análise estrutural de um ferramentador pelo método dos elementos finitos /." Bauru : [s.n.], 2010. http://hdl.handle.net/11449/97027.

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Orientador: Edson A. Capello Sousa Banca: Paulo Cezar Razuk Banca: Marcio Antonio Bazani Resumo: Objetivou-se analisar estruturalmente um fermentador de 32 [m] de altura com colunas metálicas de sustentação, submetido ao carregamento de vento estático segundo o procedimento descrito pela norma NBR 6123 (1988), pressão hidrostática e pressão interna dos gases. Duas situações distintas foram consideradas para um melhor entendimento da análise: a primeira, sendo o fermentador vazio submetido aos esforços de vento; a segunda, o fermentador em operação submetido ao carregamento hidrostático e a pressão interna dos gases. Para se obter as tensões nos itens que compõem o fermentador (teto, costado, viga de transição, colunas e fundo cônico) e reações nas bases, foi utilizado o Método dos Elementos Finitos ou MEF. Para isso, foi elaborado um modelo geométrico bem próximo ao real, com os detalhes de chapas internas e externas. Determinou-se a espessura das chapas do costado pela norma NBR 7821 (1983) e verificou-se tensões, e possíveis pontos de falha já ocorridos no setor sucroalcooleiro. Apresenta-se também três problemas analisados pelo MEF que confrontados com os resultados analíticos, permitiu a constatação da validade dos resultados obtidos numericamente o ganho de confiança no uso da ferramenta. O MEF é uma ferramenta auxiliar em casos em que não é possível a utilização de cálculos tradidionais (analíticos) Abstract: The objective was to structurally analyze a 32 meter height Fermenter, with columns, submitted to static wind load according to the procedure described by the NBR 6123 (1988) norm, hydrostatic pressure and internal pressure of the gases. Two different situations have been considered for a better analyze comprehension: the first one with the empty Fermenter submitted to wind efforts; the second with the operating fermenter submitted to the hydrostatic load and the internal pressure of the gases. In order to obtain the stresses on the items that make up the fermenter (heads, shell, beam transition, columns and conic bottom) and bases reactions the Finite Element Method or FEM has been used. For this we have developed a geometric model very close to reality, with the details of internal and external plates. It was determined by the thickness of the side shell plating by the NBR 7821 (1983) and there were tensions, and possible points of failure that have already occurred in the alcohol sector. It was also presented three issues addressed by comparing FEM with analytical results, which allowed the verification of the validity of the results obtained numerically and gain of confidence in using the tool. The MEF is an auxiliary tool in cases where it is not possible to use traditional calculations (analytical) Mestre

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Aguirre, Miguel Angel. "Simulação numérica de tornados usando o método dos elementos finitos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2017. http://hdl.handle.net/10183/174397.

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Abstract:

O presente trabalho tem como objetivo estudar escoamentos de tornados e sua ação sobre corpos imersos empregando ferramentas numéricas da Engenharia do Vento Computacional (EVC). Os tornados constituem-se atualmente em uma das causas de desastres naturais no Brasil, especialmente nas regiões sul e sudeste do país, como também em alguns países vizinhos. Os efeitos gerados são geralmente localizados e de curta duração, podendo ser devastadores dependendo da escala do tornado. Tais características dificultam a realização de estudos detalhados a partir de eventos reais, o que levou ao desenvolvimento de modelos experimentais e numéricos. A abordagem numérica é utilizada neste trabalho para a simulação de tornados, a qual se baseia nas equações de Navier-Stokes e na equação de conservação de massa, considerando a hipótese de pseudo-compressibilidade e condições isotérmicas. Para escoamentos com turbulência utiliza-se a Simulação Direta de Grandes Escalas com o modelo clássico de Smagorinsky para as escalas inferiores à resolução da malha (Large Eddy Simulation ou LES em inglês). A discretização das equações fundamentais do escoamento se realiza com um esquema explícito de dois passos de Taylor-Galerkin, onde o Método dos Elementos Finitos é empregado na discretização espacial utilizando-se o elemento hexaédrico trilinear isoparamétrico com um ponto de integração e controle de modos espúrios Na presença de corpos imersos que se movem para simular os deslocamentos dos tornados, o escoamento é descrito cinematicamente através de uma formulação Arbitrária Lagrangeana-Euleriana (ALE) que inclui um esquema de movimento de malha. Tornados são reproduzidos através da simulação numérica de dispositivos experimentais e do Modelo de Vórtice Combinado de Rankine (RCVM). Exemplos clássicos da Dinâmica dos Fluidos Computacional são apresentados inicialmente para a verificação das ferramentas numéricas implementadas. Finalmente, problemas envolvendo tornados móveis e estacionários são analisados, incluindo sua ação sobre corpos imersos. Nos modelos baseados em experimentos, a variação da relação de redemoinho determinou os diferentes padrões de escoamento observados no laboratório. Nos exemplos de modelo de vórtice, quando o tornado impactou o corpo imerso gerou picos de forças em todas as direções e, após a passar pelo mesmo, produziu uma alteração significativa na estrutura do vórtice. Analyses of tornado flows and its action on immersed bodies using numerical tools of Computational Wind Engineering (CWE) are the main aims of the present work. Tornadoes are currently one of the causes of natural disasters in Brazil, occurring more frequently in the southern and southeastern regions of the country, as well as in some neighboring countries. Effects are usually localized, presenting a short time interval, which can be devastating depending on the scale of the tornado. These characteristics difficult to carry out detailed studies based on real events, leading to the development of experimental and numerical models. The numerical approach is used in this work for the simulation of tornadoes, which is based on the Navier-Stokes equations and the mass conservation equation, considering the hypothesis of pseudo-compressibility and isothermal conditions. For turbulent flows, Large Eddy Simulation (LES) is used with the classical Smagorinsky model for sub-grid scales Discretization is performed the explicit two-step Taylor-Galerkin scheme, where the Finite Element Method is used in spatial discretization using isoparametric trilinear hexahedral elements with one-point quadrature and hourglass control. In the presence of immersed bodies that are moving in order to simulate translating tornadoes, the flow is kinematically described through a Lagrangian-Eulerian Arbitrary (ALE) formulation, which includes a mesh motion scheme. Tornadoes are reproduced using numerical simulation of experimental devices and the Rankine Combined Vortex Model (RCVM). Classical examples of Computational Fluid Dynamics are presented initially for the verification of the numerical tools implemented here. Finally, problems involving moving and stationary tornadoes are analyzed, including their actions on immersed bodies. For models based on experiments, the variation of the swirl ratio determined the different flow patterns observed in the laboratory. In the vortex model examples, when the tornado impacted on the immersed body, peaks of forces were generated in all directions and, after passing over it, a significant change in the structure of the vortex was produced.

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Pérez, Caro Erik Alfredo. "Estudio de un magnetrón utilizando el método de elementos finitos." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.12404/18054.

