Análise isogeométrica aplicada aos problemas de vibração livre na mecânica das estruturas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rauen, Mateus
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/36442
Resumo: Orientador : Prof. Roberto Dalledone Machado
id UFPR_ff9ea1b6b3f68d685089dfa27df10c21
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/36442
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str 308
spelling Machado, Roberto Dalledone, 1957-Arndt, Marcos, 1970-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em EngenhariaRauen, Mateus2023-05-18T14:11:07Z2023-05-18T14:11:07Z2014https://hdl.handle.net/1884/36442Orientador : Prof. Roberto Dalledone MachadoCo-orientador : Prof. Marcos ArndtDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 27/03/2014Inclui referênciasÁrea de concentração: Mecânica computacionalResumo: O Método dos Elementos Finitos (MEF) é uma das ferramentas mais utilizadas na determinação dos modos e frequências naturais de vibração de uma estrutura, porém apresenta um problema de precisão com relação às frequências naturais de vibração mais altas de uma amostragem. Os Métodos de Enriquecimento do campo de funções do MEF surgiram com o intuito de melhorar os resultados originais. Se destacam o Método dos Modos Admissíveis (MMA), o Método Composto (MC), o Método dos Elementos Finitos p-Fourier (MEFF) e o Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). Recentemente surgiu um novo método numérico para resolução de equações diferenciais parciais denominado Análise Isogeométrica, a qual utiliza funções base do tipo NURBS (Non Uniform Rational B-Splines) como aproximadoras para a geometria do objeto em estudo e também como ponderação do problema analisado. Desde sua concepção algumas aplicações foram desenvolvidas para a análise dinâmica de estruturas e apresentaram resultados satisfatórios. O fenômeno de vibração livre de estruturas é definido e desenvolvido como um problema para múltiplos graus de liberdade. O MEF e os Métodos Enriquecidos são definidos e a Análise Isogeométrica (AIG) é apresentada em detalhes, com enfoque às funções do tipo NURBS. A formulação variacional dos problemas de vibração livre para elementos de barra, viga de Euler-Bernoulli, treliças e estado plano de tensões é desenvolvida e a AIG é aplicada a exemplos práticos com solução analítica conhecida, ou com resultados numéricos com baixo erro estimado. A precisão da AIG é comparada com o MEF, os Métodos Enriquecidos e o MEFG em termos de desvios percentuais, espectro de frequências e taxas de convergência. Com base nos experimentos comparativos, a AIG se mostra uma promissora ferramenta, gerando resultados precisos e altas taxas de convegência quando comparada com os métodos enriquecidos, sobretudo com o MEFG. Palavras-chave: Vibração Livre. Análise Isogeométrica. Método dos Elementos Finitos. Métodos Enriquecidos. Método dos Elementos Finitos Generalizados.Abstract: The Finite Element Method (FEM) is a standart tool to find natural vibration modes and frequencies of a structure, but the main problem is related with the inaccurate higher frequencies of a sample. The Enriched Methods appeared with the goal of improving the original results. The most common methods are: the Assumed Mode Method, the Composite Element Method, the Finite Elements p-Fourier and the Generalized Finite Element Method (GFEM). Recently appared a new numerical method to solve partial differencial equations, called Isogeometric Analysis (IGA), which uses NURBS (Non Uniform Rational B-Splines) as weighting functions to the solution of the problem and also as approach to the object geometry. Since its conception, some applications have been developed to dynamical analysis of structures and presented good results. The free vibration problem of structures is defined and developed as a multi-degree of freedom system. The FEM and the Enriched Methods are defined and the Isogeometric Analysis is minutely presented, focusing the NURBS basis functions. The variational formulation of the free vibration problem to bar and Euler-Bernoulli beam elements, trusses and plane stress are developed. Practical examples are developed for IGA and compared with analytical solutions or numerical results with low estimated errors. The accuracy of the IGA is compared with the FEM, the Enriched Methods and GFEM considering percentual errors, frequency spectra and convergence rates. Based on the results, IGA is a promising tool, giving accurate results and high convergence rates when compared with the Enriched Methods, mostly GFEM. Keywords: Free Vibration. Isogeometric Analysis. Finite Element Method. Enriched Methods. Generalized Finite Elements Method.128f. : il. algumas color., grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalAnálise numéricaTesesMetodo dos elementos finitosVibraçãoEngenharia auxiliada por computadorAnálise isogeométrica aplicada aos problemas de vibração livre na mecânica das estruturasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - MATEUS RAUEN.pdfapplication/pdf3751046https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36442/1/R%20-%20D%20-%20MATEUS%20RAUEN.pdfeb2252cbbb32c454949b79469994a096MD51open accessTEXTR - D - MATEUS RAUEN.pdf.txtExtracted Texttext/plain156701https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36442/2/R%20-%20D%20-%20MATEUS%20RAUEN.pdf.txt02aae1b83475f748ab3a702bca071ea5MD52open accessTHUMBNAILR - D - MATEUS RAUEN.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1083https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36442/3/R%20-%20D%20-%20MATEUS%20RAUEN.pdf.jpg95c5856640e8116b67b767e4147daa3aMD53open access1884/364422023-05-18 11:11:07.599open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/36442Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082023-05-18T14:11:07Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Análise isogeométrica aplicada aos problemas de vibração livre na mecânica das estruturas
title Análise isogeométrica aplicada aos problemas de vibração livre na mecânica das estruturas
spellingShingle Análise isogeométrica aplicada aos problemas de vibração livre na mecânica das estruturas
Rauen, Mateus
Análise numérica
Teses
Metodo dos elementos finitos
Vibração
Engenharia auxiliada por computador
title_short Análise isogeométrica aplicada aos problemas de vibração livre na mecânica das estruturas
title_full Análise isogeométrica aplicada aos problemas de vibração livre na mecânica das estruturas
title_fullStr Análise isogeométrica aplicada aos problemas de vibração livre na mecânica das estruturas
title_full_unstemmed Análise isogeométrica aplicada aos problemas de vibração livre na mecânica das estruturas
title_sort Análise isogeométrica aplicada aos problemas de vibração livre na mecânica das estruturas
author Rauen, Mateus
author_facet Rauen, Mateus
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Machado, Roberto Dalledone, 1957-
Arndt, Marcos, 1970-
Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia
dc.contributor.author.fl_str_mv Rauen, Mateus
dc.subject.por.fl_str_mv Análise numérica
Teses
Metodo dos elementos finitos
Vibração
Engenharia auxiliada por computador
topic Análise numérica
Teses
Metodo dos elementos finitos
Vibração
Engenharia auxiliada por computador
description Orientador : Prof. Roberto Dalledone Machado
publishDate 2014
dc.date.issued.fl_str_mv 2014
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2023-05-18T14:11:07Z
dc.date.available.fl_str_mv 2023-05-18T14:11:07Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1884/36442
url https://hdl.handle.net/1884/36442
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.pt_BR.fl_str_mv Disponível em formato digital
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 128f. : il. algumas color., grafs., tabs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36442/1/R%20-%20D%20-%20MATEUS%20RAUEN.pdf
https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36442/2/R%20-%20D%20-%20MATEUS%20RAUEN.pdf.txt
https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36442/3/R%20-%20D%20-%20MATEUS%20RAUEN.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv eb2252cbbb32c454949b79469994a096
02aae1b83475f748ab3a702bca071ea5
95c5856640e8116b67b767e4147daa3a
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1801860498372689920

Registros relacionados