Programa Sul-Americano de Apoio às Atividades de ... - GMAp - ufrgs

PROSUL
Programa Sul-Americano de Apoio às Atividades
de Cooperação em Ciência e Tecnologia
ASSESSORIA DE COOPERAÇÃO INTERNACIONAL - ASCIN/CNPq
PROGRAMAS MULTILATERAIS
DETALHAMENTO DE PROJETO
Edital CNPq N o. 040/2005
Chamada 2: Projetos Conjuntos de P&D&I
Título do Projeto: Otimização da microestrutura de materiais compostos de matriz
polimérica reforçada com partículas de borracha.
Nome do Proponente: Ignacio Iturrioz
Instituição do Proponente: Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
Endereço Completo: Sarmento Leite 425, CEP 90050-170, Porto Alegre, RS/Brasil
Telefone : (51)3308-3529 Fax: (51)3308-3355
Proposta submetida em: 16/09/2005
Reporte das Atividades desenvolvidas durante o primeiro ano
As atividades do projeto têm sido desenvolvidas de acordo com o cronograma de
atividades proposto para o primeiro ano de trabalho. As mesmas se apresentam de forma
resumida, ordenadas segundo seu aporte às metas do projeto. Os detalhes técnicos da
implementação encontram-se nos reportes e publicações que se anexam em formato eletrônico.
1. Implementação de uma metodologia para a otimização da microestrutura de materiais
compostos reforçados com partículas
A primeira etapa foi completada com a preparação das amostras (atividade: “Preparação
de materiais, amostras e corpos de prova (1)”), e encontra-se em progresso a caracterização
mecânica do material (atividade: “Caracterização dos materiais”). Os estudos realizados e os em
progresso incluem ensaios de tração, compressão, impacto e levantamento da microestrutura do
material (distribuição das partículas).
Completou-se a atividade: “Ferramenta para a geração automática de modelos”. A esta se
integraram as ferramentas computacionais para a homogeneização, determinação do elemento de
volume representativo e otimização de microestruturas utilizando algoritmos genéticos, atualmente
em desenvolvimento, como parte das atividades: “Homogeneização numérica” e “Otimização das
microestruturas”. As ferramentas de homogeneização e otimização foram desenvolvidas para
serem executadas de forma seqüencial, em PC normais e cluster de PC para cálculo paralelo,
utilizando MPI. O framework, implementado como parte das ferramentas de homogeneização e
otimização, é apto para trabalhar utilizando os modelos de Elementos Finitos, Elementos de
Contorno e Elementos Discretos, em desenvolvimento pelos distintos participantes do projeto.
Também foi finalizada a primeira etapa da atividade “Estudo do Efeito de Escala”. Os
resultados parciais desse estudo foram publicados em [11]. Neste trabalho são analisadas as
possibilidades de um dos métodos utilizados no projeto: O Método dos Elementos Discretos
1

(MED). Na modelagem do Efeito de Escala se discutem os conceitos de comprimento e velocidade
de deformação, assim como as características da Função de Escala, que este método também
permite representar. Além disso, foi aplicado o MED no estudo do Efeito de Escala em materiais
frágeis, cujos resultados parciais foram publicados em [b], [4].
O desenvolvimento dos Algoritmos do BEM( método dos elementos de contorno)
(Atividade: “Algoritmos do BEM”) se encontra em progresso.
Atualmente, implementa-se um programa do BEM, o qual permite analisar problemas de
valores de contorno mistos, de materiais constituídos por uma matriz viscoelástica e inclusões
circulares elásticas. A matriz é modelada por meio de uma representação viscoelástica fracional
de quatro parâmetros, no domínio transformado de Laplace. As inclusões elásticas são modeladas
por uma série de elementos T-completos. A solução do problema é encontrada no domínio
transformado de Laplace e levado ao domínio do tempo mediante uma inversão numérica. Em [1],
apresentam-se os resultados, utilizados como base para este estudo.