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Abstract:

Magnetron sputtering system is a technique that consists in extracting atoms from a target material by collisions of energetic ions of an inert gas. It is widely used in semiconductor industries and materials processing research for developing thin films by deposition. During this process a low temperature capacitively coupled plasma is generated near the cathode and several variations of the properties of this plasma can affect the thin film deposition process and quality. An approach to study these types of systems is by computational modeling. The use of robust computational codes that can handle complicated geometries and can solve complex systems of differential equations. In this present project we aim to model numerically a system of magnetrons developed at the Materials Science and Renewable Energies (MatER) laboratory. Using the geometry measurements and the material properties of each component taken in the laboratory, a CAD geometry was developed. Furthermore, the electric and magnetic fields are solved for the geometry configuration and, by implementing a Monte Carlo simulation, the electron trajectories and velocity distributions in the system are calculated. Finally, we use a multi-fluid model to solve a simplified system of a 1 dimensional capacitively coupled plasma and recover the system properties. The method to solve the respective system of equations is the finite element method implemented in the software COMSOL Multiphysics. Trabajo de investigación

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Krindges, André. "Método de Galerkin descontínuo de elementos finitos para equações elípticas." Florianópolis, SC, 2004. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/87369.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Matemática e Computação Científica. Made available in DSpace on 2012-10-21T18:58:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204406.pdf: 738799 bytes, checksum: f1a4d2417d7247d6d67901764d6ca357 (MD5) Neste trabalho trataremos do método de Galerkin Descontínuo de Elementos Finitos para equações elípticas. Vamos apresentar definições e discussões de quatro variações do método de Galerkin Descontínuo e formular estimativas a priori de erro para três delas na norma de energia e em norma de L2. Com o intuito de comprovação das estimativas formuladas, trabalhamos com um exemplo destacando com gráficos a eficácia do método.

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Alves, Phillipe Daniel. "Estratégia global-local aplicada ao método dos elementos finitos generalizados." Universidade Federal de Minas Gerais, 2012. http://hdl.handle.net/1843/BUOS-92WGSY.

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The aim of this work is to generalize the implementation of Global-Local Generalized Finite Element Method (GFEMgl) formulation. This generalization has been performed in INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), a computational environment developed by the Department of Structural Engineering (DEEs) at the Federal University of Minas Gerais (UFMG), which has been implemented using Object Oriented Programming (OOP). In the conventional version of GFEM, the shape functions of nite elements are hierarchically enriched by analytical functions, according to the problem behaviour. In GFEMgl, however, the enrichment functions are constructed numerically fromthe solution of a local problem. This approach allows the use of coarse global meshes around domains with complex stresses distribution. The local problem, however, can be rened by using a large number of elements and dierent enrichment functions. The results of the localproblem are used to enrich the global problem. The advantage of this approach is to allow a well-rened description of the local problem and avoiding an overburden for the computation of the global solution. O objetivo deste trabalho de generalizar a implementaçãao do Metodo dos Elementos Finitos Generalizados em versão Global-Local (MEFGgl). Esta generalizaçao foi realizada no ambiente INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), uma plataforma computacional desenvolvida no Departamento de Engenharia de Estruturas (DEEs) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), totalmente implementada utilizando Programaçao Orientada a Objetos (POO). No MEFG, em sua versão convencional, as funções de forma de Elementos Finitos são enriquecidas hierarquicamente por funções analiticas, de acordo com a natureza do problema. Ja no MEFGgl as funções de enriquecimento para uma determinada região da malha são construídas, numericamente, a partir da solução de um problema local restrito aquela regiao. Esta abordagem permite o uso de malhas grosseiras em torno de dominios com distribuiçao de tensoes complexas. O problema local, no entanto, pode ser discretizado utilizando grande numero de elementos e diferentes funçoes de enriquecimento. Os resultados deste problema local sao, por um, utilizados para enriquecimento do problema global, adicionando um numero reduzido de graus de liberdade ao problema. A vantagem desta abordagem de se permitir uma descriçao bastante renada do modelo local sem, contudo, onerar computacionalmente a solução global

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GOMES, FILHO H. "Método dos Elementos Finitos através da Análise Isogeométrica: Uma Introdução." Universidade Federal do Espírito Santo, 2016. http://repositorio.ufes.br/handle/10/7406.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:00:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10079_DISSERTAÇÃO HÉLIO.pdf: 5883637 bytes, checksum: 368ae5b60aa7baa52b0fc85a6db90038 (MD5) Previous issue date: 2016-06-24 Este trabalho apresenta uma introdução ao Método dos Elementos Finitos através da Análise Isogeométrica, que combina os conceitos de NURBS, utilizadas para construir com exatidão o domínio a ser analisado e também como funções base, às características do Método dos Elementos Finitos. Ao longo do texto são apresentados os conceitos fundamentais a respeito das NURBS, a solução de Equações Diferenciais Parciais, comparando os resultados obtidos entre o Método Isogeométrico e o Método dos Elementos Finitos clássico, ressaltando as vantagens e desvantagens. Também é apresentada uma aplicação do método, onde o mesmo é usado na solução de problemas de elasticidade em duas e três dimensões, destacando um exemplo onde é feita a análise de uma casca (elemento tridimensional onde uma das dimensões é desprezível em relação as outras).

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Mendonça, Ângelo Vieira. "Análise da interação placa-estaca-solo via combinação do Método dos Elementos Finitos com o Método dos Elementos de Contorno." Universidade de São Paulo, 1997. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-04052018-161901/.

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Abstract:

Neste trabalho é apresentada uma formulação híbrida do Método dos Elementos de Contorno/Método dos Elementos finitos à análise da interação placa-estaca-solo. Nesta formulação a placa é modelada pelo método dos elementos finitos, utilizando os elementos DKT (Discrete Kirchhoff Theory) e HSM (Hybrid Stress Model); e o solo é modelado pelo método dos elementos de contorno como um meio elástico semi-infinito. A estaca é representada por apenas um elemento, com 3 pontos nodais definidos ao longo de seu fuste e a tensão de cisalhamento ao longo da mesma é aproximada por um polinômio do segundo grau. A tensão normal à seção da extremidade inferior da estaca é suposta constante e um ponto nodal é definido no centro desta seção. A interface placa-solo é dividida em elementos de contorno triangulares coincidentes com a divisão dos elementos finitos da placa; e admite-se que a tensão de contato varie linearmente no domínio de cada elemento. As tensões de contato são eliminadas nos dois sistemas de equações, provenientes do MEF e do MEC, para obter o sistema final de equações governantes do problema. Após a resolução deste sistema são obtidos os deslocamentos nos nós e a partir deles são calculadas as tensões de contato placa-solo e a carga absorvida por cada estaca. Além disso, esta formulação também permite a análise de blocos de estacas com ou sem contato entre o bloco e o solo. Vários exemplos envolvendo a interação placa-solo, estaca-solo e placa-estaca-solo foram analisados e os resultados obtidos estão de acordo com os fornecidos por outras formulações. This work presents a hybrid Finite Element/Boundary Element formulation for the analysis of plate-pile-soil interactions problems. In this formulation the plate is modeled by finite elements using DKT (Discrete Kirchhoff Theory) and HSM (Hybrid Stress Model) elements and the soil is modeled as an elastic half space by the boundary element method. The pile is represented by only one element, with 3 nodal points, and shear force along the pile is approximated by a second degree polynomial. The pile-tip stress is assumed to be constant over the cross-section and a further nodal point is located there. The interface plate-soil is divided in a triangular boundary elements mesh coincident with that used in the finite element of the plate and the subgrade traction is assumed to vary linearly across each element. The subgrade tractions are eliminated from the two system of equation obtained with FEM and BEM resulting in the governing system of equation for plate-pile-soil interactions problems. By solving this set of equations the nodal displacements, the load on the piles and the subgrade tractions are calculated. Besides, this formulation allows also analysis several piles groups with and without ground-contacting rigid and flexible caps. Numerical results are presented for plate-soil, pile-soil and plate-pile-soil interactions. In all the results agree closely with those from much more elaborate analysis.

