Teses

O objetivo deste trabalho é apresentar um método de energia para a análise da evolução de treliças inelásticas com dano, a partir da extensão da teoria para materiais elásticos e lineares usualmente estudada nos cursos de Resistência dos Materiais. A idéia básica é a de usar o princípio dos trabalhos virtuais e generalizar o segundo teorema de Castigliano, proposto para o caso elástico, para o caso inelástico com dano. A motivação deste trabalho é a apresentação de uma alternativa de solução interessante para o estudo de pequenos problemas (treliças com poucas barras) quando não se tem um código de elementos disponível. É desenvolvida uma formulação abstrata geral para o problema a qual incorpora qualquer tipo de teoria constitutiva com variáveis internas (elasto-plasticidade, elasto-viscoplasticidade, etc.). Uma técnica de aproximação numérica é apresentada e um algoritmo de solução é proposto. A teoria e a técnica de solução são testadas através da simulação de carregamentos complexos em treliças de alumínio e aço até a sua falha por fadiga. O método de energia proposto é bastante simples de ser usado, independentemente da complexidade das equações constitutivas adotadas. Ele é bastante útil para se compreender melhor o fenômeno de redistribuição de tensões numa treliça devido ao dano e as deformações permanentes.

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DISSERTACAO

GELSON CARNEIRO DE SOUZA JUNIOR

Publicação 1998

Orientadores: Heraldo Silva da Costa Mattos

No presente trabalho apresenta-se um modelo mecânico unidimensional simples, em conjunto com uma técnica numérica de solução, para a simulação computacional do movimento de pigs em tubulações transportando líquidos sob condições de regime transiente. Na descrição do movimento do pig são levados em consideração os esforços de natureza mecânica e hidrodinâmica na interface pig-tubo como também as vazões de by-pass. O líquido é tratado como um meio contínuo levemente compressível. O modelo global acoplado é descrito por um sistema de equações diferenciais hiperbólicas com fronteira móvel, cuja evolução é governada por um conjunto de equações diferenciais ordinárias não-lineares. O procedimento numérico proposto é construído utilizando-se o método das características juntamente com um esquema do tipo Runge-Kutta para a integração das equações diferenciais na região da fronteira móvel. As simulações numéricas realizadas permitem analisar o comportamento do pig e do fluido acopladamente. Em particular, mostra-se como o movimento do pig e do fluido afetam a resposta dinâmica global do sistema. As previsões do modelo demonstram estar qualitativamente em acordo com fatos reportados na literatura e por pessoal técnico de campo.

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No presente trabalho apresenta-se um modelo mecânico unidimensional simples, em conjunto com uma técnica numérica de solução, para a simulação computacional do movimento de pigs em tubulações transportando líquidos sob condições de regime transiente. Na descrição do movimento do pig são levados em consideração os esforços de natureza mecânica e hidrodinâmica na interface pig-tubo como também as vazões de by-pass. O líquido é tratado como um meio contínuo levemente compressível. O modelo global acoplado é descrito por um sistema de equações diferenciais hiperbólicas com fronteira móvel, cuja evolução é governada por um conjunto de equações diferenciais ordinárias não-lineares. O procedimento numérico proposto é construído utilizando-se o método das características juntamente com um esquema do tipo Runge-Kutta para a integração das equações diferenciais na região da fronteira móvel. As simulações numéricas realizadas permitem analisar o comportamento do pig e do fluido acopladamente. Em particular, mostra-se como o movimento do pig e do fluido afetam a resposta dinâmica global do sistema. As previsões do modelo demonstram estar qualitativamente em acordo com fatos reportados na literatura e por pessoal técnico de campo.

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DISSERTACAO

EIJIRO VIANES CAMPO BARBA

Publicação 1998

Orientadores: Felipe Bastos de Freitas Rachid

Este trabalho trata do comportamento elasto-viscoplástico de vasos de aço inoxidável submetidos à carregamentos variáveis de pressão. Apresenta-se um modelo mecânico válido para uma larga faixa de temperaturas, que leva em conta o acoplamento entre os mecanismos de falha, de encruamento e de plastificação. O objetivo fundamental é mostrar que, apesar da sofisticação mecânica das equações constitutivas apresentadas, é possível desenvolver um algoritmo simples para a simulação numérica do comportamento deste tipo de estrutura. Uma técnica de aproximação numérica geral é apresentada e um algoritmo de solução é proposto. A teoria apresentada e a técnica de solução proposta permitem mostrar em que circunstâncias um carregamento pode levar à falha da estrutura e, portanto, como evitá-la num projeto.

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Este trabalho trata do comportamento elasto-viscoplástico de vasos de aço inoxidável submetidos à carregamentos variáveis de pressão. Apresenta-se um modelo mecânico válido para uma larga faixa de temperaturas, que leva em conta o acoplamento entre os mecanismos de falha, de encruamento e de plastificação. O objetivo fundamental é mostrar que, apesar da sofisticação mecânica das equações constitutivas apresentadas, é possível desenvolver um algoritmo simples para a simulação numérica do comportamento deste tipo de estrutura. Uma técnica de aproximação numérica geral é apresentada e um algoritmo de solução é proposto. A teoria apresentada e a técnica de solução proposta permitem mostrar em que circunstâncias um carregamento pode levar à falha da estrutura e, portanto, como evitá-la num projeto.