Está prevista uma missão de trabalho, em Abril de 2007, do professor Iturrioz para a
Universidade da República, Uruguai, para terminar a implementação computacional do programa.
Paralelamente a isto, trabalha-se na implementação dos algoritmos do BEM, utilizando a
formulação do tipo Fast Multipole. Esta formulação desenvolve algoritmos de alta performance,
especialmente indicados em processos de otimização, que requerem avaliação de múltiplas
configurações geométricas de um problema, como é o caso dos algoritmos genéticos. Resultados
parciais sobre estes estudos apresentam-se em [10].
Outras duas frentes de trabalho relacionadas com algoritmos do BEM, coordenadas pelo
professor Rogério Marzack, deram como subprodutos uma tese de mestrado, defendida na
UFRGS, sobre o estudo de materiais microporosos. Outras publicações, dentro desta linha, estão
na área de otimização mecânica e transferência de calor de materiais microporosos. Os resultados
obtidos já foram apresentados em congressos nacionais e internacionais ([7], [8], [9], [13], [14],
[15], [16]). Foi defendida também, outra dissertação [19], com tema relacionado com os aqui
expostos.
A atividade: “Algoritmos do FEM”(Método dos elementos Finitos) está em progresso.
As aplicações do FEM consistem em:
- Empregar interfaces coesivas para simular a influência da plastificação de inclusões de borracha
cavitadas na tenacidade do PMMA. Tais estudos mostraram a importância da cavitação como
efeito indutor da plastificação, sem a qual não há um ganho significativo na tenacidade. Os
trabalhos que estão sendo desenvolvidos têm, como antecedentes, estudos anteriores dos
autores, membros da equipe, já apresentados em [2].
- Estudar o elemento de volume representativo de um material polimérico com partículas de
borracha, empregando diferentes leis de contato, para modelar a interface entre as duas
componentes da mistura, e diferentes leis de dano, para a fase particulada. A implementação
deste modelo está sendo realizada em um software comercial: ABAQUS.
- Foi realizado ainda um estudo exaustivo sobre a calibração de modelos computacionais de
materiais hiperelásticos. Esta atividade contou também com a parceria do Centro Tecnológico dos
Polímeros do SENAI (Setepo/Senai) do Rio Grande do Sul. Como fruto, desenvolveu-se um
Trabalho de Conclusão de Curso em Engenharia Mecânica da UFRGS [20], um curso de extensão,
sobre o qual foi editada uma apostila [17], e um livro [18]. Este trabalho servirá, sem dúvida, para
modelar a fase particulada do item estudado.
Como continuação das atividades realizadas, a respeito do desenvolvimento do Modelo do
DEM (Método dos elementos discretos) (atividade: “Algoritmos do DEM”), que se encontra em
progresso, citam-se:
- Aplicação do DEM no cálculo do elemento de volume representativo de uma matriz uniforme com
uma segunda fase particulada. O doutorando Rubén Galiano já tem data prevista de defesa de sua
2

tese, primeiro semestre de 2007, a qual está relacionada com o tema em questão. Sobre esse
assunto, dois trabalhos foram publicados em anais de Congresso [6], [12], sendo que um foi
enviado a revistaespecializada , e está nas mãos dos revisores [a].
- Aplicação do DEM no calculo de parâmetros fractomecanicos estáticos e dinâmicos . Neste tema
se esta trabalhando junto com o Prof. Ricardo Barrios D´Ambra, da Faculdade de Engenharia da
Universidade Nacional do Nordeste, da Argentina. Parte do trabalho desenvolvido foi publicado em
[3], [5], e está em processo de arbitragem um artigo para revista [c]. Esta prevista a defesa de um
mestrando ( Luis Kotesky ) no primeiro semestre de 2007. No tema referido.
- Também está sendo realizado um modelo numérico, um ensaio de impacto de discos de material
polimérico reforçado com partículas de borracha, o qual é utilizado para determinar as
características de tenacidade de diversos materiais poliméricos e, neste caso específico, permite
determinar a percentagem da fase particulada ótima para maximizar a tenacidade do composto.