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Rylo, Edimar Cesar. "Adaptatividade hp aplicada em malhas de elementos finitos." [s.n.], 2002. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/257955.

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Abstract:

Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil Made available in DSpace on 2018-08-02T10:02:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rylo_EdimarCesar_M.pdf: 7697854 bytes, checksum: bf701fee18e631074e7e19fe4b4c03e5 (MD5) Previous issue date: 2002 Resumo: Uma estratégia hp adaptativa é implementada com base em um parâmetro de erro estimado localmente. A análise do padrão de refinamento em cada elemento é feito aresta a aresta, o que torna o método possível para qualquer tipo de elemento independente de sua dimensão. Métodos hp adaptativos são desenvolvidos a mais de uma década [12], sendo a escolha do padrão de refinamento feita, inicialmente, com base no conhecimento da solução e de sua seqüência ótima de refinamento. A estratégia proposta é implementada no ambiente de programação científica PZ [10]. As seguintes contribuições foram feitas ao ambiente PZ: . Implementação de uma estratégia para identificação de elementos de referência para a partição da malha. Implementação de uma estratégia para obtenção de patches, baseada nos elementos de referência. Implementação de clones de um patch e através deste clone, o clone uniformemente refinado e processado. Transferência de solução entre malhas. Um método para calcular a matriz de transferência entre malhas é implementada baseada em uma projeção L2 do espaço de interpolação da malha grossa no espaço da malha fina. . Uma classe para implementar a análise unidimensional de elementos, escolhendo o padrão hp ótimo para cada elemento. Estas classes foram usadas para a implementação da estratégia hp adaptativa baseada na análise de arestas. Os resultados mostram que esta estratégia conduz a malhas com taxas de convergência exponencial, mesmo para problemas com singularidades. Exemplos de validação são mostrados ao final do trabalho Abstract: An adaptive strategy is presented which uses an automatically generated local patch to estimate the error and implements a refinement criterium based on regularity analysis of one dimensional problems along the edges of the elements. hp-Adaptive methods have been available for more than one decade [12]. Thus far, the choice of h, p or hp-refinement has been based on the a-priori knowledge of the regularity of the solution and their corresponding optimal sequence of refinement pattern [8]. The proposed strategy is implemented within the object oriented environment PZ [10] for the development of scientific software. The following capabilities of the PZ environment were either used or added : .Implements a strategy to obtain reference elements for mesh partition . Implements a strategy to obtain a patch based on one reference element . Implements a patch done an over this done the uniformly refined patch is obtained an precessed. . Transfer of solution between meshes. A method for computing a transfer matrix between meshes is implemented based on the L2 projection of the interpolation space of the coarse mesh onto the fine mesh . A class which implements a one dimensional optimal hp refinement analysis based on the comparaison of all possible refinement patterns. These interfaces are used to implement and edge-based adaptive hp-refinement strategy. The results show that the adaptive strategy is able to produce hp refined meshes with exponential convergence rates, even for singular problems. Several examples show the generality and aplicability of the strategy for different simulations Mestrado Estruturas Mestre em Engenharia Civil

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Gomes, André Victor Sacone 1989. "Estudo do acoplamento do método dos elementos finitos e do método dos elementos discretos na análise de interação solo-estrutura." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265892.

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Orientador: Renato Pavanello Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Made available in DSpace on 2018-08-26T01:21:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_AndreVictorSacone_M.pdf: 9264253 bytes, checksum: f59e32499856986faa3aa51ccc0dbf3c (MD5) Previous issue date: 2014 Resumo: O presente trabalho trata do estudo e implementação de um modelo de acoplamento do método dos elementos finitos (Finite Element Method - FEM) com o método dos elementos discretos (Discrete Element Method - DEM) a fim de analisar problemas de interação entre uma estrutura com o solo. O DEM é reconhecido atualmente como um modelo numérico eficaz para análise de solos e outros materiais granulares, tanto sob carregamento estático como dinâmico. A característica dessa abordagem é que ela considera explicitamente as partículas em um material granular e suas interações, possibilitado um tratamento direto das descontinuidades e da resposta não linear desses materiais, sendo assim uma alternativa viável à abordagem tradicional baseada na mecânica do contínuo. O FEM é um modelo amplamente conhecido para a modelagem de meios contínuos, permitindo a determinação do campo de tensões e deformações atuando na estrutura. Dessa forma, o acoplamento dos dois métodos é uma solução eficaz para tratar problema de interação de meios estruturais contínuos com domínios particulados com comportamento não linear. Para que a associação dos dois métodos possa ocorrer foi proposto um modelo de contato entre o meio contínuo e o discreto, que além de garantir a transferência do carregamento mecânico gerado pelo solo na estrutura, seja de implementação direta. Além disso, nesse trabalho é proposto um algoritmo sequencial de integração no tempo, que acopla o método de Verlet explícito, usado no DEM, com o método de Newmark implícito, usado no FEM. São apresentados resultados indicando a representatividade dos modelos de acoplamento propostos. A motivação da presente pesquisa é a simulação do processo de interação estática e dinâmica entre uma estrutura com o solo a sustentando. Tais processos são de grande interesse na exploração de petróleo em águas profundas Abstract: This work presents the study and implementation of a model for coupling the finite element method (FEM) with the discrete element method (DEM) in order to analyze interaction problems of structures with granular media. The DEM is recognized nowadays as an effective numerical model for analysis of soils and other granular materials, both under static and dynamic loads. The unique feature of this approach is that it explicitly considers the particles in a granular material and their interactions, making possible a direct treatment of the discontinuities and the nonlinear behavior of these materials, becoming then a viable alternative to the traditional approach based on continuum mechanics. The FEM is widely known for modeling continuous media, allowing the determination of the stress and strain fields acting in the structure. Thus, the coupling of the two methods is an effective solution to treat the interaction of a continuous structural media with a particulate domain with nonlinear behavior. To make possible the combination of the two methods it's proposed a contact model between the discrete and continuous medium, which will guarantee the transfer of the mechanical loading generated in the structure by the soil; and its implementation should be direct. Beyond that, this paper proposes a time integration algorithm, which couples the explicit Verlet method, used in DEM, with the implicit Newmark method, used in FEM. The simulations presented indicates a good representativeness of the coupling model proposed. The motivation of this research is to simulate the static and dynamic interaction between structures with the soil. Such processes are of great interest in oil exploration in deep waters Mestrado Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico Mestre em Engenharia Mecânica

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Wayar, Alvaro Marcelo Moscoso. "Análise numérica de vigas mistas aço-concreto pelo método dos elementos finitos : protensão externa." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2016. http://hdl.handle.net/10183/141861.

