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Orientador: Prof. Dr. Andre Fenili Coorientador: Prof. Dr. João Batista de Aguiar Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Santo André, 2019. Asas de geometria adaptativas não são uma novidade. Desde a antiguidade o homem observa o voo dos pássaros e busca reproduzir os mesmos conceitos em suas máquinas voadoras. A mudança da configuração de asas das aves permite uma ampla gama de possibilidades de manobras. Da mesma forma, as adaptações de mudança de forma de asas de aeronaves permitem a reconfiguração para as diferentes fases do voo, como decolagem, voo nivelado e pouso, com ganhos em performance e ampliação das missões possíveis para uma aeronave. A modelagem do presente trabalho parte do modelo de placa retangular em vibração livre, discretizando as equações de deslocamento utilizando o método das diferenças finitas e um integrador numérico Runge-Kutta de quarta ordem para resolver o sistema de equações diferenciais ordinárias variantes no tempo. Após obtenção do modelo em vibração livre, serão acoplados ao sistema atuadores piezoeletricos e as suas equações afim de alterar uma determinada posição pela placa através da aplicação de diferentes tensões no atuadores piezoelétricos. Morphing Wings is not a new subject. Men has always observed the flight of birds and seeked to reproduce the same concepts in their flying machines. The change the wing of configuration on birds allows a wide range of maneuvering possibilities. Similarly, adaptations on the wing of an aircraft allows reconfiguration for different phases of flight, such as takeoff, level flight, and landing, with performance gains and increased missions possibilities for an aircraft. The modeling of the present work starts from the model of a free vibration of rectangular plate, by discretizing the displacement equations using the finite difference method and a fourth order Runge-Kutta numerical integrator to solve the system of ordinary differential equations variant in time. After obtaining the free vibration model, piezoelectric actuators are coupled onto the system and its equations in order to change desired positions by the plate through voltage difference on the piezoelectric actuators.

Diversas obras estão sujeitas a grandes esforços laterais, tais como, estruturas “off-shore”; estruturas de contenção; fundações de edifícios elevados e de pontes; portos e torres de linhas de transmissão. Com isso, o objetivo geral desta dissertação é avaliar um método empírico para a previsão de esforços internos em estacas carregadas lateralmente, o qual é baseado nos ensaios Standard Penetration Test (SPT), tornando o uso deste método mais simples. Para realizar este estudo, foram utilizadas as ferramentas numéricas DIANA, baseada no Método dos Elementos Finitos (MEF), e o programa Microsoft Office Excel, no qual foi implementado o Método das Diferenças Finitas (MDF) e o Método Empírico estudado para a obtenção de esforços internos na estaca (momento fletor, deslocamento e tensões). Foram avaliados casos de estacas isoladas sujeitas apenas a cargas laterais ou a momento fletor, variando-se parâmetros da estaca e as propriedades do solo, simulando solos com diferentes deformabilidades. Realizaram-se três análises para o problema estudado, considerando um modelo elástico-linear: análises paramétricas; comparações entre “meio contínuo” e “coeficiente de reação horizontal”; e avaliação do método empírico. Obteve-se uma relação para a tensão máxima horizontal a partir do índice de resistência à penetração (NSPT). A partir disto, observou-se que, tanto o deslocamento, quanto o momento dependem das propriedades do solo, e que as tensões do solo não variam muito na projeção da estaca. As camadas superiores são as que mais sofrem maior influência do carregamento aplicado na superfície. À medida que a deformabilidade do solo aumenta os esforços internos das estacas diminuem. Existe um comprimento crítico para as estacas. Verificou-se que as relações de Broms (1964) e de Pyke e Beiake (1985) para o coeficiente de reação horizontal do solo são as que melhor representam o comportamento de estacas submetidas a carregamentos horizontais. O método empírico avaliado conseguiu representar bem os casos estudados em relação aos momentos fletores gerados. Foi sugerido qual o comprimento de armação (L0) mais adequado para as estacas em função do tipo de solo e das características geométricas da estaca. Obtiveram-se relações para um coeficiente de proporcionalidade K, relacionando as variáveis necessárias para se estimar a tensão horizontal máxima, sendo este dependente do tipo de solo e das características geométricas da estaca. Several constructions are subject of large lateral forces, for example, “off-shore” structures; retaining structures foundations of high buildings and bridges; ports and towers transmission lines. Thus, the general objective of this work is to evaluate an empirical method for predicting internal efforts in laterally loaded piles, which is based on Standard Penetration Test (SPT), making the use of this method simpler. To conduct this study, it was used the numerical tools DIANA, based on the Finite Element Method (FEM), and Excel spreadsheet, in which the Finite Differences Method (FDM) and the Empirical Method studied to obtain internal efforts at the piles (bending moment, displacement and stress) were implemented. Several cases of isolated piles subject only to horizontal load or bending moment were evaluated, by varying parameters such as the relative length and diameter of the pile; and soil properties, simulating soils with different deformabilities. Three analyzes were performed to the studied problem, considering an elastic-linear model: parametric analyzes, comparisons between "continuous medium" and "horizontal reaction coefficient" and evaluation of the empirical method. Also, it was searched to get a relation for the maximum horizontal stress from the penetration resistance index (NSPT). It was observed that both, the displacement and the bending moment, depend quite on the soil properties, and that soil stresses do not vary much in the pile projection. The soil upper layers are the ones which suffer greater loading influence applied to the surface. As the soil deformability increases, the internal efforts of piles diminish. There is a critical length for the piles. It was checked that relations from Broms (1964) e de Pyke e Beiake (1985) for the horizontal reaction coefficient of soil, which best represent the behavior of piles subjected to laterally loading. The empirical method evaluated could well represent the cases studied in relation to the bending moments generated. It has been suggested that the truss length (L0) most appropriate for the piles in certain types of soils, and this depends on the type of soil and the geometric characteristics of the pile. Relations were obtained for a K coefficient of proportionality, which relates the necessary variables to estimate the maximum horizontal stress, which is dependent on soil type and geometrical characteristics of the pile. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2017-05-19T12:03:19Z No. of bitstreams: 1 2016 - Pablo Amauri Carvalho de Ara?jo e Souza.pdf: 3429164 bytes, checksum: c1da6eb8bb41fc96de0b7e5ca2a9570f (MD5) Made available in DSpace on 2017-05-19T12:03:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Pablo Amauri Carvalho de Ara?jo e Souza.pdf: 3429164 bytes, checksum: c1da6eb8bb41fc96de0b7e5ca2a9570f (MD5) Previous issue date: 2016-06-13 Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES This work highlights the importance of well administrated vaccination as prophylactic activity, making it a key element of mathematical modeling about the spreading of an infection by Influenza H1N1 virus in a human population. The model counts with Optimal Control theory to achieve a vaccination strategy that balance infection?s prevention and your own cost in a hypothetical population exposed to a virus. The numerical solutions of ordinary differential equations systems generated by model is given via Finite Difference Method, that reveals the populational dynamics during the time while the vaccine is distributed, in various different situations of virus exposition and vaccination cost. Este trabalho ressalta a import?ncia da vacina??o bem administrada como atividade profil?tica, tornando-a elemento chave da modelagem matem?tica do espalhamento da infec??o pelo v?rus Influenza H1N1 em uma popula??o humana. O modelo conta com a teoria de Controle ?timo para alcan?ar uma estrat?gia de vacina??o, que equilibre a preven??o da infec??o e seu pr?prio custo em uma popula??o hipot?tica exposta ao v?rus. As solu??es num?ricas dos sistemas de equa??es diferenciais ordin?rias gerados pelo modelo ficam a cargo do M?todo das Diferen?as Finitas, revelando a din?mica populacional no per?odo de tempo em que a vacina ? distribu?da, em distintas situa??es de exposi??o ao v?rus e custo da vacina??o.

This study presents a model for the organization of educational content customized for environments of individual studies. For many students the availability of content in general form can not be efficient. It proposed a multilevel structure of concepts to provide the development of different combinations to show the same content. The work shows that it is possible to customize the content in order to encourage other students with the use of proximal learning standards. These patterns are obtained from the analysis of the action of students with positive results in the individual organization of the content. The formal representation establishes the definition of the student profile, multi-level content, the distribution plan of correction of concepts and teaching career. The structure of the trajectory of student teaching is formally established by the method of finite differences. The system uses artificial intelligence techniques to organize and personalize content reactively. Customization is provided by an artificial neural network that enables the classification of the student profile and assign that profile to a standard proximal learning. To mediate and adjust the contents of a reactive system was inserted into a set of rules from experts in teaching. The experiment showed the applicability and appropriateness of the proposed model. The results indicated the suitability of the approach by automating the organization\'s custom content so adaptive and reactive. The intelligent system to establish the structure of the custom content to be presented was considered efficient, giving the student a better use of the content, with higher and lower final average study time and content presented. Este trabalho apresenta uma modelagem para a organização personalizada de conteúdos didáticos para ambientes de estudos individuais. Para muitos estudantes a disponibilização do conteúdo em formato generalizado pode não ser eficiente. É proposta uma estrutura multinível de conceitos para proporcionar o desenvolvimento de diferentes combinações para a apresentação do mesmo conteúdo. O trabalho mostra que é possível personalizar o conteúdo de forma a favorecer outros estudantes com o uso de padrões proximais de aprendizagem. Estes padrões são obtidos da análise da ação de estudantes, com resultados positivos na organização individual do conteúdo. A representação formal estabelece a definição do perfil do estudante, o conteúdo multinível, o plano de distribuição dos conceitos e a correção da trajetória didática. A estruturação da trajetória didática do estudante é formalmente estabelecida pelo método das diferenças finitas. O sistema utiliza técnicas de inteligência artificial para organizar e personalizar reativamente o conteúdo. A personalização é proporcionada por uma rede neural artificial que possibilita a classificação do perfil do estudante e associa esse perfil a um padrão proximal de aprendizagem. Para mediar e ajustar o conteúdo de forma reativa foi inserido no sistema um conjunto de regras de especialistas em docência. O experimento realizado mostrou a aplicabilidade e a adequação da modelagem proposta. Os resultados indicaram a adequação da abordagem, automatizando a organização personalizada do conteúdo de forma adaptativa e reativa. O sistema inteligente ao estabelecer a estruturação personalizada do conteúdo a ser apresentado foi considerado eficiente, proporcionando ao estudante um melhor aproveitamento do conteúdo, com maior média final e menor tempo de estudo e conteúdo apresentado. Doutor em Ciências