Conference papers


Métodos da Partição da Unidade para análise não linear de estruturas

Débora Coelho Cordeiro Pinheiro, Felício Bruzzi Barros, Roque Luiz da Silva Pitangueira, Samuel Silva Penna

XXXVII Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering , Brasília , 2016

Download file

Abstract (in Portuguese)

A Partição da Unidade (PU) pode ser obtida de diferentes maneiras. Ela pode ser baseada em malha, construída a partir do Reproducing Kernel Particle Method (RKPM) ou do Moving Least Squares (MLS). A PU pode também ser construída a partir de funções de Shepard, um caso particular das funções obtidas através do MLS. Nos métodos da Partição da Unidade, as funções de forma são construídas pelo produto da PU com funções de enriquecimento especialmente escolhidas. As funções de enriquecimento podem ser polinomiais, para aumentar a consistência da solução, não polinomiais, para modelar singularidades tais como fissuras, vazios, heterogeneidades, ou até mesmo numéricas. A propriedade da PU garante que combinações lineares das funções de forma pode representar qualquer uma das funções de enriquecimento empregadas. A performance dos métodos da PU é avaliada em um exemplo numérico de análise fisicamente não linear na plataforma INSANE (Interactive Structural Analysis Environment).


Partição da Unidade com elevada regularidade para a análise de estruturas

Débora Coelho Cordeiro Pinheiro, Felício Bruzzi Barros, Roque Luiz da Silva Pitangueira

XXXVI Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering , Rio de Janeiro , 2015

Download file

Abstract (in Portuguese)

No Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) a aproximação é construída com base em funções de Partição da Unidade (PU) enriquecidas pela sua multiplicação por funções especialmente escolhidas para o tipo de solução a ser descrita. Esta é a mesma estratégia proposta no Método Sem Malha das Nuvens hp. A principal diferença entre estas duas abordagens de aproximação numérica para problemas de valor de contorno é o tipo de PU adotado. No MEFG são utilizadas as funções Lagrangianas de primeira ordem de continuidade C0, também empregadas nas formulações do Método dos Elementos Finitos. Já no Método das Nuvens hp são usadas funções de mínimos quadrados móveis propostas para este fim no Método dos Elementos Livres de Galerkin. Em (Duarte et al., 2006) e em (Barros et al., 2007) as funções de PU do MEFG são construídas com base na mesma estratégia do Método das Nuvens hp, possibilitando a obtenção de funções aproximadoras de continuidade do tipo Ck , onde k pode ser arbitrariamente definido. Neste trabalho, a partição da unidade de elevada regularidade é utilizada no Método das Nuvens hp. Esta estratégia é implementada na plataforma computacional INSANE (Interactive Structural Analysis Environment) e seu desempenho é avaliado em exemplos numéricos.


Sistema computacional orientado a objetos para análises acopladas termo-estruturais pelo Método dos Elementos Finitos

Guilherme Garcia Botelho, Roque Luiz da Silva Pitangueira, Flavio Torres da Fonseca

XXXVI Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering , Rio de Janeiro , 2015

Download file

Abstract (in Portuguese)

O presente trabalho se refere à inclusão de novas funcionalidades ao sistema computacional livre INSANE – Interactive Structural Analysis Environment – para o tratamento do problema da transferência de calor (PTC) e de problemas termo-estruturais (PTE) da mecânica dos sólidos, ambos abordados segundo o Método dos Elementos Finitos (MEF). As novas funcionalidades possibilitam tanto o cálculo de campos de temperaturas em análises térmicas, como a inclusão do efeito da expansão/contração do material em análises da mecânica dos sólidos. A implementação do PTC no INSANE concentrou-se em caracterizar as variáveis envolvidas, realizar o cálculo da influência de cada subdomínio no comportamento global do modelo e definir as diretrizes para o equacionamento do problema físico. O acoplamento termo-estrutural foi abordado com a elaboração de métodos para o cálculo do carregamento nodal equivalente devido à variação de temperatura prescrita, e rotinas para o cálculo das tensões quando há a influência da variação de temperatura. Testes validaram a expansão do programa a partir da comparação das soluções numéricas com as soluções analíticas correspondentes, tanto para o PTC como para o PTE.


Pré e pós processamento de modelos reticulados e seções transversais compostas no INSANE

Carlos Henrique Belem Vilela, Débora Coelho Cordeiro, Gabriel de Oliveira Ribeiro, Roque Luiz Pitangueira, Samuel Silva Penna

SIMMEC 2010 - Nono Simpósio de Mecânica Computacional , São João Del-Rei , 2010

Download file

Abstract (in Portuguese)