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As vigas mistas de aço e concreto têm sido empregadas cada vez mais como uma solução em problemas de engenharia, o que pode ser verificado em estruturas de pontes e viadutos. Também em estruturas de edifícios onde se procure maior leveza ou vencer maiores vãos, esse tipo de solução é empregada. Efetivamente uma viga mista permite empregar os materiais que a compõe de modo ótimo. Quando se fala em vigas mistas a protensão externa é uma solução que pode ser empregada como reforço estrutural, ou para aumentar a capacidade de carga da estrutura. A mesma também pode ser considerada desde a etapa de projeto com o objetivo de se obter uma estrutura mais leve. Verifica-se uma carência de material de referência quanto ao dimensionamento de vigas mistas submetidas à protensão externa. Nesse contexto, o trabalho proposto busca estudar esse assunto através da implementação de um algoritmo para consideração da protensão externa num código computacional existente. Esse trabalho segue a linha dos trabalhos que têm sido desenvolvidos no CEMACOM associados com esse tema. Basicamente foram implementados dois tipos de elementos para simulação dos cabos de protensão e um elemento de contato para simular o escorregamento entre os cabos de protensão e os desviadores intermediários. Vários exemplos são apresentados e os resultados obtidos comprovam o funcionamento adequado do código implementado. Nowadays the composite steel and concrete beams have been increasingly used as a solution in engineering problems; this fact can be verified on bridges and viaducts structures. Also in building structures where the engineers look for greater lightness or gain larger spans, this type of solution is employed. Effectively a composite beam allows you to use the materials that compose in the optimal mode. When a composite beam externally prestressed is used as a structural solution could be for reinforcement, or to increase the load capacity of the structure. The same can also be seen from the design step in order to obtain a lighter structure. There is a lack of reference material in the design of composite beams subjected to external prestressing. In this context, the proposed work aims to study this issue by implementing an algorithm for consideration of external prestressing in an existing computational code. This dissertation follows the line of works that has been developed in the CEMACOM associated with this theme. Basically were implemented two types of elements for simulation of prestressing tendons and a contact element to simulate the slip between the prestressing tendons and intermediate deviators. Several examples are presented and the results demonstrate the proper functioning of the implemented code.

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Alves, Gelson de Sousa. "Implementação do método dos elementos finitos generalizados com aplicação em materiais compositos." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2014. http://repositorio.unb.br/handle/10482/17542.

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Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2015-02-02T14:33:48Z No. of bitstreams: 1 2014_GelsondeSousaAlves.pdf: 3157421 bytes, checksum: eeab3b2a19a7016154bca4fa5dc72938 (MD5) Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-02-03T19:23:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_GelsondeSousaAlves.pdf: 3157421 bytes, checksum: eeab3b2a19a7016154bca4fa5dc72938 (MD5) Made available in DSpace on 2015-02-03T19:23:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_GelsondeSousaAlves.pdf: 3157421 bytes, checksum: eeab3b2a19a7016154bca4fa5dc72938 (MD5) 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, o método proposto atribuiu nós fictícios somente na interface, eliminando problemas comuns do MEFG convencional no momento da atribuição das condições de contorno e de mapeamento da continuidade de contorno dos elementos. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT This research aimed to implement non-conventional formulations of the finite element method (FEM) applied to structural analysis in linear elastic regime. Specifically, the framework of the generalized finite element method (GFEM) was developed for simulations in two-dimensional domains. Several enrichment functions such as polynomials, singular and interface functions were implemented in order to enhance the approximation of boundary values problems with smooth, singular, and discontinuous gradient solutions due interface of materials. A special technique was formulated and implemented to account the material interface in composite materials without matching the finite element mesh to the boundaries of different materials in structural members: layered beams, bi-material plates and heterogeneous composites (matrix and inclusions). Thereafter, the results were compared with analytical solutions or FEM solutions. As a result, more efficient approximations were achieved using the proposed framework. The strategy demonstrated potential for solving problems with discontinuous gradient caused by the material interface. Furthermore, the proposed method assigned only enrichment fictitious nodes at the interfaces which eliminate common issues in conventional GFEM when assigning boundary conditions and mapping boundary continuity through the elements.

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Fernandes, Daniel Thomas. "Métodos de Elementos Finitos e Diferenças Finitas para o Problema de Helmholtz." Laboratório Nacional de Computação Científica, 2009. http://www.lncc.br/tdmc/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=167.

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É bem sabido que métodos clássicos de elementos finitos e diferenças finitas para o problema de Helmholtz apresentam efeito de poluição, que pode deteriorar seriamente a qualidade da solução aproximada. Controlar o efeito de poluição é especialmente difícil quando são utilizadas malhas não uniformes. Para malhas uniformes com elementos quadrados são conhecidos métodos (p. e. o QSFEM, proposto por Babuska et al) que minimizam a poluição. Neste trabalho apresentamos inicialmente dois métodos de elementos finitos de Petrov-Galerkin com formulação relativamente simples, o RPPG e o QSPG, ambos com razoável robustez para certos tipos de distorções dos elementos. O QSPG apresenta ainda poluição mínima para elementos quadrados. Em seguida é formulado o QOFD, um método de diferenças finitas aplicável a malhas não estruturadas. O QOFD apresenta grande robustez em relação a distorções, mas requer trabalho extra para tratar problemas não homogêneos ou condições de contorno não essenciais. Finalmente é apresentado um novo método de elementos finitos de Petrov-Galerkin, o QOPG, que é formulado aplicando a mesma técnica usada para obter a estabilização do QOFD, obtendo assim a mesma robustez em relação a distorções da malha, com a vantagem de ser um método variacionalmente consistente. Resultados numéricos são apresentados ilustrando o comportamento de todos os métodos desenvolvidos em comparação com os métodos de Galerkin, GLS e QSFEM. It is well known that classical finite elements or finite difference methods for Helmholtz problem present pollution effects that can severely deteriorate the quality of the approximate solution. To control pollution effects is especially difficult on non uniform meshes. For uniform meshes of square elements pollution effects can be minimized with the Quasi Stabilized Finite Element Method (QSFEM) proposed by Babusv ska el al, for example. In the present work we initially present two relatively simple Petrov-Galerkin finite element methods, referred here as RPPG (Reduced Pollution Petrov-Galerkin) and QSPG (Quasi Stabilized Petrov-Galerkin), with reasonable robustness to some type of mesh distortion. The QSPG also shows minimal pollution, identical to QSFEM, for uniform meshes with square elements. Next we formulate the QOFD (Quasi Stabilized Finite Difference) method, a finite difference method for unstructured meshes. The QOFD shows great robustness relative to element distortion, but requires extra work to consider non-essential boundary conditions and source terms. Finally we present a Quasi Optimal Petrov-Galerkin (QOPG) finite element method. To formulate the QOPG we use the same approach introduced for the QOFD, leading to the same accuracy and robustness on distorted meshes, but constructed based on consistent variational formulation. Numerical results are presented illustrating the behavior of all methods developed compared to Galerkin, GLS and QSFEM.

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Siqueira, Denise de 1975. "Construção de espaços de elementos finitos do tipo Hdiv." [s.n.], 2012. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/306356.