Pretende-se simular este processo utilizando o método dos elementos discretos, o que pode
facilitar a quantificação dos parâmetros ótimos involucrados. Proveniente deste estudo, prepara-se,
atualmente, uma publicação em revista científica [d].
2. Desenvolver conhecimentos científicos originais
As atividades desenvolvidas durante o primeiro ano deram origem a uma série de
publicações, estas estão enumeradas a seguir, onde destaca-se sua relação com as atividades do
projeto. É anexada uma cópia digital dos artigos publicados em 2006/2007, dos que estão
indicados com “*” nas referências.
Publicação em revistas
[a] “DEM Modelling of the Micromechanics of Failure in Nodular Cast Iron”. R.Galiano Batista,
I.Iturrioz y A.P. Cisilino. Em processo de arbitragem por parte do Journal of Plasticity.
[b] “Numerical fracture analysis of rock dowels subjected to shear and compression accounting for
size and rate effects”, Letícia Fleck Fadel MIGUEL, Jorge Daniel RIERA and Ignacio ITURRIOZ.
Trabalho enviado ao Journal Rock Mechanics Research & Engeneering em processo de
arbitragem.
[c] “Cálculo Del Factor De Intensidad De Tensiones Utilizando El Metodo De Los Elementos
Discretos”. R. L. Barrios D`Ambra, I. Iturrioz, H. Coceres, L. E. Kosteski, T. W. Tech, Y A. Cisilino
Enm processo de arbitragem pela revista Sul- Americana de Engenharia Estrutural.
Em preparação:
[d] ”DEM Modelling of the Impact Test and Fragmentation of Polymer Disks”. L. Kosteski, R. Barrios
D'Ambra, I. Iturrioz, L. Hoss, L. Fasce, V. Pettarín, P. Frontini and A. Cisilino.
Congressos:
7th International Conference on Boundary Element Techniques (2005)
[1] “The Trefftz Boundary Method in Viscoelasticity”.B.Sensale Cozzano, B.Sensale Rodríguez.,
7th International Conference on Boundary Element Techniques realizado de 4 a 6 de Setembro
de 2005 na Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, Paris, França, 9 págs.
Cobem2005
3

[2] “Study of interface matrix inclusion properties on fracture properties in composites materials”.
Bittencourt E., Cisilino A.. Anais do COBEM 2005 (São Paulo, Brasil)
XXXII Jornadas Sul Americanas em Engenharia Estrutural (2006)
[3]* Determinacion Del Factor De Intensidad de Tensiones Aplicando el Metodo de los Elementos
Discretos.” R. L. Barrios D`Ambra, I. Iturrioz , H. Coceres, L. E. Kosteski, T. W. Tech, A. Cisilino,
XXXII Jornadas Sul Americanas em Engenharia Estrutural. 2006.
[4]* Relações Constitutivas incluindo Efeitos de Escala para consoles de Concreto ou Rocha
Submetidos a Cisalhamento e Compressão. MIGUEL, Letícia F F; RIERA, Jorge Daniel;
ITURRIOZ, Ignacio. In: XXXII JORNADAS SUL AMERICANAS DE ENGENHARIA ESTRUTURAL,
2006, Campinas. Anais das XXXII Jornadas Sul Americanas de Engenharia Estrutural. 2006. v.
único.
ENIEF 2006
[5]* Aplicación del Método de los Elementos Discretos para la Determinación del Factor de
Intensidad de Tensiones Estatico y Dinámico. L. Kosteski, H. Cóceres, R. Barrios D'Ambra, I.
Iturrioz, A.P. Cisilino. XV Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones ENIEF2006.
Santa Fe, Noviembre 2006
[6]* Aplicación del Método de los Elementos Discretos al Estudio del Mecanismo de Fractura por
Crecimiento y Coalescencia de Vacíos. R.G. Batista, I. Iturrioz, A.P. Cisilino. XV Congreso sobre
Métodos Numéricos y sus Aplicaciones ENIEF2006. Santa Fe, Nov. 2006
[7]* Optimal Topology Identification of 2D Elastic Structures with the Boundary Element Method.
