Resumen Cuando un choque automotriz ocurre, la energía de impacto se transfiere a los pasajeros lo cual provoca lesiones graves y decesos. Con el objeto de analizar el efecto de las cargas dinámicas en el cuerpo humano, el uso de maniquíes de impacto está en incremento. Sin embargo, su costo es demasiado alto, así como su accesibilidad. Por lo tanto, el presente artículo propone el diseño y desarrollo de un modelo discreto que representa la cabeza y cuello de un maniquí para pruebas de impacto utilizando el software de elemento finito Abaqus. El modelo está conformado por cabeza, región cervical (cuello) incluyendo discos cervicales y discos intervertebrales. La evaluación del conjunto cabeza-cuello se llevó a cabo a través de una prueba de péndulo. Durante la evaluación de parámetros tales como la aceleración, la fuerza de velocidad y posición angular de la cabeza fueron obtenidos. Finalmente, los resultados de la viabilidad del modelo fueron validados mediante el fenómeno de latigazo.

Abstract When car crashes occur, the impact energy is transferred to passengers, provoking fatalities, and severe injuries. In this sense, the use of dummies to analyze the effect of dynamic loads on the human body is increasing. However, its cost is generally expensive and difficult to acquire. Thus, the current article proposes designing and developing a head-neck dummy using Abaqus finite element method software. The design of the dummy model is formed by the head, and neck which are formed by cervical and intervertebral plates. The assessment of the new head-neck model was carried out by a pendulum test. During the evaluation of parameters such as acceleration, velocity force, and angular position of the head were obtained. Finally, the results of the viability of the model were validated through the whiplash phenomenon.

resumo: Sob explosões de contato, as estruturas de concreto armado podem se comportar de forma frágil com danos altamente localizados, como crateras de concreto, “spalling” e ruptura de reforço. A fragmentação em alta velocidade resultante de “spalling” de concreto pode causar graves mortalidades e ferimentos. Por isso, é importante conter fragmentos de concreto e melhorar a resistência ao colapso da laje. Uma nova técnica de reabilitação é proposta neste artigo que impede completamente a fragmentação. Para mitigar os efeitos da explosão nas estruturas civis, um novo tipo de material concreto chamado Ultra-High-Performance-Concrete (UHPC) é agora amplamente estudado e aplicado. O material UHPC é conhecido por sua alta resistência à compressão e tração, grande capacidade de absorção de energia, bem como boa trabalhabilidade e resistência à abrasão em comparação com o concreto de resistência normal (NRC). Todos os trabalhos publicados experimentais recentes sobre o desempenho das lajes UHPC consideram o efeito de uma explosão longe ou muito perto, por outro lado, os testes de explosão de contato são relativamente limitados experimentalmente e quase impossíveis devido a restrições de segurança e dispendiosos em termos de preparação e medições. Assim, os modelos reais e precisos de elementos finitos são necessários para resolver essa lacuna e entender o comportamento real de explosão de contato das lajes NRC e UHPC. As análises numéricas permitem obter informações sobre os complexos mecanismos de falha que ocorrem na laje e não diretamente observáveis. Neste estudo, o método de hidrodinâmica de partículas suavizadas (SPH) e o método de elemento finito são utilizados para simular os testes de explosão de contato. Os resultados numéricos são comparados com as observações experimentais, e a viabilidade e a precisão do modelo numérico são validadas. O modelo numérico validado forneceu uma ferramenta útil para projetar soluções potenciais de adaptação de explosão que podem evitar danos e fragmentações de materiais locais em ambas as lajes NRC e UHPC submetidas à explosão de contato. Este estudo introduziu uma solução de proteção adequada e muito eficiente para ambas as lajes NRC e UHPC expostas à explosão de contato (1 kg de TNT) utilizando a interação composta gerada entre lajes e placas de aço ligados. As chapas de aço coladas de 2 mm e 1 mm em ambas as faces das lajes NRC e UHPC, respectivamente, obtiveram uma resistência superior à explosão de contato.