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DISSERTACAO

VIVIAN REIS CORRÊA DE AZEREDO

Publicação 1998

Orientadores: Heraldo Silva da Costa Mattos

Este trabalho concentra-se no estudo do acoplamento entre o fenômeno de envelhecimento e de plastificação em barras constituídas por ligas metálicas elastoplásticas. O fenômeno de endurecimento por precipitação (envelhecimento) pode ser causado por diversos fatores, tais como, radiação ou tratamento térmico. Do ponto de vista microestrutural, é causado pela difusão de precipitados na matriz sólida, influenciando fortemente o campo de tensões. A deformação plástica por outro lado, afeta a velocidade de precipitação. O acoplamento é descrito através de uma teoria constitutiva, na qual, uma variável adicional relacionada com a parcela de endurecimento isotrópico causada pelo envelhecimento é introduzida. Para verificar a validade da teoria proposta, são utilizados resultados de testes experimentais em barras de alumínio 2024. Simulações numéricas são analisadas mostrando uma concordância satisfatória entre os experimentos e o modelo.

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Este trabalho concentra-se no estudo do acoplamento entre o fenômeno de envelhecimento e de plastificação em barras constituídas por ligas metálicas elastoplásticas. O fenômeno de endurecimento por precipitação (envelhecimento) pode ser causado por diversos fatores, tais como, radiação ou tratamento térmico. Do ponto de vista microestrutural, é causado pela difusão de precipitados na matriz sólida, influenciando fortemente o campo de tensões. A deformação plástica por outro lado, afeta a velocidade de precipitação. O acoplamento é descrito através de uma teoria constitutiva, na qual, uma variável adicional relacionada com a parcela de endurecimento isotrópico causada pelo envelhecimento é introduzida. Para verificar a validade da teoria proposta, são utilizados resultados de testes experimentais em barras de alumínio 2024. Simulações numéricas são analisadas mostrando uma concordância satisfatória entre os experimentos e o modelo.

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DISSERTACAO

CLAUDIA MARIA IMBROIZI AJÚS

Publicação 1998

Orientadores: Heraldo Silva da Costa Mattos

A utilização de mancais magnéticos como suporte de rotores vem sendo considerada como uma alternativa bastante válida em diversos segmentos industriais, onde algumas de suas características especiais permitem a eliminação de problemas em tecnologias pré-existentes, a abertura de novas aplicações tecnológicas e a redução de custos em equipamentos estabelecidos. O mapeamento do campo magnético nestes mancais permite o cálculo das forças de suportação do rotor, estabelecendo correlações entre estas e as correntes nas bobinas, contribuindo assim para a implementação do projeto deste tipo de equipamento e seu controle, de uma forma muito mais precisa que a utilização das relações analíticas tradicionais. Este mapeamento pode ser realizado através do método de elementos finitos. Partindo de princípios variacionais, considerando um campo bidimensional e funções de interpolação bilineares de elementos isoparamétricos quadrangulares, as matrizes de contribuição dos elementos são obtidas; sendo a solução dada em termos de potenciais nodais. Determinado o potencial vetor magnético, a indução magnética e a distribuição do campo magnético são obtidos em seguida. Finalmente o cálculo das forças é realizado através do Tensor de Maxwell. Os resultados de um conjunto de análises mostram-se em concordância com as relações analíticas aproximadas, enquanto que os de outro conjunto apresentaram variação com a posição angular do rotor, dependência esta que não pode ser levantada através das relações analíticas.

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DISSERTACAO

MÁRCIO FERES BESSA

Publicação 1997

Orientadores: Roberto Firmento de Noronha

A utilização de mancais magnéticos como suporte de rotores vem sendo considerada como uma alternativa bastante válida em diversos segmentos industriais, onde algumas de suas características especiais permitem a eliminação de problemas em tecnologias pré-existentes, a abertura de novas aplicações tecnológicas e a redução de custos em equipamentos estabelecidos. O mapeamento do campo magnético nestes mancais permite o cálculo das forças de suportação do rotor, estabelecendo correlações entre estas e as correntes nas bobinas, contribuindo assim para a implementação do projeto deste tipo de equipamento e seu controle, de uma forma muito mais precisa que a utilização das relações analíticas tradicionais. Este mapeamento pode ser realizado através do método de elementos finitos. Partindo de princípios variacionais, considerando um campo bidimensional e funções de interpolação bilineares de elementos isoparamétricos quadrangulares, as matrizes de contribuição dos elementos são obtidas; sendo a solução dada em termos de potenciais nodais. Determinado o potencial vetor magnético, a indução magnética e a distribuição do campo magnético são obtidos em seguida. Finalmente o cálculo das forças é realizado através do Tensor de Maxwell. Os resultados de um conjunto de análises mostram-se em concordância com as relações analíticas aproximadas, enquanto que os de outro conjunto apresentaram variação com a posição angular do rotor, dependência esta que não pode ser levantada através das relações analíticas.

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Investigou-se a geração de energia e as emissões em grupo motor-gerador utilizando biodiesel de soja e de sebo bovino; misturas de biodiesel de soja com sebo bovino, misturas de biodiesel de soja e sebo bovino com diesel e biodiesel aditivado. Desenvolveu-se procedimento para a produção de biodiesel através da rota etílica. Foram testados vários aditivos para o biodiesel com o objetivo de reduzir as emissões de NOx do motor. Também, foi feita a caracterização do biodiesel e de suas misturas que foram utilizados no grupo motor-gerador. Curvas de desempenho e emissões do motor foram geradas para diversas situações envolvendo diferentes cargas e combustíveis.

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TESE

FERNANDO LUIZ BARBUDA DE ABREU

Publicação 2010

Orientadores: Roberto Guimarães Pereira