Sistema gráfico interativo para ensino de análise estrutural através do método dos elementos finitos
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Data
Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Alcebiades de Vasconcelos Filho
Estevam Barbosa de Las Casas
Luis Paulo Silva Barra
Estevam Barbosa de Las Casas
Luis Paulo Silva Barra
Resumo
Esta dissertaçao de mestrado refere-se à expansao do INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment): um sistema omputacional, em linguagem java e programaçao orientada a objetos (POO) para o processamento de modelos discretos do metodo de elementosfinitos (MEF). O trabalho consiste numa aplicaçao grafica interativa para auxiliar o ensino de analise estrutural atraves do MEF. Apresenta-se um estudo dos diversos enfoques para a abordagem do MEF em cursos de engenharia, identificando suas generalidades e as possibilidades que o INSANE oferece para facilitar o processo de aprendizagem. Discute-se, entao, sugestoes disponíveis na literatura para caracterizaçao de etapas para a soluçao de problemas do MEF. Apos uma breve revisao dos principais conceitos da metodologia de POO, discutem-se as principais vantagens da utilizaçao da linguagem java. Faz-se uma analise orientada a objetos buscando-se identificar as principais classes necessarias para exposiçao do nucleo numerico do sistema computacional ao usuario, de modo que o mesmo possa visualizar informaçoes referentes a resoluçao de modelos do MEF. Este trabalho documenta e destaca a importancia das fases de Analise, Projeto e Implementaçao Orientados a Objetos. Padroes de projeto de software reconhecidamente eficientes sao adotados na implementaçao desta aplicaçao. Visando separar o modelo de sua representaçao grafica, a implementaçao e baseada na metafora de programaçao denominada Model-View-Controller (MVC). Tal enfoque permite a apresentaçao grafica, interativa e didatica do processamento de modelos do MEF. O projeto orientado a objetos da implementaçao e, entao, apresentado com o auxílio de diagramas UML (Unified Modelling Language) apropriados. Os recursos disponibilizados na nova interfacesao apresentados atraves de exemplos e as possibilidades de enriquecimento do processo de aprendizagem sao, entao, ilustradas.
Abstract
This masters thesis refers to the expansion of INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment): a computational system for finite element method (FEM) structural analysis discrete models, in Java language and object oriented programming (OOP). The work consists in an interactive graphic application to assist the FEM teaching for structuralengineering. A study of the diverse approaches for FEM in engineering courses is presented, identifying its generalities and the possibilities that INSANE oers to facilitate learning process. It is argued, then, available suggestions in literature for characterization of stages for the solution of FEM problems. It is verified that the OOP is quite appropriated for the implementation and the use of language Java has great advantages. An object oriented analysis to identify the main necessary classes for exposition of the numerical nucleus of the computational system tothe user is done. This work documents and focuses on object-oriented Analysis, Project and Implementation. Admittedly ecient software design patterns are adopted in the implementation of the application. To separate the model from its representation, the implementation isbased on Model-View-Controller (MVC) programming metaphor. Such approach allows the graphical, interactive and didactic presentation of the processing of FEM models. The implementations object oriented project is shown with unified modelling language (UML). The resources of the new graphical interface are presented through examples and thepossibilities of enrichment of the learning process are shown.
Assunto
Engenharia de estruturas
Palavras-chave
Sistema gráfico, Análise estrutural, Método dos elementos finitos