abstract: Under contact explosions, the reinforced concrete structures can behave in a brittle manner with highly localized damage like concrete cratering, spalling, and reinforcement rupturing. High-speed fragmentation resulting from concrete spall may cause severe casualties and injuries. It is therefore important to restrained concrete fragments and improve collapse resistance of the slab. A new retrofitting technique is proposed in this paper which completely prevents fragmentation. To mitigate blast effects on civil structures, a new kind of concrete material named Ultra-High-Performance-Concrete (UHPC) is now widely studied and applied. UHPC material is known for its high compressive and tensile strength, large energy absorption capacity as well as good workability and anti-abrasion ability compared to normal strength concrete(NRC). All of recent experimental published work concerning blast performance of UHPC slabs under far or near explosion effect, on the other side, the contact explosion tests are relatively limited experimentally and nearly impossible because of security restrictions and costly in terms of both preparation and measurements. So, the real and accurate finite element models are needed to address this gap and understanding the real contact-explosion behavior of both NRC and UHPC slabs. The numerical analyses allow gaining insight into the complex failure mechanisms occurring in the slab and not directly observable. In this study, coupled smoothed particle hydrodynamics (SPH) method and finite element method is utilized to simulate the contact blast tests. Numerical results are compared with the experimental observations, and the feasibility and accuracy of the numerical model are validated. The validated numerical model provided a useful tool for designing potential blast-retrofitting solutions which can prevent the local material damage and fragmentations in both NRC & UHPC slabs subjected to contact explosion. This study introduced adequate and very efficient protection solution for both NRC & UHPC slabs exposed to contact explosion (1 kg of TNT) by utilizing the composite action generated between slabs & bonded steel plates. The 2 mm and 1 mm bonded steel plates at both faces of the NRC and UHPC slabs respectively attained a superior resistance to contact explosion.

Abstract In this paper, the seismic response of steel frames with connections from I-beam to the minor axis of column is discussed. Experimental tests subjected to quasi-static demands in natural scale were carried out. The connections report a damage concentration governed by the local buckling of flanges, for which the distribution of stresses and the foundation of the normative criteria to improve their response are analyzed. The experimental results are compared considering a finite element model and detailed models of distributed plasticity in OpenSees. Additionally, the envelope curve was obtained to calibrate the inelastic prediction of specialized manuals of nonlinear analysis.

Resumen En este artículo se discute la respuesta sísmica de marcos de acero con conexiones de viga I al eje menor de la columna. Se realizaron pruebas experimentales sometidas a demandas cuasi-estáticas en escala natural. Las conexiones reportan una concentración de daño gobernada por el pandeo local de los patines, por lo que se analiza la distribución de esfuerzos y el fundamento de los criterios normativos para mejorar su respuesta. Los resultados experimentales se comparan considerando un modelo de elemento finito y modelos detallados de plasticidad distribuida en el programa OpenSees. Adicionalmente, se obtuvo la curva envolvente de las pruebas para calibrar los criterios normativos para la predicción inelástica en manuales especializados de análisis no lineal.

ABSTRACT In the present work, a numerical model is developed for sugarcane base cutting from experimental data obtained in five varieties of cane evaluated in the Physics and Resistance of Materials Laboratories of Ciego de Ávila University. The performance of the BONEM and BUSSOLA base-cutter blade was analyzed in relation to process parameters such as stresses, cutting force and cutting moment. It was shown that BUSSOLA cutter blade had a better performance than BONEM for each of the varieties tested. In the analysis of a model with average magnitudes of the physical-mechanical properties of the stems of the varieties examined, the behavior graphs of the cutting forces over time and the Force - Displacement graphs for both segments were obtained. The main results show that there are no representative differences in relation to the magnitude of the stresses generated in the stems of each of the sugarcane varieties when they are cut with the different cutter blades. In addition, it was shown that the magnitudes of cutting force and cutting moment generated with the use of BONEM cutter-blade are significantly higher than those generated with BUSSOLA cutter-blade.

RESUMEN En el presente trabajo se desarrolla un modelo numérico para el corte base de la caña de azúcar a partir de datos experimentales obtenidos en cinco variedades de caña evaluadas en los laboratorios de Física y Resistencia de Materiales de la Universidad de Ciego de Ávila. Se analizó el desempeño de los segmentos de corte base BONEM y BUSSOLA con relación a parámetros del proceso como las tensiones, la fuerza de corte y el momento de corte. Se demostró que los segmentos de corte BUSSOLA poseen un mejor desempeño que los segmentos BONEM para cada una de las variedades ensayadas. En el análisis de un modelo con magnitudes promedios de las propiedades físico-mecánicas de los tallos de las variedades examinadas se obtuvieron los gráficos del comportamiento de las fuerzas cortantes en el tiempo y los gráficos de Fuerza - Desplazamiento para ambos segmentos. Los principales resultados muestran que no existen diferencias representativas con relación a la magnitud de las tensiones generadas en los tallos de cada una de las variedades de caña de azúcar cuando se cortan estas con los diferentes segmentos de corte y las magnitudes de fuerza de corte y momento de corte generadas con el empleo de los segmentos BONEM son significativamente superiores a las que se generan con los segmentos BUSSOLA