MARCZAK, Rogério José.In: CONGRESO SOBRE MÉTODOS NUMÉRICOS Y SUS
APLICACIONES, 2006, Santa Fé - Argentina. Proc. XV Congreso sobre Métodos Numéricos y sus
Aplicaciones - ENIEF 2006. 2006.
[8]* Direct Evaluation of Singular Integrals in a Hole and Inclusion Boundary Element for Modeling
Micro-heterogeneous Materials. BURONI, Federico Carlos; MARCZAK, Rogério José.. In: XV
CONGRESO SOBRE MÉTODOS NUMÉRICOS Y SUS APLICACIONES, 2006, Santa Fé -
Argentina. Proc. XV Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones - ENIEF 2006.
Asociación Argentina de Mecánica Computacional, 2006.
[9]* A Boundary Element Formulation for Modeling Micro-heterogeneous Materials. BURONI,
Federico Carlos; MARCZAK, Rogério José.In: XV CONGRESO SOBRE MÉTODOS NUMÉRICOS
Y SUS APLICACIONES, 2006, Santa Fé - Argentina. Proc. XV Congreso sobre Métodos
Numéricos y sus Aplicaciones - ENIEF 2006. Asociación Argentina de Mecánica Computacional,
2006.
BETEQ 2007
[10] Microstructural design of Functionally Graded Materials using Fast Multipole BEM and Genetic
Algorithms. M. Dondero, A. Rodriguez Carranza, A.P. Cisilino y G. Stavroulakis. A ser presentado
en Boundary Element Techniques 2007 (BETEQ 2007) en Julio de 2007 en Nápoles Italia
MECSOL2007
4

[11]* Performance Of The Discrete Element Method To Represent The Scale Effect Ignacio Iturrioz
, Atilio Morquio Eduardo Bittencourt, Virginia Maria Rosito d´Avila. MECSOL 07 ( Solid Mechanics
in Brasil 2007) Edited by M. Alves e H. da Costa Mattos, realizado na USP São Paulo. ISBN978-
85-85769-30-7.
[12]* Computational Study of Growing and Coalescence of Voids Fracture Mechanism by Discrete
Element Method. Rubén Galiano Batista, Ignacio Iturrioz and Adrián P. Cisilino. MECSOL 07 (Solid
Mechanics in Brasil 2007) Edited by M. Alves e H. da Costa Mattos, realizado na USP, São Paulo.
ISBN978-85-85769-30-7.
CILAMCE 2006 (Belém – Brasil)
[13]* MARCZAK, Rogério José. A Boundary Element Implementation for Topology Optimization of
Elastic Structures. In: 27TH IBERIAN LATIN-AMERICAN CONGRESS ON COMPUTATIONAL
METHODS IN ENGINEERING, 2006, Belém. Proc. 27th Iberian Latin-American Congress on
Computational Methods in Engineering - CILAMCE 2006. 2006.
[14]* BURONI, Federico Carlos; MARCZAK, Rogério José. A Hole Element for Modeling Micro-
Porous Materials with Boundary Element Methods. In: 27TH IBERIAN LATIN-AMERICAN
CONGRESS ON COMPUTATIONAL METHODS IN ENGINEERING, 2006, Belém. Proc. 27th
Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering.
[15]* Effective Properties of Random Micro-Porous Materials with a Boundary Element Formulation.
BURONI, Federico Carlos; MARCZAK, Rogério José. In: 27TH IBERIAN LATIN-AMERICAN
CONGRESS ON COMPUTATIONAL METHODS IN ENGINEERING, 2006, Belém. Proc. 27th
Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering - CILAMCE 2006.
2006.