Este artigo apresenta os recursos desenvolvidos para o pré e pós processamento de modelos estruturais reticulados do INSANE – INteractive Structural ANalysis Environment, bem como as tecnologias relacionadas a esse processo. Por meio do paradigma de programação orientada a objetos, com a utilização da linguagem JAVA, de suas APIs (Application Program Interface), de padrões de projeto de software apropriados e da biblioteca gráfica JOpenGL, foram criadas aplicações gráficas interativas para modelagem geométrica, pré e pós processamento de modelos reticulados e seções transversais compostas. Como forma de armazenamento e organização dos dados do programa, foi utilizada uma estrutura de semi-arestas que possibilita a manipulação acessível e estruturada de construções e operações geométricas, além de outras informações relevantes. Para a etapa de pré-processamento, foram criados recursos para a geração de malha de elementos unidimensionais e prescrição de atributos ao modelo, tais como restrições, carregamentos, materiais e seções transversais. Ainda, foi desenvolvida uma aplicação gráfica específica que permite a modelagem de seções transversais compostas por diversos materiais, além de permitir o cálculo de suas propriedades geométricas, seja por meio do Teorema de Green ou por meio da discretização de seu domínio. Para o processamento de modelos reticulados lineares e geométrica ou fisicamente não-lineares em um ambiente unificado, foram utilizados os recursos já existentes no núcleo numérico do sistema, sem qualquer alteração nas implementações dos mesmos. Na etapa de pós-processamento, são fornecidos diagramas de esforços solicitante e isofaixas, sendo este também disponível no pós-processamento das seções transversais compostas.


INSANE – Versão 2.0

Roque Luiz Pitangueira, Flavio Torres da Fonseca, Jamile Salim Fuina, Luciana Sampaio Camara, Marcos Torres da Fonseca, Reginaldo Lopes Ferreira, Renata Nicoliello Moreira, Samir Silva Saliba, Samuel Silva Penna

XXVII Latin American Congress on Coputational Methods in Engineering , Maceió , 2008

Download file

Abstract (in Portuguese)

Este artigo apresenta a versão 2.0 do INSANE (Interactive Structural ANalysis Environment), um sistema orientado a objetos para o Método dos Elementos Finitos. Apresenta-se o histórico, as premissas ideológicas e os requisitos tecnológicos do projeto de software livre que guia o desenvolvimento do sistema, destacando-se a escolha de Java como linguagem de implementação. A estrutura modular do sistema, na qual as diversas aplicações consomem serviços ofertados por estes módulos, é apresentada e a arquitetura de cada uma destas aplicações, baseada em uma combinação dos padrões de projeto de software orientado a objetos MVC, Command e Observer, é detalhada. Os projetos orientados a objetos dos módulos (serviços), das aplicações (consumidoras) e da interface gráfica que faz a integração das mesmas são detalhados, através de diagramas UML. Recursos para modelos do Método dos Elementos Finitos, tais como modelagem geométrica, geração de malhas, análise estática linear, fisicamente não-linear e geometricamente não-linear, análise dinâmica linear e geometricamente não-linear, visualização de resultados, processamento interativo, serviço e cliente WEB, novidades da versão 2.0, são então apresentados, agrupando-as através das relações consumidor-serviços (aplicação-módulos) e ilustrando-as através de exemplos.


An object oriented class organization for dynamic geometrically non-linear FEM analysis

Flavio T. Fonseca, Roque L. S. Pitangueira

XXVIII CILAMCE - Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering , Porto , 2007

Download file

Abstract

This article discusses the object oriented project for a finite element method software expansion, which aims to add the capability of performing a dynamic geometrically non-linear analysis of structures. The article’s main focus is on the new classes which will be implemented. A brief revision of the formulation to be implemented is made and the incremental-iterative procedures used for solving the problem equations are also discussed. Many UML (Unified Modeling Language) diagrams are shown, indicating how the new classes will interact with the old ones and how do they provide all the expected features.


Insane: uma plataforma para computação científica

Roque Luiz Pitangueira, Flavio Torres da Fonseca

X Encontro de Modelagem Computacional , Nova Friburgo , 2007

Download file

Abstract (in Portuguese)

A grande maioria dos problemas analisados em engenharia podem ser matematicamente representados da mesma maneira. Baseado nisto, o INSANE, um programa computacional originalmente desenvolvido para a análise de estruturas, foi remodelado de maneira a poder ser utilizado para os mais diversos problemas. Este artigo apresenta seu projeto orientado a objetos e as tecnologias empregadas, assim como os pré-requisitos para que um problema possa ser analisado através do INSANE.


Ambiente gráfico interativo para diagramas de interação de seções de concreto armado

SILVA, F. P. B., FONSECA, F. T., BARROS, L. A. C., RODRIGUES, M. P. P., PITANGUEIRA, R. L. S.

VI Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto , São Paulo , 2006

Download file

Abstract

This work aims at the implementation of a graphical and interactive environment for obtaining interactive diagrams of reinforced concrete sections. The section may have any polygonal geometry and any steel bars arrangement. The section can be solicited from normal force and moments, which is enough to represent from a simple flexion to an oblique flexion. To find the position of the neutral line is necessary to obtain both the translation and the rotation of the neutral line through an iterative process. For each position of the neutral line which satisfies the equilibrium, the solicitant stress state is calculated and compared to the given one until they become equal to each other within a certain tolerance. The implementation of the graphic environment follows the Objected Oriented Programming methodology using Java. The obtained diagrams are based on the discretization of the section into a list of points on its plane.