RESUMEN El modelado numérico es una herramienta poderosa para determinar la relación esfuerzo-deformación de las estructuras. Sin embargo, para una aplicación confiable, los modelos físicos y matemáticos deben ser calibrados y validados. Este artículo presenta una mirada a la calibración numérica empleando el método de elementos finitos y ensayos físicos de placa de carga en un terraplén. Se realiza además un análisis de los modelos constitutivos empleados en suelos y se selecciona el modelo constitutivo elástico-plástico de Mohr-Coulomb por ser el que mejor se acomoda a este estudio. Se utilizan los resultados de tres áreas de prueba dentro de un proyecto de refinería que el gobierno cubano llevó a cabo en la provincia de Cienfuegos. El modelo numérico empleado en este estudio se calibró empleando la teoría de errores y la prueba de hipótesis no paramétrica U de Mann-Whitney. Desde un punto de vista práctico, este estudio brinda dos procedimientos para calibrar un modelo numérico con resultados experimentales.

ABSTRACT Numerical modeling is a powerful tool to determine the stress-strain relationships of structures. However, for a reliable application, physical and mathematical models must be calibrated and validated. This paper presents an overview of numerical calibration through the finite element method and plate-load tests in an embankment. Additionally, an analysis of the constitutive models used in soils is performed, and the elastic-plastic constitutive model of Mohr-Coulomb was selected since it is the best suited for this study. The results from three test areas within a refinery project that the Cuban government undertook in the province of Cienfuegos are used. The numerical model used in this study was calibrated by means of the error theory and the non-parametric hypothesis tests from Mann-Whitney U. From the practical point of view, this study gives two procedures to calibrate the numerical model with experimental results.

Resumen En este trabajo se presenta un análisis numérico del acoplamiento entre una catarina motriz y una cadena con elementos de plástico en la transmisión de potencia. El estudio se realiza mediante análisis numérico con software de elementos finitos. El sistema considera los modelos reológicos para la caracterización del material plástico de la cadena. Con base al presente estudio se confirmó la utilidad del modelo de Marlow para casos de cadenas con elementos plásticos. Los resultados muestran las zonas de mayor concentración de esfuerzo debido al contacto entre elementos para la transmisión de potencia y definir la variación de la fuerza de contacto en función de la rotación de la catarina motriz.

Abstract In this work a numerical analysis of the coupling between a motor sprocket and a chain with plastic elements in the power transmission is presented. The study is carried out through numerical analysis with finite element software. The system considers the rheological models for the characterization of the plastic material of the chain. Based on the present study, the usefulness of the Marlow model for cases of chains with plastic elements was confirmed. The results show the areas of greatest stress concentration due to the contact between elements for the transmission of power and define the variation of the contact force as a function of the rotation of the sprocket.

RESUMO As ligações de viga – pilar em estruturas de aço são projetadas tradicionalmente supondo seu comportamento idealmente flexível ou totalmente rígido, o que simplifica os processos de análise e de projeto estrutural. No entanto, esses dois casos são extremos, porque a maioria das conexões usadas no campo prático transmitem algum momento parcial. Resultados experimentais obtidos para conexões de viga – pilar mostram que a relação entre a rotação e o momento é não linear e varia dependendo da flexibilidade das mesmas. Nesse contexto, um modelo constitutivo unidimensional de ligação fundamentado na Mecânica do Dano Contínuo é proposto, o qual leva em conta a redução progressiva da rigidez rotacional. Um código computacional é desenvolvido para a análise estática de pórticos planos com comportamento não linear geométrico e com ligação semirrígida. A variável dano é calculada em função de três parâmetros – rigidez rotacional inicial, deformação rotacional e módulo de dano -, sendo esses obtidos da curva momento – rotação da ligação. Com o objetivo de verificar a formulação proposta, esse modelo é aplicado em dois problemas numéricos - uma viga em balanço e um pórtico com dois andares. As estruturas são discretizadas com a formulação Corrotacional do Método dos Elementos Finitos, considerando a teoria de Euler-Bernoulli para a flexão de viga. A ligação é simulada por um elemento finito de comprimento nulo, cuja matriz de rigidez elementar considera as rigidezes axial, translacional e rotacional. O sistema de equações não lineares, que descreve o problema estrutural, é solucionado por um procedimento incremental-iterativo de dois passos com convergência cúbica. Os resultados numéricos com o programa Scilab mostram a boa concordância entre as trajetórias de equilíbrio obtidas com o modelo proposto e aquelas encontradas na literatura.

