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dc.contributor.advisor1Marcelo Grecopt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7953197985531154pt_BR
dc.contributor.referee1Estevam Barbosa de Las Casaspt_BR
dc.contributor.referee2Jeferson Wilian Dossa Fernandespt_BR
dc.contributor.referee3Edson Denner Leonelpt_BR
dc.contributor.referee4Francisco Célio de Araújopt_BR
dc.creatorDaniel Henrique Nunes Peixotopt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1895172377742559pt_BR
dc.date.accessioned2024-08-14T19:20:21Z-
dc.date.available2024-08-14T19:20:21Z-
dc.date.issued2024-06-14-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/74088-
dc.description.abstractThis work aims to contribute to the study of large deformations by examining the Seth-Hill strain measures and their associated Hookean-type hyperelastic models. Additionally, it introduces a new family of strain measures called Generalized Hyperbolic Sine (GHS): simple, objective, and versatile. The research consisted of two branches. In the first branch, (i) the distinctions in the computational implementation of different strain measures in the Positional Formulation of the Finite Element Method (PFFEM) for trusses were investigated. Specific mathematical expressions for each strain measure were developed and applied in the analysis of four benchmark structures. Examining the obtained responses, the resulting variations were discussed with a focus on computational efficiency. In the second branch, (ii) an analytical study of solids was conducted, investigating Hookean-type hyperelastic models derived from the studied strain measures (GHS and Seth-Hill), using pure deformation modes to examine the behavior of the GHS family and assess the physical coherence of all responses obtained. The applicability of the GHS Hookean-type models in the mechanical description of polymers, soft biological tissues, and biomaterials was tested for various materials with broad application in engineering, using experimental data obtained from the literature. The calibration of material parameters was performed through a discrete numerical method of least squares minimization by enumeration. In the first branch, (i) the results indicate that the use of different strain measures impacts the computational cost in structural analyses of trusses, both when comparing different Hookean-type constitutive models and when comparing the same model represented by formulations generated by different strain measures. In the second branch, (ii) the results show that the GHS family improves the physical coherence of the Seth-Hill strain measures and offers versatility with the addition of a single material constant with clear physical meaning. The proposed Hookean-type hyperelastic models are applicable to both incompressible and compressible materials and have proven capable of accurately representing polymers, soft biological tissues, and biomaterials.pt_BR
dc.description.resumoEste trabalho visa contribuir à área de estudo de grandes deformações, examinando as medidas de deformação de Seth-Hill e seus modelos hiperelásticos tipo-Hookeanos. Ademais, introduz uma nova família de medidas denominada Seno-Hiperbólica Generalizada (SHG): simples, objetiva e versátil. A pesquisa consistiu-se em dois ramos. No primeiro ramo (i), investigou-se as distinções na implementação computacional de diferentes medidas de deformação na Formulação Posicional do Método dos Elementos Finitos (FPMEF) para treliças. As expressões matemáticas específicas para cada medida de deformação foram desenvolvidas e aplicadas na análise de quatro estruturas de referência. Examinando as respostas encontradas, discutiram-se as variações resultantes com foco na eficiência computacional. No segundo ramo (ii) fez-se um estudo analítico de sólidos, investigando modelos hiperelásticos tipo-Hookeanos derivados das medidas de deformação estudadas (SHG e Seth-Hill), usando os modos puros de deformação para examinar o comportamento da família SHG e avaliar a coerência física de todas as respostas obtidas. A aplicabilidade dos modelos tipo-Hookeanos SHG na descrição mecânica de polímeros, tecidos biológicos moles e biomateriais foi testada para vários materiais com ampla aplicação na engenharia, utilizando dados experimentais obtidos da literatura. A calibração dos parâmetros materiais foi realizada por meio de um método numérico de busca discreta de mínimos quadrados por enumeração. No primeiro ramo, (i) os resultados indicam que o uso de diferentes medidas de deformação impacta o custo computacional em análises estruturais de treliças, tanto ao comparar diferentes modelos constitutivos tipo-Hookeanos como ao comparar o mesmo modelo representado por formulações geradas por diferentes medidas de deformação. No segundo ramo, (ii) os resultados mostram que a família SHG melhora a coerência física das medidas de deformação Seth-Hill e oferece versatilidade com a adição de uma única constante material com claro significado físico. Os modelos hiperelásticos tipo-Hookeanos propostos são aplicáveis tanto a materiais incompressíveis quanto compressíveis e mostraram-se capazes de representar com grande fidelidade polímeros, tecidos biológicos moles e biomateriais.pt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURASpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturaspt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectMedidas de deformaçãopt_BR
dc.subjectGrandes deformaçõespt_BR
dc.subjectModelos hiperelásticospt_BR
dc.subjectMEF posicionalpt_BR
dc.subject.otherEngenharia de estruturaspt_BR
dc.subject.otherPolímerospt_BR
dc.subject.otherMétodo dos elementos finitospt_BR
dc.subject.otherDeformações (Mecânica)pt_BR
dc.subject.otherBiomateriaispt_BR
dc.titleEstudo sobre diferentes medidas de deformação e apresentação da família seno-hiperbólica generalizada, com aplicação na modelagem de polímeros, biomateriais e tecidos biológicos molespt_BR
dc.typeTesept_BR
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