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 Estudo computacional via ansys de vigas, arcos e anéis com restrições de contato impostas por bases elásticas.(2016) Abreu, João Felipe Araújo Carneiro de; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Galvão, Alexandre da Silva; Silva, Andréa Regina Dias daProblemas onde elementos estruturais estão apoiados ou servem com suporte do solo ou rocha podem ser facilmente encontrados em diversas situações práticas na engenharia, tais como: trilhos de estradas de ferro suportados por dormentes, estacas verticais submetidas a cargas horizontais em seu topo, tubulações enterradas, tubulações em contato com o fundo do mar, pavimentos, vigas baldrames, cascas de proteção em ambientes agressivos (usinas nucleares), e sapatas corridas e isoladas. Essas situações evidenciam o caráter de alguns problemas, que não são apenas estruturais, mas também geotécnicos. Neste contexto, esta dissertação tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma metodologia de solução numérica, através do emprego da plataforma computacional ANSYS, para análise dos problemas estruturaisgeotécnicos com restrições de contato impostas por bases elásticas, que representam aqui o solo ou a rocha. O trabalho tem como principais características: i. a utilização do método dos elementos finitos (MEF) na discretização do problema de contato em questão; o emprego do modelo contínuo de Winkler na representação do solo e a sua substituição por um modelo discreto formado por molas; e a possibilidade de análise dos Problemas de Contato Bilateral (PCB) e Unilateral (PCU), onde nessa última abordagem a separação entre os corpos (estruturabase elástica) pode acontecer, isso caracteriza o problema a ser resolvido como não linear, pois não se conhece as regiões de contato após a aplicação do carregamento. É elaborado um roteiro passo-a-passo que permite a utilização do ANSYS para a solução dos PCB e PCU. Exemplos numéricos são apresentados e analisados, onde atenção especial foi dada às vigas, arcos e anéis com restrições de contato impostas por bases elásticas, com o intuito de averiguar a eficiência da metodologia de solução proposta. Análises paramétricas foram realizadas no sentido de averiguar a influência da malha de elementos finitos na estratégia numérica proposta; adicionalmente, verificou-se a influência do parâmetro de rigidez da base elástica no comportamento do sistema de suporte e regiões de contato e perda de contato entre os corpos. Destaca-se o emprego de soluções numéricas e analíticas da literatura consagradas na validação dos resultados encontrados nesta dissertação. Por fim, são apresentadas as conclusões e observações referentes às análises realizadas, com a inclusão de sugestões de novas pesquisas visando a continuação deste trabalho.Item Análise computacional via MDF de cascas cilíndricas com restrições bilaterais e unilaterais de contato.(2013) Machado, Fernando Carlos Scheffer; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaAs cascas cilíndricas são elementos estruturais bastante utilizados como tubulações enterradas, estruturas de contenção de túneis e poços, e depósitos de diversos materiais, na forma de silos ou tanques. Nessas aplicações as cascas cilíndricas interagem com o meio elástico, no caso solo ou rocha. Essa interação pode ser considerada de duas forma diferentes: com um problema de contato bilateral (PCB), quando a estrutura e o meio não perdem contato durante o processo de deformação; e como um problema de contato unilateral (PCU), quando a casca não está completamente fixa e pode perder contato com o meio para determinadas condições de carregamento. Portanto, esta tese tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta, ou programa computacional, para o estudo e análise de problemas envolvendo cascas cilíndricas com restrições bilaterais e unilaterais de contato impostas por bases elásticas. Essa ferramenta computacional apresenta como principais características: i. o emprego do Método das Diferenças Finitas (MDF) para aproximar as derivadas das equações diferenciais de equilíbrio do sistema casca-base elástica. Adota-se neste trabalho a Teoria de Casca de Sanders, que pode ser aplicada para cascas ou painéis cilíndricos pouco ou muito abatidos; e as bases elásticas são aproximadas pelos modelos de Winkler e Pasternak; ii. o emprego de metodologias de solução desses PCB e PCU. No caso do PCB, a região de contato Sc entre os corpos (casca-base) é conhecida a priori, e sua solução pode ser obtida de forma direta, se as hipóteses de pequenos deslocamentos e material elástico forem consideradas. No caso do PCU, tem-se como principal desafio a definição da região de contato entre os corpos, Sc, que não é conhecida a priori, e adotam-se aqui duas estratégias de solução desse problema (ES1 e ES2, respectivamente). Na primeira, a interação casca-base é avaliada considerando diretamente as restrições de contato unilateral e resolvendo-se um Problema de Complementaridade Linear (PCL). Na segunda, a região de contato Sc é inicialmente aproximada e na sequência utiliza-se o método de Newton-Raphson para corrigi-la e avaliar a participação da base elástica na obtenção de outras incógnitas do problema. Essa ferramenta computacional foi desenvolvida usando a linguagem de programação Fortran®. Diversos exemplos numéricos são apresentados e analisados com o intuito de averiguar a eficiência das metodologias implementadas para soluções dos problemas de contato. No final da tese, algumas conclusões e observações referentes ao sistema computacional desenvolvido e às metodologias numéricas propostas são estabelecidas. Além de o MDF ter se apresentado como um método de fácil implementação e utilização, as estratégias de solução não linear adotadas se mostraram semelhantes, em termos de resultados obtidos, mas com ligeiro ganho de eficiência computacional por parte da ES1. Por fim, sugestões para novas pesquisas são apresentadas.