EM - Escola de Minas
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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.
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Item Formulações não-lineares de elementos finitos para análise de sistemas estruturais metálicos reticulados planos.(2000) Galvão, Alexandre da Silva; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaEste trabalho tem como principais objetivos o estudo e a implementação computacional de formulações geometricamente não-lineares para elementos finitos reticulados planos encontradas na literatura recente. Essas formulações, além de permitir a determinação da matriz de rigidez e do vetor de forças internas de forma direta, podem ser acopladas com relativa facilidade a várias estratégias de solução não-linear. Procurando fornecer diferentes opções de modelagem de problemas de instabilidade usando esses elementos finitos reticulados planos, foram implementadas as seguintes formulações geometricamente não-lineares: (i) formulações definidas por Alves (1993b) e Torkamani et al. (1997), implementadas aqui com procedimentos distintos de se avaliar o vetor de forças internas: forma total e forma incremental; (ii) formulações propostas por Yang e Kuo (1994), que se basearam em modelos linearizado, linearizado-simplificado e com termos de ordem elevada; foram ainda introduzidas por esses autores duas abordagens diferentes, implementadas neste trabalho, de obtenção do vetor de forças internas: deslocamentos naturais incrementais e rigidez externa; e (iii) formulações em referencial Lagrangiano total, propostas por Pacoste e Eriksson (1997), baseadas em diferentes relações cinemáticas e definições de deformações; cinco formulações foram sugeridas por esses pesquisadores, onde todas foram testadas no presente trabalho. Essas formulações foram adaptadas à metodologia de solução não-linear que usa o método de Newton-Raphson (Silveira, 1995), acoplado às diferentes estratégias de incremento de carga e de iteração que permitem a ultrapassagem de pontos críticos (bifurcação e limite) que possam existir ao longo da trajetória de equilíbrio. A avaliação da eficiência computacional dessas formulações é feita no final do trabalho através da análise de problemas estruturais fortemente não-lineares encontrados na literatura.Item Estratégias de incremento de carga e de iteração para análise não-linear de estruturas.(2000) Rocha, Gentil; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaEste trabalho tem como objetivo a implementação computacional e a análise de estratégias de incremento de carga e de iteração encontradas na literatura. Essas estratégias acopladas ao método de Newton-Raphson (padrão ou modificado) são usadas nesta dissertação para estudar o equilíbrio e a estabilidade de sistemas estruturais esbeltos. Num contexto computacional essas estratégias são implementadas aqui, para um dado passo de carga, em duas etapas: i) a partir de uma dada configuração de equilíbrio da estrutura, calcula-se uma solução incremental inicial (ou predita) seguindo alguma estratégia de incremento de carga. Atenção especial é dada neste trabalho às estratégias baseadas na relação Id (número de iterações desejada) / tI (número de iterações do passo de carga anterior) e no parâmetro de rigidez GSP (General Stifness Parameter); ii) em seguida, corrige-se essa solução predita com iterações subseqüentes do tipo Newton-Raphson até se atingir a nova configuração de equilíbrio. A fim de evitar problemas de convergência da solução próxima a pontos limites e de bifurcação da trajetória de equilíbrio, utilizam-se estratégias de iteração que, associadas ao esquema usual do tipo Newton-Raphson, permitem alcançar respostas da estrutura além desses pontos críticos. Entre os procedimentos implementados aqui, destacam-se: as formas linearizadas e quadráticas do método do comprimento de arco (comprimento de arco esférico e cilíndrico), a resposta ponderada constante, a norma mínima dos deslocamentos residuais, a técnica do resíduo ortogonal e o método do deslocamento generalizado. No final da dissertação, através da análise de vários sistemas estruturais esbeltos (colunas, pórticos e arcos), faz-se uma avaliação da eficiência computacional dessas estratégias. O objetivo é chegar na melhor modelagem numérica para o traçado completo da trajetória de equilíbrio da estrutura (curva carga-deslocamento) indicando regiões de ganho e de perda de rigidez, os pontos limites de carga ("snap-through") e de deslocamento ("snap-back”) e, se possível, indicar a presença de pontos de bifurcação.Item Um modelo numérico para análise elastoplástica de maciços rochosos com base no critério de ruptura de Hoek-Brown.