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Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo, Sônia Maria Gomes Tese (doutorado) ¿ Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica Made available in DSpace on 2018-08-19T19:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siqueira_Denisede_D.pdf: 19845716 bytes, checksum: dbcb91683ea323e390eb0dc4a89e18c3 (MD5) Previous issue date: 2012 Resumo: O estudo do presente trabalho se enquadra na área de Análise Numérica para equações diferenciais utilizando o método de elementos finitos. Especificamente, o objetivo é a construção de espaços de elementos finitos vetoriais Hdiv-conformes. Em formulações mistas de problemas elípticos, que consistem em resolver, simultaneamente, tanto a variável primal p quanto a sua variável dual gradiente de p, espaços do tipo Hdiv são utilizados para aproximar a variável dual. A principal característica de espaços Hdiv-conformes é a continuidade da componente normal nas interfaces dos elementos. Para garantir este comportamento, propõe-se uma sistemática de construção baseada na definição de um campo vetorial ajustado a geometria da partição do domínio, combinada com funções de base escalares H1conformes disponíveis na literatura. Com esta metodologia, são construídas bases hierárquicas, de ordem arbitrária, para subespaços Hdiv-conformes em partições triangulares ou quadrilaterais bidimensionais. No entanto, na simulação de problemas elípticos pela formulação mista, os espaços envolvidos na aproximação das variáveis dual e primal necessitam ser compatíveis para garantir a estabilidade do método. Neste sentido, os espaços desenvolvidos são ajustados de forma a obter taxas ótimas de convergência em um problema de autovalor de Steklov. Considera-se também o acoplamento de formulações clássica e mista para um problema elíptico, no contexto de decomposição de domínios, em que as bases Hdiv-conformes compatibilizadas são aplicadas na formulação mista correspondente Abstract: The study of this work fits in the area of numerical analysis for differential equations using the finite element method. Specifically, the goal is to construct Hdiv-conformes vectorial finite element spaces. In the mixed formulations of elliptic problems, where the principle is to solve simultaneously both the variable primal p as its dual variable gradient of p, Hdiv spaces are used to approximate the dual variable. The main feature spaces Hdiv-conformes is the continuity of the normal component at the interfaces of elements. To ensure this behavior, we propose a systematic construction based on the definition of a vector field adjusted to the geometry of the domain partition, combined with scalar basis functions H1-conformes available in the literature. With this methodology, hierarchical bases are constructed of arbitrary order, for subspaces Hdiv-conforming considering partitions in two-dimensional triangular or quadrilateral elements. However, the simulation of elliptic problems by the mixed formulation, the spaces involved in the approximation of the primal and dual variables need to be compatible to ensure the stability of the method. In this sense, the approximations spaces are adjusted to obtain optimal rates of convergence for a Steklov eigenvalue problem. It is also consider the coupling of classical and mixed formulations for an elliptical problem in the context of domain decomposition, which the compatibilized bases Hdiv-conformes are applied to the corresponding mixed formulation Doutorado Matematica Aplicada Doutor em Matemática Aplicada

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Nigro, Norberto. "Resolución por elementos finitos de problemas de mecánica de fluidos." Doctoral thesis, Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 1993. http://hdl.handle.net/11086/813.

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Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 1993 Recomienda dar respuesta a algunas de las dificultades que surgen en la simulación numérica de problemas de mecánica de fluídos mediante el método de los elementos finitos

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NEVES, Felipe dos Anjos. "Modelagem direta bidimensional do método magnetotelúrico com o método dos elementos finitos de arestas." Universidade Federal do Pará, 2014. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/6074.

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Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-11-17T11:32:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelagemDiretaBidimensional.pdf: 6248123 bytes, checksum: 04ad0a16744295013a68c959de87734b (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-11-17T11:56:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelagemDiretaBidimensional.pdf: 6248123 bytes, checksum: 04ad0a16744295013a68c959de87734b (MD5) Made available in DSpace on 2014-11-17T11:56:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelagemDiretaBidimensional.pdf: 6248123 bytes, checksum: 04ad0a16744295013a68c959de87734b (MD5) Previous issue date: 2014 CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Fizemos a modelagem direta 2D do método magnetotelúrico (MT) com o método dos elementos finitos (MEF) de arestas em termos dos campos primários e secundários. Para usarmos modelos de maior complexidade e diminuirmos o custo computacional utilizamos malhas não estruturadas. Nas malhas utilizadas, introduzimos quatro nós em torno de cada estação MT, constituindo um quadrado alinhado nas direções dos eixos cartesianos e . Por meio dos campos tangentes obtidos nas arestas de cada quadrado, efetuamos derivadas numéricas por diferenças finitas. Validamos nosso código comparando nossas respostas com a solução semi-analítica de uma falha aflorante na superfície. Avaliamos a eficiência do método comparado com o método dos elementos finitos nodais. Nossos resultados sugerem que o MEF de arestas foi menos eficiente na modelagem do MT 2D em termos dos campos primários e secundários, comparado com o MEF nodais, sobretudo por demandar maior armazenamento de memória e tempo de processamento para os modelos estudados. We have modelled 2D magnetotelluric using the edge finite element method by formulating the problem in terms of primary and secondary fields. In order to explore more complex models and to reduce the computational effort we have used unstructured meshes. We constrain the mesh to include, around each MT station four nodes in a square-shaped arrangement, aligned to the Cartesian axis and . From the tangential fields evaluated on the edges of these squares we approximate the partial derivatives with finite differences. We validate our code comparing its responses with the semi-analytical solution of a fault. We evaluate the efficiency of the method compared to nodal based finite element method. Our results suggest that the edge finite element method was less efficient to modelling the 2D MT in terms of primary and secondary fields than the nodal based finite element method, mainly due the need of more memory storage and time of processing for the studied models.

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Mendonça, Hélio Mazzilli Xavier de. "Sobre a modelagem de problemas da engenharia geotécnica pelo método dos elementos finitos." Universidade de São Paulo, 2005. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-23112005-100413/.

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Abstract:

Tradicionalmente, a análise de problemas da Engenharia Geotécnica esteve apoiada nos conceitos da Mecânica dos Solos, desenvolvida por Terzaghi, na Teoria da Elasticidade e nas teorias de análise limite. Este trabalho busca explorar uma abordagem que deveria ser mais utilizada neste tipo de problema, voltada à utilização de modelos constitutivos mais completos para a caracterização dos solos. Os aspectos teóricos e práticos deste tema são discutidos, dando destaque especial para sua implementação e seu desenvolvimento no âmbito do Método dos Elementos Finitos. Seguindo uma breve discussão sobre as principais características dos solos, os modelos constitutivos mais utilizados na Engenharia Geotécnica são apresentados. Em particular, os modelos Mohr-Coulomb e Cam-clay. Na seqüência são definidas as equações de Biot para o adensamento, objetivando sua utilização em um programa de elementos finitos, no caso o ADINA. Na segunda parte do trabalho, três estudos são realizados. O primeiro busca comparar os resultados obtidos por Nader (1993), para um solo siltoso submetido a diferentes trajetórias de tensão, com aqueles fornecidos pelos modelos MohrCoulomb e Cam-clay modificado, indicando os principais desvios encontrados. Na seqüência, analisa-se o problema de determinação do coeficiente N para obtenção da capacidade de carga do solo, no caso de sapatas corridas. Neste estudo, realizado através do ADINA, o modelo MohrCoulomb é utilizado, e a influência do ângulo de atrito (), do ângulo de dilatação () e da rugosidade da face inferior da sapata são pesquisadas. As dificuldades numéricas presentes quando a lei de fluxo é não associada são, também, discutidas. Finalmente, o problema de escavação de valas é discutido. O caráter evolutivo deste tipo de análise, o estudo do adensamento e a pesquisa da influência do coeficiente de empuxo em repouso (Ko) na resposta do problema são explorados. Neste caso, o modelo Cam-clay modificado é escolhido para realização de um conjunto de análises. A partir destes três estudos pode-se perceber a importância de utilizar modelos constitutivos mais representativos do comportamento dos solos, para reproduzir mais satisfatoriamente sua resposta. Neste trabalho cumpriu-se, também, o objetivo de confirmar a eficiência do ADINA como ferramenta computacional para resolução de problemas relevantes da Engenharia Geotécnica. Traditionally, the solution of Geotechnical Engineering problems was supported by Soil Mechanics concepts, developed by Terzaghi, Elasticity Theory and the limit analysis theories. This work tries to explore an unusual approach, which concerns the use of complete constitutive models for soils description. Both theoretical and practical aspects of the theme are discussed, with special attention devoted to the Finite Element implementation and development. Following a brief discussion about soil characteristics, the constitutive models usually used on Geotechnical Engineering are presented. In particular, the Mohr-Coulomb and Cam-clay models are explored in details. The theoretical presentation is concluded by establishing the Biot equations for consolidation problems, observing its using on a finite element program, ADINA for instance. On the second part of the work, three studies are carried out. The first one tries to compare the triaxial response of a silty soil when subjected to different stress paths, described by Nader (1993), with the results achieved when the Mohr-Coulomb and the modified Cam-clay models are used, showing the main differences. After that, computations of the bearing-capacity factor N have been made in order to evaluate the bearing-capacity for strip foundations. On this study, also solved in ADINA, the Mohr-Coulomb model is used, and the friction angle (), dilation angle () and footing roughness effects on the response are investigated. It is also discussed the numerical difficulties observed when non-associative conditions are applied. Finally, the retaining wall problem is explored. The evolution aspect of the problem, the consolidation study and the pre-excavation earth pressure coefficient (Ko) effects are also discussed. On this case, the modified Cam-clay model is chosen for several analyses. From these three studies it was noticed that in order to reproduce satisfactorily soil response, it is fundamental to chose representative constitutive models of soil behaviour. Also, this work accomplished the aim of confirming ADINA as an efficient skill to relevant Geotechnical Engineering problems solution.

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Jost, Daniel Trevisan. "Análise de peças fletidas com protensão não aderente pelo método dos elementos finitos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2006. http://hdl.handle.net/10183/11037.

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Estruturas com protensão não aderente estão sendo utilizadas como uma alternativa na tecnologia de projeto e execução de edifícios. Este trabalho apresenta a análise numérica de estruturas com protensão não aderente. Para este fim, foi desenvolvido um programa computacional onde implementou-se um modelo não linear físico e geométrico através do método dos elementos finitos. O comportamento dos materiais é descrito por um modelo elasto-viscoplástico. No concreto, são utilizados elementos finitos isoparamétricos tridimensionais. Para representar o seu comportamento após a fissuração é utilizado o modelo de fissuras distribuídas. As armaduras são incluídas através do modelo incorporado, utilizando-se de elementos unidimensionais isoparamétricos.As armaduras passivas são consideradas como uma linha de material mais rígido no interior do elemento de concreto, existindo uma aderência perfeita entre o concreto e o aço. Nas armaduras não aderentes, é considerada a compatibilidade de deslocamentos entre os materiais apenas nas ancoragens, sendo que a armadura pode movimentar-se livremente no interior do concreto. O modelo não linear geométrico, utilizado para o concreto e para a armadura, foi desenvolvido com base na formulação Lagrangeana Total, considerando grandes deslocamentos e pequenas deformações. Para verificar a precisão do modelo computacional, compararam-se resultados numéricos com valores experimentais disponíveis na literatura. Unbonded prestressed concrete structures have been increasingly used as an alternative in the technology of design and construction of buildings. This work presents a numerical analysis of unbonded prestressed concrete structures. To accomplish this, a computational program has been developed in which a physical and geometrical nonlinear model was implemented through the finite element method. Materials behavior has been described through an elasto-viscoplastic model. In the concrete, a threedimensional isoparametric finite element has been used. To represent its behavior after cracking, the smeared cracking model has been used to. The prestressing tendons and reinforcement have been included according with the embedded model approach by the use of one-dimensional isoparametric elements. The reinforcement has been considered in the model as a line of a stiffer material inside the concrete element, with a perfect bonding between concrete and steel. As for the unbonded tendons, displacement compatibility between materials has been considered only at the anchorages, but they are allowed to move freely along their length inside the concrete. The geometric nonlinear model that has been used for the concrete, reinforcement and tendons has been developed according to the Total Lagrangean formulation, considering large displacements and small strains. In order to evaluate the accuracy of the computational model, numerical results have been compared with experimental values available in the literature.

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Oliveira, Marcos Paulo de Carvalho. "Análise da influência de variantes do método de solução de escoamentos utilizando os métodos de elementos finitos com compressibilidade artificial e pseudo-características /." Bauru : [s.l.], 2007. http://hdl.handle.net/11449/136679.

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Orientador: Vicente Luiz Scalon Banca: Geraldo Luiz Palma Banca: José Ricardo Figueiredo Resumo: O desenvolvimento de modelos numéricos para simulação de escoamentos tem se dado em diversos aspectos: desde os métodos de acoplamento entre pressões e velocidades até as técnicas de estabilização da solução. Neste contexto, este trabalho se propõe a implementar e avaliar o comportamento de um destes algoritmos, o CBS, utilizando-o na simulação de um escoamento isotérmico de fluido incompressível. Para tanto, foram utilizados variantes do esquema de solução com relação à discretização no tempo, com os métodos explícito e semi-implícito, além de algumas outras alterações na discretização no espaço e nos termos de estabilização. A discretização geral do problema foi feita com o método dos elementos finitos utilizando-se uma malha formada por elementos bilineares. O algoritmo e suas variações foram avaliados através de uma série de resultados, para diversos valores do número de Reynolds, de um problema clássico: a cavidade recirculante. Desta forma, foi possível mostrar que todas as variações da solução usando a malha estabelecida apresentaram concordância satisfatória com os resultados da literatura. Além disto, verificou-se que a omissão do termo característico não apresentou diferenças significativas nos resultados para os valores de número de Reynolds testados. Os resultados mostraram também que o método semi-implícito converge com um menor número de incrementos de tempo que o método explícito. Abstract: The development of numerical models for fluid flow simulation occurred at many aspects: since coupling methods between pressures and velocities until stabilization techniques. In this context, this work intends to implement and evaluate one algorithm behavior, the CBS, used in a simulation of incompressible and isothermal flows. This work also uses the explicit and semi-implicit methods of the time discretization scheme and some others changes in space discretization and stabilization terms for tests with algorithm. The discretization technique used is the finite element method with the mesh formed by bilinear elements. The algorithm's changes were evaluated using results for several Reynold's number in a classic problem: the lid-driven cavity. All the changes in solution algorithm with the used mesh show good agreement with other results from bibliography. It was verified too, that the omission of characteristics term didn't present significant differences in results with Reynold's number tested. It was observed yet that the solution code using the semi-implicit method converges with less time steps than the explicit one. Mestre

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Góis, Wesley. "Elementos finitos híbridos e híbrido-mistos de tensão com enriquecimento nodal." Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-15062009-092448/.