[16]* Topology Optimization of Heat Transfer Problems in Orthotropic Media Using Boundary
Elements. ANFLOR, Carla Tatiana Mota; MARCZAK, Rogério José In: 27TH IBERIAN LATIN-
AMERICAN CONGRESS ON COMPUTATIONAL METHODS IN ENGINEERING, 2006, Belém.
Proc. 27th Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering - CILAMCE
2006.
Seminário FIERGS 2006
[17]* Caracterização do Comportamento de Materiais Elastoméricos para Simulação Numérica.
MARCZAK, Rogério José. In: XI SEMINÁRIO DE ATUALIDADES TECNOLÓGICAS -
ELASTÔMEROS, PLÁSTICOS E ADESIVOS, 2006, Porto Alegre. Anais do XI Seminário de
Atualidades Tecnológicas - Elastômeros, Plásticos e Adesivos. Porto Alegre: Senai - RS, 2006.
Livro (em fase de impressão)
[18]* Caracterização de Elastômeros para Simulação Numérica. MARCZAK, Rogério José;
HELLER, Jordão; HOSS Leonardo. Editora do SENAI, Porto Alegre, 2006.
Tese de mestrado
[19]* Modelagem e projeto computacional de materiais Microporosos com distribuição Aleatória
utilizando uma formulação de elementos de Contorno. Federico Buroni, Diss. de Mestrado pelo
PROMEC/UFRGS, jun 2006 pp112.
Trabalho de conclusão
5

[20] “Caracterização Do Comportamento E Determinação De Parâmetros Relacionados Com
Fratura E Fadiga De Materiais Elastoméricos”. LEONARDO HOSS, Trabalho de Conclusão de
Curso da Engenharia Mecânica da UFRGS, 2006.
3. Formar recursos humanos na área
Encontram-se involucrados na execução do projeto, dois estudantes de pós-graduação da
Universidade de Mar del Plata (Argentina), um aluno de graduação da Universidade da República
(Uruguai), três alunos de graduação e um mestrando e dois doutorandos no Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Mecânica da UFRGS (Brasil). Realizando atividades associadas ao
projeto, tem-se ainda, um aluno de graduação e um de mestrado da Universidade do Nordeste
(Argentina).
4. Difundir a tecnologia dos materiais poliméricos no meio profissional, propiciando uma
maior compreensão das suas aplicações no projeto de engenharia.
Os resultados do projeto foram apresentados nos seguintes eventos:
XXXII JORNADAS SUL AMERICANAS EM ENGENHARIA ESTRUTURAL 2006:2
ENIEF 2006:5
BETEQ 2007:1
MECSOl 2007:2
CILAMCE 2006 (Belém – Brasil):4
Também foram apresentadas no contexto do projeto uma tese de mestrado e um Trabalho
de Conclusão de Curso de Graduação.
Os trabalhos publicados, relacionados com o projeto, estão disponíveis no site do projeto
http://www-gmap.mecanica.ufrgs.br/~ignacio/
5. Manter e estimular as tarefas de pesquisa conjunta entre as três instituições,
privilegiando o efeito multiplicador do conhecimento ao desenvolver áreas de investigação
complementares.
Durante o primeiro ano do projeto foram realizadas as seguintes atividades de intercambio
entre as instituições participantes:
• Reunião de coordenação de atividades em Montevidéu de 1 a 3 de Março de 2006.
• Visita do Prof. Adrián Cisilino da UNMdP à UFRGS de 24 de Julho a 4 de Agosto de 2006.
• Visita do Prof. B. Sensale da Universidade da República à UFRGS de 24 de Julho a 4 de
Agosto de 2006.
• Visita do Prof. Atilio Morquio da Universidade da República à UFRGS de 23 a 27 de
Outubro de 2006.
• Visita do Prof. R. Marczak da UFRGS à UNMdP de 1 a 10 de Novembro de 2006.
Os informes, com as atividades desenvolvidas em cada caso, encontram-se no Anexo I.
