Metodo dos elementos finitos

A propagação de ondas eletromagnéticas é um objeto de estudo da Engenharia Elétrica desde o desenvolvimento das telecomunicações, que iniciou no século XIX. Ondas eletromagnéticas são formadas por campos elétricos e magnéticos perpendiculares que se alternam no transporte. Os campos elétricos e magnéticos sofrem ação dos meios em que se propagam, o que afeta a amplitude do campo. Em regiões litorâneas, a presença de meios com diferentes condutividades afetam diretamente a propagação do sinal. Para realizar o estudo foi escolhida a simulação através do Método dos Elementos Finitos, sobre duas regiões litorâneas, uma de uma região urbana e outra de uma região não urbana. Através da simulação observou-se uma forte influência do mar sobre o sinal e que sua intensidade é alterada pela presença da região urbana. Este resultado é importante para o estudo da instalação de antenas repetidoras e para analisar os efeitos de regiões litorâneas sobre o transporte de ondas e sinais eletromagnéticos.

Resumo: O conjunto das técnicas que estudam sistemas, componentes e produtos buscando o entendimento do projeto visando a sua otimização é conhecido como Engenharia Reversa. Aplicada de forma ampla nos setores de pesquisa e desenvolvimento de produtos, é indispensável na Bioengenharia, principalmente no projeto de próteses e implantes. A micro-tomografia computadorizada e o escaneamento tridimensional são exemplos de processos aplicados à Indústria Biomecânica. Com eles é possível adquirir, por exemplo, imagens de tecidos ósseos, pinos, parafusos, placas osso integradoras e implantes dentários. A obtenção das imagens não é considerada um fator de complicação, porém o mesmo não se pode dizer para o tratamento dessas imagens. É comum surgirem, durante a coleta dos dados, defeitos chamados artefatos e contornos pouco definidos, os quais prejudicam a reconstrução ou tornam-na um processo lento. Buscando a solução desses problemas de forma simplificada e eficiente, este trabalho apresenta dois procedimentos de reconstrução volumétrica de um modelo biomecânico, descrito por parte de um implante dentário de hexágono externo com intermediário multi-unit e parafusada uma coroa fundida em liga de CoCr revestida por porcelana feldespática. Ambas as técnicas aplicadas voltam-se para a geração de um modelo volumétrico que possa ser discretizado em elementos finitos. Dessa forma é possível calcular esforços na estrutura baseando-se em sua geometria e suas condições de contorno. O primeiro procedimento apresenta a aquisição das imagens da camada de porcelana por escaneamento tridimensional, gerando assim uma nuvem de pontos que pode ser tratada e ter sua superfície reconstruída pelo Método de Poisson. O segundo procedimento toma como base a micro tomografia computadorizada para geração das imagens da coroa metálica, redução de artefatos, tratamento de imagem e binarização, geração da superfície tridimensional e remodelamento volumétrico. Palavras-chave: Escaneamento 3D, Microtomografia, Processamento de Imagens, Remodelagem, Elementos Finitos 7. RESPONSABILIDADE AUTORAL "O autores são os únicos responsáveis pelo conteúdo deste trabalho". V I I I C o Abstract. The set of techniques to study systems, components and products looking for the understanding of the project to its optimization is known as Reverse Engineering. Applied broadly in research and product development sectors, it is essential in Bioengineering, especially on the prostheses and implants design. The micro-computed tomography and three-dimensional scanning are examples of processes applied to biomechanical industry. With them it is possible to acquire, for example, images of bone tissues, pins, screws, bone plates and integrative dental implants. The image acquisition is not considered a complicating factor, however the same cannot be said to treating these images . It often arises during data collection, defects called artifacts and poorly defined contours, which preclude the reconstruction or make it a slow process. Seeking the solution of these problems in a simplified and efficient way, this work presents two procedures for volumetric reconstruction of a biomechanical model, described by a dental implant with external hexagon and multi-unit intermediate and screwed in molten CoCr alloy crown coated by feldspathic porcelain. Both techniques applied have aim in to generate a volumetric model that can be discretized into finite elements. Thus it is possible to calculate stresses in the structure based on its geometry and its boundary conditions. The first procedure includes the acquisition of images of porcelain by three-dimensional scanning layer, thus generating a point cloud that can be treated and have their surface reconstructed by Poisson's Method. The second procedure builds on micro computed tomography to generate images of the metal crown, noise reduction, image processing and binarization, making of three-dimensional surface and volumetric remodeling.