ABSTRACT Beam-to-column connections in steel structures are traditionally designed with the assumption of ideally flexible or fully rigid behavior, which simplifies the analysis and structural design processes. However, these two cases are extreme, as most connections used in practical field transmit some partial moment. Experimental results obtained for beam-column connections show that the moment-rotation relation is non-linear and varies depending on connection flexibility. In this context, a connection one-dimensional constitutive model based on Continuous Damage Mechanics is proposed, which takes into account the progressive reduction of rotational stiffness. A computational code is developed for the static analysis of plane frames with geometric nonlinear behavior and semi-rigid connection. The damage variable is calculated as a function of three parameters – initial rotational stiffness, rotational deformation and damage modulus -, being these obtained from the moment – rotation curve of the connection. In order to verify the proposed formulation, this model is applied to two numerical problems – a cantilever beam and a two-story frame. The structures are discretized with the Co-rotational formulation of the Finite Element Method, considering the Euler-Bernoulli theory for beam bending. The connection is simulated by a null-length finite element, whose elementary stiffness matrix considers the axial, translational and rotational stiffnesses. The system of nonlinear equations, which describes the structural problem, is solved by a two-step iterative-incremental procedure with cubic convergence. The numerical results with the Scilab program show the good agreement of the equilibrium paths of the structures obtained with the proposed model and those found in the literature.

resumo: O presente artigo apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta para a análise não-linear de estruturas de concreto armado, sujeitas a carregamentos monotônicos, utilizando o elemento finito de cascas finas e planas, o qual, é discretizado, ao longo da sua espessura, em lamelas de concreto e camadas de aço. É utilizado o método de Newton-Raphson, adotando, na consideração da não-linearidade física, a rigidez secante do material, baseada no modelo do campo de compressão modificado, no lugar da abordagem via rigidez tangente. A formulação original do elemento foi expandida para considerar também a não-linearidade geométrica, através de uma formulação Lagrangiana total. A validação da ferramenta é via comparação com resultados experimentais da literatura, para diversas estruturas, onde pode ser observada boa aderência além de adequado custo computacional.

abstract: This paper presents the development of a nonlinear finite element analysis program for reinforced concrete structures, subject to monotonic loading, using thin flat shell finite elements. The element thickness is discretized in concrete and steel layers. It is adopted the Newton-Raphson method, considering a secant stiffness approach for the Material Nonlinear Analysis, based on the Modified Compression Field Model (MCFT), unlike the usual tangent stiffness approach. The original formulation was expanded to also consider the Geometric Nonlinear Analysis, through a Total Lagrangian Formulation. The program was validated through comparison with experimental results, for different structures. It was observed good agreement, besides adequate computational cost.

Resumo Objetivos: Este estudo com análise de elementos finitos (EF) 3D não lineares avaliou a influência do número de implantes, da inclinação de implantes distais e do uso de pilares angulados sobre as tensões em osso peri-implantar cortical (CB), parafuso do pilar protético (AB) e parafuso protético (PS) em próteses totais fixas implantossuportadas (IFCD). Métodos: Modelos de EF-3D não lineares de IFCD mandibulares foram criados com cinco, quatro e três implantes paralelos entre si (5R, 4R, 3R) e com o implante distal inclinado (5I, 4I, 3I). Adicionalmente, no modelo 5I foi testado o uso de pilares angulados, compensando a angulação do implante. Uma força axial de 100 N foi aplicada sobre o primeiro molar (extremo livre) para avaliar as tensões em pontos selecionados (CB, AS, PS). Resultados: O implante adjacente à carga mostrou maiores tensões em CB, AS e PS. O modelo com três implantes apresentou maiores tensões que com quatro ou cinco. Quanto ao AS, o pico tensional aumentou 40% de cinco para quatro implantes e 100% de cinco para três implantes. A inclinação distal do implante posterior aumentou as tensões em CB. Quanto ao PS, o pico tensional aumentou 150% do modelo 5R para o 5I e 100% do modelo 4R para o 4I. O pilar angulado diminuiu as tensões em CB e AS, mas aumentou em PS. Conclusões: Os resultados sugerem que as tensões em CB, AS e PS aumentam quando há inclinação do implante distal e diminuição do número de implantes. O uso de pilares angulados diminui as tensões em CB e AS, mas aumentou as tensões em PS.