Destaca-se, também, que as atividades deste projeto serviram como ponto de partida para que
as partes, Brasil e Argentina, apresentassem uma proposta de trabalho no marco da convocatória
6

2006 do Programa de Cooperação Interamericana de Materiais (CIAM 2006). O projeto
“Otimização de Algoritmos de Elementos de Contorno para Aplicações em Mecânica de Tecidos
Ósseos Utilizando Ferramentas de Álgebra Simbólica Computacional” foi apresentado junto com a
Colorado School of Mines dos EEUU e se encontra atualmente em processo de avaliação.
Anexo I
Informes das Missões de Estudo realizadas durante 2006
Relatório Técnico Científico Missão 1
1.1 Identificação
Convênio: Prosul
Países envolvidos: Brasil, Argentina, Uruguai
Número do Processo: 490185/2005-3
Coordenador Brasileiro: Ignacio Iturrioz
Instituição: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Área segundo tabela do CNPq :3.03.00.00-2
Nome dos participantes da missão: Adrian Cisilino , Ignacio Iturrioz
Período de realização da Missão: 2 e 3 de março de 2006
1.2 Conteúdo
Como previsto no Projeto aprovado, esta reunião tinha como principal objetivo determinar um
plano de atividades detalhado para o primeiro ano de atividades. Houve algumas mudanças a
respeito do cronograma original, mas as mesmas não afetaram o orçamento realizado
originalmente.
A tabela 1, a seguir, indica as missões previstas e quando aconteceram durante o ano de
2006. A tabela 2 indica o dinheiro previsto para gastar durante as missões realizadas no ano de
2006, em conceito de diárias e passagens.
Tabela 1: Cronograma das viagens durante o primeiro ano do projeto (2006)
ano 1 (2006) jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Mob 1 :reunião coordenação Mtvideo
1a3
Mob 2: Berardi S (Mtvideo-Poa)
7d
Mob 3: Adrian C. (Mdp_ Poa)
15d
Mob 4: Atilio M. (Mtvideo_Poa)
7d
Mob 5:Rogerio M.(Poa_Mdp)
15
d
Tabela 2: Gastos previstos em passagens e diárias no primeiro ano do projeto (2006)
ano 1 (2006)
passag.
(R$)
passag.
(US$)
qtde
diárias
diárias
(US$)
diárias
(R$) Professores
mob 1 :reunião coordenação Mtvideo 750.00 4 240 Adrian Cisilino
850.00 4 240 Ignacio Iturrioz
mob 2: (Mtvideo-Poa) 850.00 15 2226.75
mob 3: (Mdp_ Poa) 750.00 7 1039.00 Berardi Sensale
mob 4: (Mtvideo_Poa) 750.00 7 840 Atilio Morquio
mob 5:(Poa_Mdp) 850.00 15 1650 Rogério Marzack
7

Ficou estabelecido que durante este primeiro ano de atividades se consideraria prioritário
criar um software gerenciador que permitisse determinar o tamanho do volume representativo do
composto em estudo (matriz polimérica com partículas de borracha). Utilizando diferentes tipos de
softwares de calculo para simular o comportamento mecânico do material.
Deve-se mencionar também que, durante o mês de Fevereiro, o Professor Ignacio Iturrioz
trabalhou no Instituto de Estruturas e Transportes (IET) da Universidade da República junto dos
Professores Atílio Morquio e Berardi Sensale. Em anexo a este informe técnico apresenta-se o
relatório das atividades realizadas durante este período que foi apresentado a Instituição Uruguaia,
e uma Constancia do diretor do IET sobre as trabalhos ocorridos. Cabe destacar que, parte das
tarefas realizadas neste estágio estavam relacionadas com o presente projeto, e também que, a
Instituição de Fomento Uruguaio pagou a soma de US$ 850, em conceito de diárias, para realizar
o estágio.