A simulação computacional através de métodos numéricos é uma área importante para a Engenharia, possibilitando o desenvolvimento tecnológico sem o uso direto de protótipos físicos. Para a realização de simulações são utilizadas equações diferenciais, as quais descrevem o comportamento de estruturas submetidas a fenômenos complexos. A Equação de Poisson é uma equação diferencial utilizada na Física e na Engenharia para descrever fenômenos de geração de potencial em que a fonte é conhecida. Para solucionar a equação diferencial no domínio definido para a simulação, utiliza-se o Método dos Elementos Finitos, que apresenta a vantagem de solucionar equações em domínios de geometria complexa, o qual deve ser discretizado em subdomínios, chamados elementos. Apresentam- se dois métodos de discretização de domínios ou de geração de malhas, o Método de Divisão Baricêntrica e o Método de Delaunay, que devem ser comparados em termos da qualidade na geração dos elementos. Utilizando uma estrutura quadrada como domínio, esta foi discretizada utilizando os dois métodos e submetida à simulação com a Equação de Poisson e o Método do Elementos Finitos. A partir dos resultados destas simulações, verificou-se que o Método de Delaunay gera melhores resultados que o Método de Divisão Baricêntrica, mas que a Divisão Baricêntrica serve como geradora de nós internos à malha.

El presente trabajo tiene la finalidad de estimar la deformación de una losa bajo la acción de una carga uniforme empleando como herramientas numérica el método Método de Elementos Finitos y el de Diferencias Finitas. Para conceptualizar el modelo de la losa se requiere conocimiento de la teoría de losas delgadas (específicamente la teoría de placas delgadas de Kirchoff), el uso del software Matlab R2012 y la aplicación de distintos métodos numéricos que fueron desarrollados en el curso tales como integración numérica, métodos de resolución de sistemas de ecuaciones lineales y diferencias finitas. Para verificar los resultados calculados con ambos métodos, se comparan los mismos con el programa ETABS V9.7.0-L.

Entre as muitas áreas da Engenharia Civil, há uma que se denomina Estruturas. Tendo em vista o crescimento da sofisticação das construções, e consequentemente um aumento na complexidade dos cálculos envolvidos, esta área tem sido revolucionada por softwares computacionais auxiliadores. Já muito presentes na atuação profissional do engenheiro, esse apoio tecnológico tem reflexo direto no processo de ensino e aprendizagem, uma vez que muitos programas computacionais, alguns de difícil compreensão pelos estudantes, também fazem parte dos estudos das disciplinas da área de Estruturas. Entre os conteúdos em que os alunos apresentam mais dificuldade, está o Método dos Elementos Finitos, disciplina ofertada na Graduação e que
teve seu desenvolvimento prático ligado ao advento da computação. Por ser o Método mais utilizado como ferramenta computacional na área da engenharia nos dias de hoje, seu conhecimento é imprescindível aos
estudantes desse curso. Diante disto, este trabalho tem por objetivo a construção de um código computacional, a fim de facilitar, aos estudantes, o estudo do comportamento linear-elástico de vigas Euler-Bernoulli, com cargas pontuais, por meio do Método dos Elementos Finitos. Para isso, foi analisado um exemplo numérico, com ajuda de um programa implementado com a linguagem Python®, para reforçar a eficácia do programa e, consequentemente, promover a melhoria da aprendizagem dos alunos.

In parts 1 and 2 it has been shown how to use this method when the convective terms are not present. In those cases, if the boundaries are not much irregular, analytical solutions are possible. In this article it is shown how to use it when the convective terms ARE present. In those cases, only numerical methods can be applied to solve the equations. No example of numerical aplication of the method is presented.

Las estructuras tipo cantiléver son utilizadas en aplicaciones donde se requiere soportar cargas mecánicas en posiciones donde el punto de apoyo debe estar distante de la carga. Debido al alto esfuerzo cortante al que están sometidas estas estructuras en su zona de empotre, los materiales seleccionados para su construcción suelen tener alta resistencia mecánica, tales como los aceros. Sin embargo, en aplicaciones que requieren altas temperaturas, los cerámicos presentan mejores propiedades mecánicas que los metales. La alúmina es un material cerámico comúnmente utilizado para estas aplicaciones. Sin embargo, son susceptibles a fractura por cambios rápidos de temperatura. El presente artículo detalla el análisis térmico-mecánico de una estructura tipo cantiléver de alúmina propuesta, para ser utilizada a altas temperaturas (hasta 1300 °C). Durante el proceso se evaluaron diferentes tipos de geométricas transversales mediante análisis de elemento finito para determinar la geometría del cantiléver que resista el mayor esfuerzo mecánico.

"The Derrida-Lebowitz-Speer-Spohn (DLSS) equation is a fourth order in space non-linear evolution equation. This equation arises in the study of interface fluctuations in spin systems and quantum semiconductor modelling. In this paper, we present a positive preserving finite element discrtization for a coupled-equation approach to the DLSS equation. Using the available information about the physical phenomena, we are able to set the corresponding boundary conditions for the coupled system. We prove existence of a global in time discrete solution by fixed point argument. Numerical results illustrate the quantum character of the equation. Finally a test of order of convergence of the proposed discretization scheme is presented"