Abstract Objectives: This nonlinear three-dimensional finite element analysis (FEA) study evaluated the effect of the number of implants, distal implant inclination, and use of angled abutments on stress magnitude and distribution in cortical bone (CB), abutment screw (AS), and prosthetic screw (PS) of implant-supported fixed complete dentures. Methods: Nonlinear 3D FEA models of mandibular fixed complete dentures were created with five, four, or three parallel straight implants (5S, 4S, 3S) and with tilted distal implants (5T, 4T, 3T). In addition, the 5T model was tested using angled abutments over the tilted distal implants to re-align the implant inclination. A 100-N axial load was applied over the first molar region (cantilever) to analyze the von Mises stresses in selected points (CB, AS, and PS). Results: The implant adjacent to the load showed the highest stresses in CB, AS, and PS. The model with three implants showed higher stresses than the ones with four and five implants. Peak stresses in the AS increased 40% from five to four implants and 100% from five to three implants. Tilting the distal implants increased stresses in CB. Peak stress in the PS increased 150% from 5S to 5T models and 100% from 4S to 4T models. Angled abutments generated lower stresses on CB and AS but higher stresses on PS. Conclusions: The results suggest that stresses in the cortical bone, abutment screw, and prosthetic screw increase when tilting the posterior implants and reducing the number of implants. The use of angled abutments decreased stresses at the bone-implant interface and in abutment screws but increased stresses on prosthetic screws.

Resumen Se analizan los resultados de la respuesta dinámica de un tanque cilíndrico de acero, ubicado en la zona sur-oriental de Cuba; sometido a excitación sísmica horizontal, a partir del desarrollo de diferentes modelos de cálculo; tomando como referencia el código de diseño API 650 del 2013 y los parámetros que caracterizan el peligro sísmico de la República de Cuba, establecidos en la NC 46:2017. En la investigación se desarrollan dos modelos matemáticos de cálculo; uno simplificado basado en el sistema mecánico equivalente descrito por Housner en 1963 y otro complejo, el cual integra la técnica de los elementos finitos y el método del análisis modal espectral, con la ayuda del software profesional SAP2000, v.22.0 Al analizar los resultados se concluye que, (1) los valores de períodos en tanques son elevados debido a las oscilaciones del fluido almacenado, (2) existe concordancia entre el método analítico, especificado en API. 650, y los modelos computacionales basados en elementos finitos, (3) el modelo desarrollado a partir de elementos finitos, corrobora la existencia de deformaciones en la parte baja de las paredes del tanque, conocidas como “pata de elefante” y “punta de diamante”, así como, pandeo en la parte superior de la pared lateral del tanque, causado por el efecto del oleaje y (4) de acuerdo con las relaciones de aspecto tenidas en cuenta (H/R), en las cuales el radio es constante, el período del modo convectivo disminuye su valor, en la medida que disminuye dicha relación de aspecto; tornándose el modo impulsivo menos dominante.

Abstract The dynamic response results of a vertical cylindrical steel tank located in the south-eastern zone of the Republic of Cuba are analyzed. The tank was subjected to horizontal seismic excitation from the development of different calculation models, taking as reference the API 650 design code of 2013 and the parameters that characterize the seismic hazard of the Republic of Cuba established in the design code NC 46: 2017. In the investigation, two mathematical calculation models were implemented: a simplified one based on the equivalent mechanical system described by Housner in 1963 and a complex model, which integrates the finite element technique and the spectral modal analysis method with the help of the professional software SAP2000, v.22.0. When analyzing the research results, it was concluded that (1) the values of periods in tanks are high due to the fluctuations of the stored fluid; (2) there is an agreement between the analytical method specified in API. 650 and computational models based on finite elements; (3) the model developed from finite elements corroborates the existence of deformations in the lower part of the tank walls, which is known as "elephant foot" and "diamond point", as well as buckling in the upper part of the sidewall of the tank caused by the effect of the waves; and (4) according to the aspect ratios considered (H/R), in which the radius tank is constant, the value of the convective period decreases as said aspect ratio decreases; becoming the less dominant impulsive mode.