Prof Ignacio Iturrioz
Coordenador do Projeto
Relatório Técnico Cientifico Missão 2
Informe Visita POA em 2006 do Professor Adrian Cisilino
A visita do Prof. Cisilino à UFRGS teve lugar entre os dias 24 de Julho e 4 de Agosto de
2006 e, como principal objetivo, trocar informações, discutir, planejar e coordenar a utilização dos
algoritmos de Elementos Finitos (EF), Elementos de Contorno (EC) e Elementos Discretos (ED)
que sejam incorporados ao framework para a determinação do volume representativo e
otimização.
No referente aos algoritmos do DEM discutiram-se os resultados obtidos com o Prof.
Iturrioz e o Ing. Galiano (estudante de doutorado do PROMEC), no referente aos modelos
destinados a estudar o mecanismo de falha por crescimento e coalescencia de micro-furos. A visita
serviu para completar a preparação de um manuscrito que foi enviado para sua publicação na
revista Mechanics of Materials e a redação final de um trabalho para o congresso ENIEF 2006 a se
realizar na Argentina no próximo mês de Novembro. Finalmente, planejaram-se as próximas
atividades referidas ao estudo de microestruturas tridimensionais para avaliar efeitos da
triaxialidade de tensões.
O Prof. Iturrioz e o Ing. Gilson Soares (estudante de doutorado do PROMEC) trabalharam
na extensão dos algoritmos de ED desenvolvidos para estudar os mecanismos de crescimento e
coalescencia de micro-furos, que se fez referência no parágrafo anterior, ao estudo de
microestruturas da matriz elástica reforçada com partículas de goma. Planejaram-se uma série de
modelos de calibração e verificação da resposta do algoritmo ante cargas dinâmicas. Acordou-se
incorporar o Prof. Cisilino como co-diretor da tese do Ing. Soares.
Com a ajuda do Prof. Iturrioz, analisaram-se os resultados obtidos para modelos de ED
para fratura dinâmica e, com isto, completou-se a redação de um trabalho para o ENIEF 2006.
Trabalhou-se, além disso, na análise dos resultados do modelo dos ensaios de impacto de discos
que foram desenvolvidos na Universidade de Mar del Plata. Sobre a base dos resultados
disponíveis e dos que poderão surgir nos próximos estudos, fez-se o planejamento da preparação
do manuscrito da próxima publicação conjunta.
Na área de EC, em colaboração com o Prof. Marczak, trabalhou-se sobre a aplicação de
formulações especiais do método para modelar microestruturas com furos e inclusões (“hole
elements”), e algoritmos de otimização topológica. E, com o Prof. Berardi, da Universidade da
8

República (Uruguai), discutiu-se, baseado neste modelo de elementos, a utilização do algoritmo no
domínio de Laplace para considerar as inclusões viscoelásticas.
Em referência aos modelos de EF, junto com o Prof. Eduardo Bittencourt (CPEG)
realizaram-se atividades sobre a adaptação do seu algoritmo de coesão no framework, em
desenvolvimento em Mar del Plata. Estabeleceu-se desta forma o padrão para intercâmbio dos
modelos e resultados, e a implementação do gerador automático de malhas para as
microestruturas. Assim, visitou-se o laboratório do Prof. João Massuero para trocar experiências e
informações sobre os clústers de PC disponíveis no CPEG e o INTEMA da Universidade de Mar
del Plata.
Por fim, destaca-se que a visita do Prof. Cisilino à UFRGS, serviu também para que este
participasse da banca examinadora do exame de qualificação da Ing. Luciani Neves Lens
(estudante de doutorado do CPEG).
Relatório Técnico Cientifico Missão 3
Informe Visita POA em 2006 do Prof. Berardi Sensale 30/07/06 a 05/08/06
Durante a visita do Prof. Sensale em Porto Alegre, o mesmo trabalhou junto com o Prof. I.
Iturrioz na implementação de um programa baseado no Método dos Elementos de Contorno que
permita considerar uma matriz viscoelástica com inclusões elásticas, para modelar o material
polimérico com as partículas de borracha.
