Navegando por Autor "Greco, Marcelo"
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Dissertação Análise não linear de pórticos planos considerando modelos hiperelásticos pelo método dos elementos finitos posicional(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-22) Santos, Leandro dos; Maciel, Daniel Nelson; http://lattes.cnpq.br/4343155598427033; Nascimento Neto, Joel Araújo do; http://lattes.cnpq.br/2747505817148030; Greco, Marcelo; Barros, RodrigoNeste estudo, realizou-se o desenvolvimento e a implementação dos modelos hiperelásticos Mooney-Rivlin, Neo-Hookean, Ogden e Yeoh em um código computacional em FORTRAN. Este código foi construído utilizando o Método dos Elementos Finitos Posicional, juntamente com a cinemática de Reissner e o método de Newton-Raphson, para possibilitar a análise não linear de pórticos planos com amostras de elastômeros adicionadas de diferentes proporções de negro de carbono. Após a implementação dos modelos, empregou-se o Método dos Mínimos Quadrados para determinar os coeficientes constitutivos dos modelos hiperelásticos. Em seguida, foi realizada uma avaliação comparativa do desempenho de cada modelo, analisando suas curvas de força versus deslocamento. Os resultados revelaram que os modelos de Yeoh e Ogden apresentaram resultados coerentes, enquanto os modelos Neo-Hookean e MooneyRivlin apresentaram discrepâncias. Essa observação foi atribuída ao número de constantes presentes na formulação de tais modelos. Além disso, concluiu-se que a abordagem do Método dos Elementos Finitos Posicional para a análise não linear de pórticos planos, utilizando modelos hiperelásticos, demonstrou bom desempenho. Especialmente após as modificações propostas neste estudo, que incluíram a consideração do primeiro e segundo invariante de deformação da formulação de cisalhamento simples, visando melhorar a representação da distorção na energia específica de deformação dos modelos hiperelásticos.Dissertação Análise não linear de treliças considerando modelos hiperelásticos pelo método dos elementos finitos posicional(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-08-08) Perônica, Denn's Santana; Maciel, Daniel Nelson; http://lattes.cnpq.br/4343155598427033; http://lattes.cnpq.br/6137133841504576; Greco, Marcelo; Barros, Rodrigo; Carrazedo, RogerioNos últimos anos, houve um aumento na utilização de materiais hiperelásticos em estruturas, como por exemplo, polímeros vulcanizados ou naturais. Em virtude disso, torna-se relevante expandir o conhecimento quanto ao desempenho mecânico destes materiais por meio do desenvolvimento de modelos numéricos que simulem o seu comportamento e que sejam capazes de apresentar previsões mais realistas. Para materiais representados por modelos hiperelásticos, a consideração das não linearidades física e geométrica é mais adequada para representar o seu comportamento mecânico quando submetidos a grandes deformações. Desse modo, o presente trabalho objetiva a implementação de um código computacional, com o propósito de analisar e comparar o comportamento mecânico de treliças considerando a não linearidade física, descrita por modelos hiperelásticos, e a não linearidade geométrica utilizando a formulação posicional em elementos finitos. Foi utilizado o método do comprimento de arco de Riks-Wempner associado ao método iterativo de Newton-Rapshson para traçar caminhos de equilíbrio com fenômenos de snap-through e snap-back. Foram considerados os modelos hiperelásticos Neo-Hookean, de Mooney-Rivlin, Polinomial, de Yeoh, de Ogden e de ArrudaBoyce. A validação do programa implementado se deu por meio da comparação com soluções analíticas e resultados numéricos e experimentais de trabalhos científicos.Dissertação Consideração de efeitos térmicos em sólidos bidimensionais não lineares(2019-03-29) Saraiva, Marcos Daian Figueiredo da Silva; Maciel, Daniel Nelson; ; ; Nascimento Neto, Joel Araújo do; ; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; Greco, Marcelo;Neste trabalho, aborda-se o estudo do comportamento termomecânico de sólidos bidimensionais, levando em consideração os efeitos das não linearidades física e geométrica. Os efeitos térmicos são considerados mediante formulação fundamentada na primeira e segunda leis da termodinâmica e energia livre de Helmholtz, necessários para análise do comportamento termoelástico e termoplástico na resposta dinâmica estrutural. O Método dos Elementos Finitos Posicional é empregado como formulação não linear geométrica, onde adota-se as posições nodais como incógnitas ao invés dos deslocamentos. Com relação à resposta dinâmica, são feitas comparações utilizando-se de diversos algoritmos de integração temporal. Estuda-se também, a resposta