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Neste trabalho, a técnica de enriquecimento da partição da unidade é estendida e adaptada para duas formulações não-convencionais para a elasticidade plana: a formulação híbrida de tensão (FHT) e a formulação híbrido-mista de tensão (FHMT). Estas formulações são ditas não-convencionais, pois não recorrem a princípios variacionais clássicos. Elementos finitos triangulares e quadrilaterais com enriquecimento nodal são desenvolvidos para avaliação da forma discreta das duas formulações estudadas. Na FHMT, três campos são aproximados de forma independente: tensões e deslocamentos no domínio e deslocamentos no contorno. O conceito de partição da unidade é então utilizado para garantir continuidade de cada um dos campos envolvidos na FHMT e realizar o procedimento de enriquecimento nodal. Funções polinomiais são utilizadas para enriquecer cada uma das aproximações dos campos da FHMT. A sensibilidade das respostas em relação a redes distorcidas é avaliada. Além disso, abordam-se aspectos relativos à convergência e estabilidade da solução numérica. Especificamente para a FHT, dois campos são independentemente aproximados: tensões no domínio e deslocamentos na fronteira estática. As aproximações das tensões, que por definição não estão atreladas a nós, devem primeiramente satisfazer a condição de equilíbrio no domínio. O conceito de partição da unidade é empregado, neste caso, para dar continuidade aos deslocamentos entre as fronteiras dos elementos. O enriquecimento polinomial da partição de unidade é então aplicado às aproximações dos deslocamentos no contorno. Para o campo de tensões no domínio, desenvolve-se uma técnica específica de enriquecimento nodal. Mais uma vez, aspectos relativos à sensibilidade à distorção de redes e convergência são estudados e avaliados. Finalmente, alguns exemplos numéricos são apresentados para ilustrar o desempenho de ambas as abordagens, especialmente quando a técnica de enriquecimento é aplicada. In the present work, the partition of unity enrichment concept is basically applied to non-conventional stress hybrid-mixed and hybrid formulations in plane elasticity. These formulations are referred to as non-conventional because no variational principles are explored. From these, triangular and quadrilateral finite elements with selective nodal enrichment are then derived. In the stress hybrid-mixed approach, three independent fields are approximated: stress and displacement fields in the domain and displacement fields on the static boundary. The partition of unity concept is then used to provide continuity to all the fields involved. Afterwards, the nodal enrichment feature is explored. Polynomial functions are employed to enrich each one of the approximation fields. Besides, some aspects concerning convergence and stability of the numerical solutions obtained are addressed. On the other hand, in the hybrid approach, two independent fields are approximated: stress fields in the domain and displacement fields on the static boundary. However, the approximation of the stress field must first satisfy the equilibrium condition in the domain without involving nodal values in its definition. Hence, the partition of unity concept is used to provide continuity of displacements between the boundaries of the elements. The partition of unity based nodal enrichment is then applied to the boundary displacement fields. Nevertheless, enrichment of the stress field can also be carried out with exploring a specific and original technique that permits applied the partition of unity concept but in such way as to preserve satisfaction of the equilibrium condition in the domain. Again, convergence and stability aspects of the hybrid approach are briefly addressed. Finally, some numerical examples are presented to illustrate the performance of both approaches derived, especially when combined possibilities of enrichment are explored.

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Rubio, Noriega Ruth Esther 1987. "Estudo de guias periodicamente segmentados usando o método dos elementos finitos." [s.n.], 2012. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259167.

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Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Made available in DSpace on 2018-08-21T13:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RubioNoriega_RuthEsther_M.pdf: 3183170 bytes, checksum: af9b79df81c18d5376bdcda8ca9f973a (MD5) Previous issue date: 2012 Resumo: A principal contribuição deste trabalho _e a proposta da análise de estruturas periodicamente segmentadas na plataforma de silício sobre isolante (SoI), usando o método dos elementos finitos em um domínio computacional de duas dimensões...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: The principal contribution of this work is to propose the analysis of grating periodic structures on the silicon-on-insulator platform through the finite element method in a two dimension computational domain...Note: The complete abstract is available with the full electronic document Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestra em Engenharia Elétrica

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Argüello, Marcos Exequiel. "Preprocesamiento de modelos de elementos finitos aplicado al análisis de estructuras aeronáuticas." Master's thesis, Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 2017. http://hdl.handle.net/11086/16561.

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Maestría en Ciencias De La Ingeniería - Mención Aeroespacial El siguiente trabajo presenta la elaboración de un documento para el pre-procesamiento de modelos de elementos finitos aplicado al análisis estático de estructuras aeronáuticas. Se establecen una serie de recomendaciones y prácticas a seguir para elaborar un modelo de elementos finitos complejo, como ser el modelo de la estructura de una aeronave, desde el mallado inicial hasta la aplicación de cargas y condiciones de borde. Se plantean una serie de decisiones a tomar en cuenta por parte del equipo de trabajo, para definir un mismo criterio a la hora de modelar e integrar las distintas partes de la estructura. Además se analiza la aplicación de varias herramientas para el chequeo y la validación final del modelo. Siguiendo los criterios y prácticas establecidos en este documento, se aplican los mismos al preprocesamiento del modelo de elementos finitos correspondiente a la estructura de material compuesto de un avión entrenador elemental biplaza. Los resultados obtenidos en este caso demuestran que el uso y la aplicación de los mismos facilita el trabajo en grupo para elaborar modelos de gran cantidad de grados de libertad, permitiendo mallar distintas partes al mismo tiempo por distintos modelistas coordinados, siguiendo un mismo criterio, respetando un mismo formato (estructura en árbol) para la organización de los archivos del modelo, y sin perder la trazabilidad del mismo. Todo esto da como resultado un sensible aumento en la calidad final del modelo, así como también una reducción en los costos y tiempos de ingeniería implicados en la elaboración del mismo. In this thesis a pre-processing documentation for finite element models is developed to perform static analysis of aircraft structures. Several recommendations and practices are performed to elaborate from simple to complex finite element model, such as the model of an aircraft structure, from the initial meshing to the application of loads and boundary conditions. Assessments are taken into account by the work team, to define the same criteria to model and integrate the different structure parts. In addition, it includes the application of diverse tools for the final verification and validation of the model. The criteria and practices established in this document are applied to preprocess an elementary side-by-side trainer aircraft finite element model. The results obtained in this study case demonstrate that the use and application of those facilitates the work in-group to elaborate models with a great amount of freedom degrees. Allowing to mesh different parts at the same time by different coordinated modelers, applying the same criteria, following the same format for the organization of the model files, without losing traceability. All this results in a substantial increase in the final quality of the model, as well as it reduces the costs and engineering times involved. Fil: Argüello, Marcos Exequiel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. Fil: Argüello, Marcos Exequiel. Fuerza Aérea Argentina. Universidad de la Defensa Nacional. Centro Regional Universitario Córdoba IUA; Argentina.