Sistema gráfico interativo para modelos bidimensionais do Método dos Elementos Finitos

F. T. Fonseca, M. L. Almeida, M. B. Gonçalves, R. L. Pitangueira

XXXII Jornadas Sulamericanas de Engenharia Estrutural , Campinas , 2006

Download file

Abstract (in Portuguese)

O artigo apresenta o resultado do trabalho colaborativo de quatro integrantes da equipe de desenvolvimento do INSANE (Interactive Structural Analysis Environment): um sistema computacional para modelos discretos de análise estrutural do método dos elementos finitos (MEF). A concepção do INSANE, como um conjunto de segmentos de aplicação, é apresentada, destacando-se as vantagens deste conceito. A persistência dos dados compartilhados entre os vários segmentos do sistema também é discutida, ressaltando-se o uso de arquivos XML ou objetos Java para criação dos protocolos de comunicação. O trabalho de unificação de três implementações inicialmente independentes (sistema gráfico interativo para modelos reticulados, gerador de malhas bidimensionais de elementos finitos e processador de modelos do MEF baseado na formulação paramétrica) é apresentado, discutindo-se as soluções adotadas. Nesta discussão apresentam-se as características de cada um dos três trabalhos, através de diagramas UML apropriados de maneira a caracterizar a proposta de unificação. O projeto orientado a objetos do novo sistema é detalhado, ressaltando-se a adoção do padrão Model-View-Controller no trabalho de unificação. Finalmente, os diversos recursos disponibilizados são apresentados através de exemplos e as possibilidades de novas expansões, sem repetir o trabalhoso processo de unificação, são discutidas.


Implementação de modelos estruturais de barras como casos particulares do Método de Elementos Finitos

Roque Luiz Pitangueira, Alcebíades de Vasconcellos Filho, Flavio Torres da Fonseca

SIMMEC 2004 - VI Simpósio Mineiro de Mecânica Computacional , Itajubá , 2004

Download file

Abstract (in Portuguese)

O artigo apresenta parte do desenvolvimento de um sistema computacional que visa fomentar a pesquisa de modelos discretos de análise estrutural. Refere-se à parte do núcleo numérico do sistema relativa a modelos estruturais de barras. A concepção do sistema, como um conjunto de segmentos de aplicação, é apresentada, destacando-se as vantagens deste conceito. A escolha do paradigma de programação orientada a objetos e da linguagem de programação Java, como recursos de implementação, é discutida. Nesta discussão apontam-se as principais características das tecnologias escolhidas no que se refere às plataformas de desenvolvimento, execução e distribuição, bem como à segmentação, expansão e manutenção do código. A persistência dos dados compartilhados entre os vários segmentos do sistema também é discutida, ressaltando-se o uso de arquivos XML para criação dos protocolos de comunicação. A formulação dos modelos estruturais de barras, como casos particulares do Método de Elementos Finitos, é brevemente revisada. O projeto orientado a objetos para implementação da referida formulação é apresentado, indicando-se o segmento do núcleo numérico do sistema que a contém. Discute-se, então, a utilização desse recurso no ensino do Método de Elementos Finitos nos cursos de graduação em engenharia.


Um programa gráfico interativo para modelos estruturais de barras

Flavio Torres da Fonseca, Roque Luiz Pitangueira

XXV CILAMCE - Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering , Recife , 2004

Download file

Abstract (in Portuguese)

O artigo apresenta os resultados do trabalho de iniciação científica desenvolvido pelo primeiro autor. Trata-se de parte de um sistema computacional que visa fomentar a pesquisa de modelos discretos de análise estrutural, relativa a modelos estruturais de barras.
A concepção do sistema, como um conjunto de segmentos de aplicação, é apresentada, destacando-se as vantagens deste conceito.
A escolha do paradigma de programação orientada a objetos e da linguagem de programação Java, como recursos de implementação, é discutida. Nesta discussão apontam-se as principais características das tecnologias escolhidas no que se refere às plataformas de desenvolvimento, execução e distribuição, bem como à segmentação, expansão e manutenção do código.
A persistência dos dados compartilhados entre os vários segmentos do sistema também é discutida, ressaltando-se o uso de arquivos XML ou objetos Java para criação dos protocolos de comunicação.
A utilização de padrões de projeto de software e das APIs Java Swing, Java2D e Collections na implementação dos recursos de interação, bem como do processamento numérico dos modelos também é discutida.
A formulação dos modelos estruturais de barras, como casos particulares do Método de Elementos Finitos, é brevemente revisada. As abstrações de classes adotadas para implementação da referida formulação são apresentadas, indicando-se o segmento do núcleo numérico do sistema que a contém.
Mostra-se que o programa permite a obtenção de soluções, tanto de grandezas estáticas quanto de grandezas cinemáticas. Discute-se, então, a utilização desse recurso no ensino do Método de Elementos Finitos nos cursos de graduação em engenharia.