(2014) Simão, Jefferson Tales; Nogueira, Christianne de LyraEsta dissertação tem como objetivo a implementação computacional do modelo constitutivo elástico perfeitamente plástico com base no critério de ruptura de Hoek-Brown e com plasticidade associada para análise não linear tensão deformação de obras geotécnicas, tais como escavações e fundações superficiais, em maciços rochosos. As implementação computacionais foram realizadas no programa ANLOG com base na formulação em deslocamento do método dos elementos finitos. Em função da natureza não linear do modelo constitutivo adota-se um processo de solução em nível global incremental interativo do tipo Newton-Raphson com incrementos automáticos de carga de modo a garantir o equilíbrio. Além disto, um algoritmo explícito com sub-incrementos automáticos de deformação é adotado para integração de tensão em nível local de modo a garantir a condição de consistência. Os resultados de simulações numéricas de ensaios triaxiais convencionais, adotando diferentes trajetórias de tensão, confirmam a implementação computacional. Exemplos relacionados com abertura de cavidades e capacidade de suporte em maciços rochosos foram usados para validar as implementações computacionais e demonstrar a aplicabilidade do modelo numérico gerado.Item Comportamento geotécnico dos filitos do talude oeste da mina Pau Branco.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Silva, Carolina Helena Caldeira; Lana, Milene SabinoPropõe-se neste trabalho o estudo do comportamento geotécnico das rochas do Talude Oeste da Mina Pau Branco, de propriedade da V&M Mineração, localizada na Serra da Moeda, no município de Brumadinho, Minas Gerais. No local, ocorrência de fraturamento acentuado, dobramentos, aliados ao clima regional, levaram a formação de rochas com baixas propriedades geotécnicas de resistência e elevados graus de alteração, que favorecem mecanismos de instabilização. Os estudos envolvem análises cinemáticas no intuito de definir as regiões do talude que são propensas à ocorrência de mecanismos de ruptura, utilizando o software Dips5.0, da Rocsciense, Canadá. Também foi avaliada a influência da durabilidade nas propriedades físicas dos filitos com distintos graus de alteração e resistência, através da realização de ensaios de durabilidade. Buscou-se também, a partir do referido ensaio, identificar a existência de correlação entre a durabilidade e os parâmetros geotécnicos dessas rochas, bem como o modo de ruptura observado, verificando, assim, se o referido índice pode ser utilizado como um indicador expedito da resistência dos materiais litológicos presentes nos taludes rochosos em questão. Finalmente, foram conduzidas análises de tensãodeformação, utilizando-se o software Phase27.0, também da Rocsciense, para aferir os parâmetros de resistência ora determinados em laboratório, e também tentar compreender as diversas condições que levaram à ocorrência da ruptura por flambagem no Talude Oeste em janeiro de 2002.Item Análise numérica e experimental de ligações soldadas na direção de menor inércia do pilar.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2013) Machado, Roberta Maria; Ribeiro, Luiz Fernando LoureiroEste trabalho apresenta o desenvolvimento da análise numérico-experimental relativa ao comportamento estrutural de ligações soldadas viga-pilar na direção do eixo de menor inércia do pilar. O modelo estudado consiste de uma viga (perfil laminado W360x44) soldada em balanço à alma do pilar, cujas dimensões dos perfis variam de acordo com o índice de esbeltez da alma do mesmo. A análise numérica foi executada via método dos Elementos Finitos. Visando obter resultados mais próximos do comportamento real da ligação, foram utilizados modelos tridimensionais. Todos os modelos numéricos foram analisados com o software Ansys 11.0 utilizando-se ainda o software TrueGrid, específico para pré-processamento. A análise experimental foi desenvolvida por meio de ensaios de 7 (sete) protótipos, com configurações idênticas às de alguns modelos selecionados entre os estudados numericamente. Os resultados obtidos nos dois tipos de análise foram comparados e também confrontados com os previstos por modelos analíticos referentes à capacidade resistente da alma do pilar e à rigidez inicial da ligação. Tais comparações permitiram avaliar a influência de alguns fatores tais como a esbeltez da alma do pilar e outras propriedades geométricas da seção transversal do pilar, limitando-se as conclusões obtidas à configuração adotada (viga em balanço e sem variação da seção transversal).