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Farias, Agnaldo Monteiro 1977. "Novas formulações de elementos finitos e simulações multifísicas." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/306354.

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Orientador: Philippe Remy Bernard Devloo Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica Made available in DSpace on 2018-08-26T08:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Farias_AgnaldoMonteiro_D.pdf: 4236142 bytes, checksum: 173a1f60f06933f3f12600b1c0be3c9b (MD5) Previous issue date: 2014 Resumo: Os assuntos de interesse nesta tese dizem respeito a formulações não clássicas do método dos elementos finitos (MEF). Neste sentido, o foco principal está no desenvolvimento de ferramentas computacionais para o MEF visando simulações de problemas multifísicos. Este tipo de problema ocorre, frequentemente, nas aplicações de Engenharia modeladas pelo acoplamento de diversos fenômenos físicos, os quais podem ser resolvidos numa única simulação numérica. A esta modelagem dá-se o nome de simulação multifísica. Neste contexto, para se obter uma simulação otimizada, é conveniente dar um tratamento diferenciado para cada fenômeno físico envolvido. No MEF, por exemplo, tal abordagem multifísica pode ser realizada pela escolha de diferentes subespaços de aproximação, em conformidade com os fenômenos considerados. Para efeito de verificação do código desenvolvido, resolvem-se dois problemas no contexto de simulação multifísica. Um problema de acoplamento fluido-estrutura em poroelasticidade linear e um problema de escoamento em meios porosos com injeção de traçador. Utilizam-se subespaços de aproximação H1-conformes para o deslocamento da matriz porosa, Hdiv-conformes para o fluxo de fluido e funções descontínuas para a aproximação da pressão do fluido e da saturação. Outro desenvolvimento diz respeito a formulações combinadas de Galerkin contínuo-descontínuo para problemas de elasticidade linear. Na abordagem proposta, os espaços de elementos finitos são formados por funções contínuas ou descontínuas, em diferentes regiões do domínio. Estuda-se também o esquema de Petrov-Galerkin com funções teste otimizadas via simetrização. Aplica-se uma nova abordagem para este método através de duas aproximações pelo método de Galerkin contínuo. A implementação e avaliação do desempenho de todas as formulações propostas são feitas no ambiente de programação orientada a objetos chamado NeoPZ Abstract: The issues of interest in this thesis are related to non classical formulations of the finite element method (FEM). In this sense, the main focus is on developing computational tools for the FEM targeting the simulation of multiphysics problems. This type of problem often occurs in engineering applications modeled by coupling several physical phenomena, which can be resolved in a single numerical simulation. This kind of modeling is called multiphysics simulation. In this context, to obtain an optimized simulation, it is convenient to give a different treatment for each physical phenomenon involved. For instance, in the FEM context, such multiphysics approach can be accomplished by choosing different approximation subspaces in accordance with the phenomena considered. For the verification of the developed code, a problem of fluid-structure interaction in linear poroelasticity and a problem of flow in porous media with tracer injection are solved in the context of multiphysics simulation. H1-conforming approximation is used for the displacement of the porous matrix, Hdiv-conforming for the fluid flow and discontinuous functions for the approximation of fluid pressure and saturation. In another development, the discontinuos-continuous Galerkin formulation is considered for problems of linear elasticity. In such formulation, the spaces finite elements are formed by continuous or discontinuous functions in different regions of the domain. Another study refers to the Petrov-Galerkin scheme with test functions optimized by symmetrization. A new approach to the method by means of two approximations by continuous Galerkin method is proposed. The implementation and verification of all considered formulations are made on the object-oriented programming environment called NeoPZ Doutorado Matematica Aplicada Doutor em Matemática Aplicada

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Silveira, André Rodrigues Garcia da. "Determinação analítica da correção de hélice em um par engrenado devido ao efeito da flexo-torção." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-23062016-112942/.

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O foco do presente trabalho é estudar a intensificação da pressão de contato entre os dentes de duas engrenagens cilíndricas de dentes retos, que ocorre por causa do deslocamento dos componentes de um redutor de velocidades. Essa intensificação ocorre inclusive em um redutor fabricado sem quaisquer erros de usinagem ou de montagem. A correção de hélice é uma usinagem realizada na superfície do dente da engrenagem que compensa os deslocamentos dos eixos e engrenagens, devido à flexão e à torção, e os deslocamentos dos dentes das engrenagens, devido à flexão e à pressão de contato. Foram estudados efeitos importantes para essa correção de hélice em um redutor de velocidades. Com isso, foi desenvolvido um modelo analítico que calcula a correção necessária para diminuir esse intensificador de pressão de contato em função dos deslocamentos citados acima. Esse modelo analítico foi comparado com um modelo analítico da literatura e com o software comercial RIKOR®. Os resultados de correção de hélice propostos são similares aos da literatura e do RIKOR® com exceção das bordas das engrenagens, aonde existem algumas divergências. Posteriormente, foi desenvolvido um modelo sólido de engrenagem com o perfil evolvente e com as correções de hélice calculadas analiticamente. Este modelo tridimensional (3D) foi elaborado usando os softwares SolidWorks® e Inventor® e simulado por elementos finitos por meio do software ANSYS®. Verificou-se que as três correções de hélice - a proposta, a da literatura e a do RIKOR® - realmente diminuem a intensificação de pressão de contato no flanco do dente da engrenagem. Por fim, foi possível visualizar que a correção proposta nesta dissertação é 3% mais efetiva que a proposta pela literatura e pelo RIKOR® para o caso analisado. This work will study the contact pressure intensifier between two spur gears teeth, which exists due to the displacement of the components of the gearbox. This effect occurs even in gearboxes manufactured without any machining and/or assembling errors. The lead correction is a machining operation conducted at the gear tooth surface that compensates the displacement of shafts and gears, due to bending and torsion, and the gear teeth displacement, due to bending and contact pressure. Factors that are important to the lead correction in gearboxes were studied. An analytical model was proposed in order to evaluate the lead correction necessary to diminish the contact pressure intensifier as a function of the displacements mentioned above. This analytical model was compared to a literature one and to the commercial software RIKOR®. The results of the proposed lead correction are similar to the literature and RIKOR® ones, although there are differences at the borders of the gears. This work also describes the development of a solid model of the gears and shafts with the involute profile and the lead correction evaluated analytically. This model is tridimensional (3D) and was designed using SolidWorks® and Inventor software. It was simulated using finite element analysis software ANSYS® and it was possible to verify that the three lead corrections - proposed, from literature and from RIKOR® - diminished the contact pressure intensifier at the gears tooth flank. It was also possible to verify that the lead correction proposed is 3% more effective than the other ones for the case analyzed.

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Dissertations / Theses on the topic 'Método dos elementos finitos'

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