termomecânica em problemas de impacto contra anteparo rígido através da condição de penetração nula. O desenvolvimento das rotinas computacionais para os diversos problemas propostos geram resultados numéricos que são confrontados com aqueles obtidos na literatura especializada, evidenciando a precisão da formulação aqui proposta.Dissertação Contribuição ao estudo de treliças não lineares considerando efeitos térmicos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-03-11) Cavalcante, João Paulo de Barros; Maciel, Daniel Nelson; Scudelari, Ada Cristina; ; http://lattes.cnpq.br/6556306307432176; ; http://lattes.cnpq.br/4343155598427033; ; http://lattes.cnpq.br/7872831489261761; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; http://lattes.cnpq.br/5028446242533356; Greco, Marcelo; ; http://lattes.cnpq.br/7953197985531154O presente trabalho consiste na análise numérica via Método dos Elementos Finitos (MEF) de treliças submetidas a carregamentos térmicos, mecânicos e suas respectivas interações. A metodologia proposta baseia-se no teorema da mínima energia potencial, escrita em relação as posições nodais ao invés dos deslocamentos para lidar com problemas termomecânicos, levando-se em consideração os efeitos das não linearidades física e geométrica. Referente aos problemas dinâmicos, a solução da equação de equilíbrio é alcançada através da discretização temporal perante diferentes algoritmos de integração temporal, explícitos e implícitos. A formulação é estendida para problemas de impacto entre treliças e anteparo rígido, onde as posições nodais são restringidas através da condição de penetração nula. Sendo assim, apresenta-se uma formulação termodinamicamente consistente, fundamentada na primeira e segunda lei da termodinâmica e na energia livre de Helmholtz, para analisar problemas dinâmicos de estruturas treliçadas com comportamento termoelástico e termoplástico. A implementação dos problemas consiste no desenvolvimento de rotinas computacionais, sendo os resultados numéricos da formulação proposta confrontados com exemplos encontrados na literatura especializada.Artigo Dynamic analysis of a flare tower in off-shore platforms(Universidade Federal de Lavras, 2017) Maciel, Daniel Nelson; Drumond, Tomaz de Paula; Greco, MarceloSince deepwater petroleum deposits were discovered in 2008, many projects of off-shore platforms were made in Brazil. Therefore, it is necessary to know better the behavior of structural elements that are used on these platforms, both under static and under dynamic conditions. The present work deals with the dynamic analysis of a flare tower, which is a truss structure attached to these platforms, where gases with no industrial application are burned. As a result of the burn, shock waves generated during the process reach the flare tower structure, causing the occurrence of blast loads. On the present work, the behavior of the flare tower under blast loadings was analyzed. The structure was considered as a space truss due to its geometry and its joints. New flare tower dimensions were calculated and equivalent blast loading values were estimated. These values were established as initial conditions; stress and strainvalues in the finite elements are calculated. Thus, it was possible to evaluate if the structure of the flare tower would fail and the critical conditions on the structure could be identified. Results indicate that the structure is in safe conditions up to a limited period of time, due to the fatigue of materials.isDissertação Estudo de pórticos planos não-lineares considerando os efeitos térmicos(2017-03-24) Silva, Rafaela Lopes da; Maciel, Daniel Nelson; http://lattes.cnpq.br/4343155598427033; Costa Júnior, João Carlos Arantes; Greco, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/7953197985531154Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência dos efeitos térmicos no comportamento dinâmico de estruturas de pórtico plano não lineares físicos e geométricos, nas quais esforços de flexão e cisalhamento são predominantes. Uma formulação fundamentada na primeira e segunda leis da termodinâmica e energia livre de Helmholtz é apresentada neste trabalho para considerar os efeitos térmicos neste tipo de estrutura. Utiliza-se como ferramenta de análise estrutural o Método dos Elementos Finitos Posicional, que difere do método convencional pelo simples fato de adotar como incógnitas as posições nodais, ao invés dos deslocamentos nodais. O problema não linear dinâmico é solucionado diante da combinação do processo iterativo de Newton-Raphson com uma gama de algoritmos de integração temporal, explícitos e implícitos, sendo os resultados numéricos confrontados com exemplos encontrados na literatura