Resumo Os resultados da resposta dinâmica de um tanque cilíndrico de aço, localizado na região sudeste de Cuba, submetido à excitação sísmica horizontal, são analisados a partir do desenvolvimento de diferentes modelos de cálculo, tomando como referência o código de projeto API 650 de 2013 e os parâmetros que caracterizam o risco sísmico da República de Cuba, estabelecidos na NC 46:2017. Na pesquisa, são desenvolvidos dois modelos matemáticos de cálculo; um simplificado baseado no sistema mecânico equivalente descrito por Housner em 1963 e outro complexo, que integra a técnica de elementos finitos e o método de análise modal espectral, com a ajuda do software profissional SAP2000, v.22.0 Ao analisar os resultados concluise que, (1) os valores dos períodos nos tanques são altos devido às oscilações do fluido armazenado, (2) há concordância entre o método analítico, especificado no API. 650, e os modelos computacionais baseados em elementos finitos, (3) o modelo desenvolvido a partir de elementos finitos, corroboram a existência de deformações na parte inferior das paredes do tanque, conhecidas como "pé de elefante" e "ponta de diamante", bem como a existência de deformações na parte inferior das paredes do tanque, encurvamento na parte superior da parede lateral do tanque, causado pelo efeito de onda e (4) de acordo com as proporções de aspecto consideradas (H/R), nas quais o raio é constante, o período do modo convectivo diminui de valor à medida que a proporção de aspecto diminui; e o modo impulsivo se torna menos dominante.

resumo: Nos últimos anos, a engenharia tem aumentado significativamente o uso da modelagem numérica, principalmente aplicada em estudos de soluções e análise do comportamento da interação solo - estrutura e elemento de fundação. Nesse sentido, este trabalho analisa o comportamento de fundações de blocos constituídos por uma, duas, três e quatro estacas com 25 cm de diâmetro (d) e 5 m de comprimento (L) e com espaçamentos não usuais entre as estacas, igual a 5d em um modelo numérico de elemento finito tridimensional (MEF-3D). Os resultados das análises numéricas demonstraram uma contribuição média de 36% devido ao contato bloco-solo em relação à capacidade total do sistema. A geometria do bloco influencia a resposta em termos de capacidade de carga e rigidez do elemento de fundação. Estes resultados demonstram uma oportunidade de reavaliar os requisitos tradicionais de cálculo, com o objetivo de racionalizar o dimensionamento das fundações, melhorando assim a segurança do sistema estrutural.

abstract: In recent years, engineering has significantly increased the use of numerical modeling, mainly applied in studies of solutions and analysis of the behavior of the soil - structure and foundation element interaction. In this sense, this paper analyzes the behavior of blocks foundations made up of one, two, three and four piles with 25 cm in diameter (d) and 5 m in length (L) and with unusual spacing between the piles, equal to 5d in a three-dimensional finite element numerical model (MEF-3D). The results of the numerical analyzes demonstrated an average contribution of 36% due to the block-to-ground contact in relation to the total capacity of the system. The geometry of the block influences the response in terms of load capacity and stiffness of the foundation element. These results demonstrate an opportunity to reevaluate traditional calculation requirements, with the aim of rationalizing the design of foundations, thus improving the safety of the structural system.

resumo Neste artigo estuda-se o efeito do hiperestático de protensão em vigas curvas, por meio do método das cargas nodais equivalentes. É realizado um estudo de caso, aplicando-se o método das cargas nodais equivalentes em uma viga curva protendida de dois vãos, utilizando-se como modelo estrutural um elemento finito curvo, analisando-se o efeito do hiperestático de protensão para cada caso e comparando-o com o seu equivalente em viga reta. Constatou-se analiticamente que os parâmetros de rigidez E I e G J influenciam na obtenção do hiperestático de protensão. Os resultados demonstram que o ângulo de abertura da viga reduz o efeito do hiperestático de protensão e que, quanto maior esse ângulo, maior é a redução que ocorre em seu hiperestático de protensão em comparação ao seu equivalente em viga reta.

abstract This paper analysis the effect of the secondary moment on curved beams using the equivalent nodal loads method. A case study was carried out applying the equivalent nodal loads method to a two-span prestressed curved beam, using a curved finite element as the structural model, analyzing the effect of the secondary moment for each case and comparing it with its equivalent in straight beam. It was found that the stiffness parameters E I and G J influence the secondary moment. The results demonstrates that the beam opening angle reduces the effect of secondary moment, and that the greater the angle, the greater is the reduction that occurs in its secondary moment compared to its equivalent straight beam.

