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Comportamento de estruturas compósitas usando uma abordagem multicamada

Author(s): Venâncio, Marco André dos Santos

Date: 2017

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.21/7074

Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa

Subject(s): Método dos elementos finitos; Finite element method; Teoria Layerwise; Layerwise theory; Estruturas Sandwich; Sandwich structures; Compósitos laminados; Laminated composites


Description

A utilização dos materiais compósitos, está cada vez mais difundida pelas várias áreas da engenharia. Esta crescente importância, leva à necessidade do estudo aprofundado destas estruturas. Um dos vários métodos desenvolvidos para o estudo do comportamento destes materiais, baseia-se numa abordagem multicamada. Com o intuito de estudar o comportamento estático e dinâmico, de diferentes estruturas constituídas por estes materiais, foram implementados dois modelos nas aplicações de computação simbólica e numérica, Maple®e MatLab®. Os códigos implementados, permitem análises estáticas,análises de vibrações livres, e ainda a aplicação de critérios de falha nomeadamente, o critério de Hashin, Tsai-Hill e Tensão Máxima. A validação das implementações destes modelos, foi realizada recorrendo-se a soluções analíticas e numéricas. Foram realizados a nível estático, e das vibrações livres, diferentes estudos da influência de diferentes parâmetros no comportamento da estrutura. Os códigos implementados, permitem assim obter um campo de tensões e de deformações ao longo da espessura, usando uma abordagem mais precisa comparativamente a metodologias de camada equivalente.

Abstract: The use of composite materials, is increasingly widespread in the various areas of engineering. This growing importance, leads to the need for further study of these structures. One of the numerous methods developed to study the behavior of these materials is based on a multilayer approach. In order to study the static and dynamic behavior of different structures comprised of these materials, two models have been implemented in symbolic and numerical computation applications Maple®and MatLab®. The implemented code, allows carrying out static analysis, free vibration analysis and also the application of failure criteria, namely Hashin, Tsai-Hill and Maximum Stress criteria. The validation of these models were performed making use of analytical and numerical solutions. Different static and free vibrations studies were performed to analysethe influence of different parameters on the behavior of the structure. The implemented codes allow stress and strain field along the thickness, using a more precise approach when compared to other equivalent single layer methodologies.

Trabalho final de mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Document Type Master thesis
Language Portuguese
Contributor(s) Venâncio, Marco André dos Santos
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