especializada. Como também, apresenta-se uma descrição de uma técnica para solução de problemas de impacto.Artigo Impact response of flying objects modeled by positional finite eement method(World Scientific Publishing, 2018-06) Maciel, Daniel Nelson; Cavalcante, João Paulo de Barros; Greco, MarceloThis paper analyzes the dynamic response of space and plane trusses with geometrical and material nonlinear behaviors using di®erent time integration algorithms, considering an alternative Finite Element Method (FEM) formulation called positional FEM. Each algorithm is distinguished from each other by its speci ̄c form of position, velocity, acceleration and equilibrium equation concerning the stability, consistency, accuracy and e±ciency of solution. Particularly, the impact problems against rigid walls are analyzed considering Null-Penetration Condition. This formulation is based on the minimum potential energy theorem written according to the nodal positions, instead of the structural displacements. It has the advantage of simplicity when compared with the classical counterparts, since it does not necessarily reply on the corotational axes. Moreover, the performance of each temporal integration algorithm is evaluated by numerical simulationsDissertação Resposta dinâmica de pórticos Planos com ligações semirrígidas não lineares(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-07-29) Linhares, Luiz Ricardo da Silva; Maciel, Daniel Nelson; http://lattes.cnpq.br/4343155598427033; http://lattes.cnpq.br/1043854368201065; Nascimento Neto, Joel Araújo do; http://lattes.cnpq.br/2747505817148030; Greco, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/7953197985531154No projeto de estruturas de alto desempenho como obras sujeitas a ações dinâmicas, sismos e variações de temperatura, comumente utiliza-se uma análise dinâmica com não linearidades física e geométrica, via Método dos Elementos Finitos (MEF). Inseridos nesse contexto, encontram-se alguns pórticos de edifícios altos que adotam dispositivos para o controle de vibrações, bem como a presença de ligações semirrígidas. Contudo, para se realizar uma análise estrutural que contemple um comportamento mais real da estrutura, é necessário considerar estes aspectos nos projetos. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar uma forma alternativa de inclusão das ligações viscoelásticas com comportamento não linear. Para isso será utilizado o MEF, por meio de uma formulação que considera as posições nodais ao invés dos deslocamentos como incógnitas do problema, chamada de formulação posicional. A cinemática de Reissner será utilizada para considerar os efeitos do cisalhamento, o algoritmo iterativo de Newton-Raphson será adotado para solução do problema não linear e o modelo reológico de Kelvin-Voigt para representar o comportamento viscoelástico das ligações. A validação do código implementado foi realizada através da resolução de exemplos numéricos da literatura. Para as estruturas analisadas, verificou-se que as deformações por cisalhamento em conjunto com as ligações semirrígidas, sejam elas lineares ou não, modificam significativamente o comportamento dinâmico dos pórticos planos.Artigo A simple FEM formulation applied to nonlinear problems of impact with thermomechanical coupling(Associação Brasileira de Ciências Mecânicas, 2017) Maciel, Daniel Nelson; Cavalcante, João Paulo de Barros; Greco, Marcelo; Silva Filho, José Neres daThe thermal effects of problems involving deformable structures are essential to describe the behavior of materials in feasible terms. Verifying the transformation of mechanical energy into heat it is possible to predict the modifications of mechanical properties of materials due to its temperature changes. The current paper presents the numerical development of a finite element method suitable for nonlinear structures coupled with thermomechanical behavior; including impact problems. A simple and effective alternative formulation is presented, called FEM positional, to deal with the dynamic nonlinear systems. The developed numerical is based on the minimum potential energy written in terms of nodal positions instead of displacements. The effects of geometrical, material and thermal nonlinearities are considered. The thermodynamically consistent formulation is based on the laws of thermodynamics and the Helmholtz free-energy, used to describe the thermoelastic and the thermoplastic behaviors. The coupled thermomechanical model can result in secondary effects that cause redistributions of internal efforts, depending on the history of deformation and material properties. The numerical results of the proposed formulation are compared with examples found in the literature