O programa de elementos de Contorno permite analisar problemas de valores de contorno
mistos de materiais constituídos por uma matriz viscoelástica e inclusões circulares elásticas pelo
método dos elementos de contorno A matriz é modelada por meio de uma representação
viscoelástica fracional de quatro parâmetros, no domínio transformado de Laplace. As inclusões
elásticas são modeladas por uma série de elementos T-completos. A solução do problema é
encontrada no domínio transformado de Laplace e levado ao domínio do tempo mediante uma
inversão numérica.
Em Março de 2007 está previsto que o professor Iturrioz faça um estágio na Universidade
da República no Uruguai para continuar trabalhando neste tema.
Relatório Técnico Cientifico Missão 4
Informe Visita POA em 2006 do Professor Atílio Morquio
A visita, entre os dias 23 e 27 de Outubro de 2006, do Prof. Atílio Morquio à UFRGS teve,
como principal objetivo, finalizar uma publicação conjunta com os Prof. Ignacio Iturrioz e Eduardo
Bittencourt sobre a performance do Método dos Elementos Discretos na captura do Efeito de
Escala. Este trabalho será apresentado no congresso Mecsol 2007 a ser realizado em Março de
2007, em São Paulo, e posteriormente será estendido e enviado a revista da área para sua
publicação. Se aproveitou também, a visita do Prof. Atílio Morquio, para determinar outros
assuntos que possam vir a ser realizados no projeto desenvolvido.
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Relatório Técnico Cientifico Missão 5
Visitante: Prof. Rogério J. Marczak
Atividades desenvolvidas durante a visita a Mar Del Plata / Santa Fé
A expedição científica realizada pelo Prof. Rogério Marczak compreendeu o período de 1 a
11 de Novembro de 2006. Nesse período, realizaram-se as seguintes atividades:
1-7 de Novembro: realizada visita ao Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade
Nacional de Mar del Plata, em Mar del Plata, Argentina. O Prof. Marczak, recebido pelo Prof.
Adrián Cisilino, teve oportunidade de interagir com outros pesquisadores daquela instituição. Foi
alocado no laboratório chefiado pelo Prof. Cisilino, e participou de intensas discussões com alunos
de pós-graduação. Foi uma troca de experiências muito prazerosa, com ganhos para ambas
instituições. No dia 2 de Novembro, o Prof. Marczak proferiu a palestra intitulada “A Family of
Hole/Inclusion Boundary Elements for the Evaluation of Effective Properties of Micro-Porous
Materials” para os alunos e professores daquela instituição. No dia 3 de Novembro, o Prof.
Marczak integrou, juntamente com mais outros professores, a banca de exame de qualificação de
Carolina Wessel. Durante este período, o Prof. Marczak também teve oportunidade de visitar os
laboratórios daquele Departamento de Engenharia Mecânica.
7-11 de Novembro: O Prof. Marczak participou do ENIEF/2006 - XV Congreso sobre Métodos
Numéricos y sus Aplicaciones em Santa Fé – Argentina, com apresentação de quatro trabalhos
técnicos:
OPTIMAL TOPOLOGY IDENTIFICATION OF 2D ELASTIC STRUCUTRES WITH THE
BOUNDARY ELEMENT METHOD
A BOUNDARY ELEMENT FORMULATION FOR MODELING MICRO-HETEROGENEOUS
MATERIALS
DIRECT EVALUATION OF SINGULAR INTEGRALS IN A HOLE/INCLUSION BOUNDARY
ELEMENT FOR MODELING MICRO-HETEROGENEOUS MATERIALS
ORIENTAÇÃO ÓTIMA DE UM IMPLANTE MANDIBULAR OSSEO INTEGRADO – UM ESTUDO
NA ORIENTAÇÃO DE UM IMPLANTE PARA MINIMIZAÇÃO DE TENSÃO NO OSSO
UTILIZANDO ALGORITMOS GENÉTICOS
Durante o congresso, novamente o Prof. Marczak interagiu com diversos pesquisadores
Argentinos, além da oportunidade de divulgar os resultados das últimas pesquisas na sua área de
atuação.
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