Abstract Total Hip Arthroplasty (THA) is one of the surgical procedures carried out satisfactorily in procedures for osteoarthritis and trauma lesions. ATC surgery reduces pain and improves the quality of life of young patients. Therefore, it is of great importance to improve the properties of hip implants, since current implants do not match their lifespan with the life expectancy of a young patient. This is because the solid prostheses that currently exist have a higher Young's modulus, and therefore are too rigid compared to the bone tissue. On the other hand, the cyclic and continuous loads to which the hip joint is subjected in daily activities, can cause loosening and consequent implant loss The present work proposes an implant manufactured with a porous lattice structure, which aims to reduce stiffness, allow bone growth and a more effective mechanical load transfer. Three computational models subjected to static charges were evaluated and compared: 1) healthy femur, 2) implanted femur with a commercial prosthesis, and 3) implanted femur with a prosthesis with lattice structure. For the computational analysis it was decided to perform a static analysis of a person standing on the left foot; a load equivalent to the body weight was applied on the head of the femur, balancing the reaction forces in the system of forces (contact force, body weight, and abductor muscle).. The results were shown in terms of displacement, compression and deformation. The model implanted with a prosthesis with a lattice design presented a slight decrease in displacement, and a decrease in compression and deformation values, which indicated that the proposed design has a better distribution and transport of the loads through its structure.

Resumen La artroplastia total de cadera (ATC) es uno de los tratamientos quirúrgicos llevados a cabo de manera satisfactoria en procedimientos para la osteoartritis y lesiones de trauma. La ATC reduce el dolor y mejora la calidad de vida de los pacientes. Por lo tanto, es de gran importancia mejorar las propiedades de los implantes de cadera, ya que los implantes actuales tienen un tiempo de vida útil y deben cumplir con las expectativas de rehabilitación para los pacientes. Esto se debe a que las prótesis sólidas que existen actualmente tienen un módulo de Young más elevado, y por lo tanto son demasiado rígidas a comparación del tejido óseo. Por otro lado, las cargas cíclicas y continuas a las que se ve sometida la articulación de la cadera en actividades diarias, pueden ser causa del aflojamiento y consecuente pérdida del implante. El presente trabajo propone un implante fabricado con una estructura porosa tipo látice, el cual tiene como objetivos reducir la rigidez, permitir crecimiento óseo y una transferencia de cargas mecánicas más efectiva. Se evaluaron y compararon tres modelos computacionales sometidos a cargas estáticas: 1) fémur sano, 2) fémur implantado con una prótesis comercial, y 3) fémur implantado con una prótesis con estructura látice. Para el modelo computacional se optó por hacer un análisis estático de una persona parada sobre el pie izquierdo; donde se aplicó una carga equivalente del peso corporal sobre la cabeza del fémur, equilibrando las fuerzas de reacción en el sistema de fuerzas (fuerza de contacto, peso corporal, y músculo abductor). Los resultados fueron mostrados en términos de desplazamiento, compresión y deformación. El modelo implantado con una prótesis con un diseño tipo látice presentó una ligera disminución de desplazamiento, y disminución en los valores de compresión y deformación, lo que indicó que el diseño propuesto posee una mejor distribución y transporte de las cargas a través de su estructura.

Resumen En este trabajo se presenta la segunda versión del programa de cómputo DRENAS (drenaje agrícola subterráneo), el cual incluye tres soluciones analíticas y una solución de elemento finito tipo Galerkin de la ecuación diferencial del drenaje agrícola en su forma unidimensional; puede ejecutarse bajo sistemas operativos Windows de 32 bits y 64 bits. Los modelos analíticos y numéricos incluidos en la versión 1.0 del programa se reprogramaron en Visual Basic 2017, realizando modificaciones para mejorar sus capacidades de cálculo, registro de datos y visualización de resultados. El modelo numérico se amplió para resolver la ecuación de Boussinesq no lineal con coeficientes variables, incluyendo el término de recarga vertical, y para manejar las opciones de usar en la frontera de los drenes condiciones tipo Dirichlet, radiación lineal o radiación fractal. Los resultados proporcionados por el módulo de la solución numérica del programa fueron validados satisfactoriamente haciendo uso de una solución analítica y un experimento de drenaje.

Abstract The second version of the computer program DRENAS (subsurface agricultural drainage) is presented, which includes four analytical solutions and a finite element solution Galerkin type of the differential equation of agricultural drainage in its one-dimensional form and can be run under Windows systems of 32-bit or 64-bit. The analytical and numerical models included in version 1.0 of the program were migrated from Visual Basic 2005 to Visual Basic 2017 and modified to expand and improve their calculation, data recording and results visualization capabilities. The numerical model can now solve the non-linear Boussinesq equation with variable coefficients including the vertical recharge term and allows use at the boundary of the drains, Dirichlet condition, linear radiation or fractal radiation. The results provided by the module of the numerical solution of the program were validated using an analytical solution and a drainage test.

Resumen El método de compactación dinámica, muy poco difundido en Argentina, no ha sido utilizado en la ciudad de Córdoba hasta esta ocasión. Su aplicación en la “Planta de Tratamiento de Líquidos Cloacales Bajo Grande” ha constituido un gran logro técnico y ecónomico. Este artículo sintetiza estudios geotécnicos previos al mejoramiento, caracteriza la compactación dinámica a partir del perfil de suelos existente y requisitos de obras de gran impronta como sedimentadores y tanques de aireación. Se mencionan aspectos de control de obra durante su ejecución, datos de estudios de suelos posteriores al mejoramiento, parámetros del modelo matemático empleado para efectuar la prognosis de asientos de acuerdo al perfil de suelos evaluado y mediciones de validación de asientos con los sedimentadores en funcionamiento. La compactación se llevó a cabo dejando caer una masa de 10000 kg en caída libre a 15 m de altura desde una grúa, sobre puntos distanciados aproximadamente a 2.8 m entre sí. Se ejecutaron dos fases de varias caídas permitiendo un aumento de la densidad relativa del suelo original hasta un máximo de 70%, reduciendo los asentamientos verticales 10%, disminuyendo la distorsión angular a la mitad, duplicando la capacidad portante y alcanzando una profundidad máxima de mejoramiento próxima a 6 m. Luego se realizó por requisito de proyecto una fase de nivelación de terreno con compactación mecánica. Pudo concluirse que la fundación de la obra con plateas de hormigón armado sobre el suelo mejorado, presentó una factibilidad técnica-económica muy superior respecto a la alternativa de una fundación profunda con pilotes, lo que justificó la ejecución de la compactación dinámica en esta obra.

Abstract The dynamic compaction method, very little spread in Argentina, has not been used in the city of Córdoba until this occasion. Its application in the “Bajo Grande Sewage Liquid Treatment Plant” has been a great technical and economic achievement. This article synthesizes geotechnical studies before the improvement, characterizes the dynamic compaction from the existing soil profile, and requirements of major works such as settlers and aeration tanks. Aspects of work control during its execution, data from soil studies after improvement, parameters of the mathematical model used to carry out the prognosis of seats according to the evaluated soil profile and measurements of validation of seats with the sedimentation tanks in operation are mentioned. Compaction was carried out by dropping a 10000 kg mass in free fall at a height of 15m from a crane, on points approximately 2.8 m apart. Two phases of several falls were executed allowing an increase in the relative density of the original soil to a maximum of 70%, reducing vertical settlements by 10%, decreasing angular distortion in half, doubling the bearing capacity, and reaching a maximum depth improvement near 6m. Then a ground leveling phase with mechanical compaction was carried out by project requirement. It could be concluded that the foundation of the construction with reinforced concrete stalls on the improved soil, presented a very superior technical-economic feasibility with respect to the alternative of a deep foundation with piles, which justified the execution of dynamic compaction in this work.

Resumo O método de compactação dinâmica, muito pouco difundido na Argentina, não tem sido utilizado na cidade de Córdoba até esta ocasião. Sua aplicação na “Usina de Tratamento de Líquidos Cloacais Bajo Grande” tem constituído um grande sucesso técnico e econômico. Este artigo sintetiza estudos geotécnicos prévios ao melhoramento, caracteriza a compactação dinâmica a partir do perfil de solos existente e requisitos de obras de grande impronta como separadores e tanques de arejamento. Mencionam-se aspectos de controle de obra durante sua execução, dados de estudos de solos posteriores ao melhoramento, parâmetros do modelo matemático empregado para efetuar a prognose de assentos de acordo com o perfil de solos avaliado e medições de validação de assentos com os separadores em funcionamento. A compactação levou-se a cabo deixando cair uma massa de 10000 kg em queda livre a 15 m de altura desde um guindaste, sobre pontos distanciados aproximadamente a 2.8 m entre si. Executaram-se duas fases de várias quedas permitindo um aumento da densidade relativa do solo original até um máximo de 70%, reduzindo os assentamentos verticais 10%, diminuendo a distorção angular à metade, duplicando a capacidade de suporte e alcançando uma profundidade máxima de melhoramento próxima a 6 m. Depois realizou-se por requisito de projeto uma fase de nivelação de terreno com compactação mecânica. Pôde concluir-se que a fundação da obra com plateias de concreto armado sobre o solo melhorado, apresentou uma factibilidade técnica-econômica muito superior com respeito à alternativa de uma fundação profunda com pilares, o que justificou a execução da compactação dinâmica nesta obra.