Dissertação

Design Optimization of Variable Stiffness Bi-Stable Composites using Curvilinear Fibers EVALUATED

A possibilidade de explorar as propriedades de rigidez direccionais dos materiais compósitos oferece novas oportunidades de design que podem conduzir a um aumento da performance de laminados biestáveis para aplicações mórficas. Nesta tese procura-se analisar os deslocamentos fora do plano de estruturas biestáveis de rigidez variável para que o desempenho destas possa ser maximizado. Esta análise tem importância prática porque permite identificar a deflexão máxima entre estados que uma dada estrutura biestável pode suportar e, assim, perceber se esta é adequada para uma determinada aplicação. A principal novidade do trabalho desenvolvido nesta tese é o desenvolvimento de uma ferramenta para o projecto de laminados biestáveis que tenha em conta os seus dois estados. Para isso considera-se o uso de um algoritmo genético implementado em ModelCenter juntamente com o programa de elementos finitos Abaqus e o Matlab. Foram discutidas duas metodologias de design de laminados com fibras de orientação variável. Uma abordagem que combina as duas metodologias e que assegura a continuidade das fibras ao longo da estrutura foi adoptada. Por fim, foram analisadas duas estruturas com geometrias diferentes (rectangular e trapezoidal) usando duas abordagens distintas. As análises das estruturas óptimas obtidas incluem prever os seus dois estados estáveis bem como as suas características de estabilidade.
Laminados biestáveis, Compósitos rigidez variável, Optimização

Dezembro 11, 2014, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Afzal Suleman

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado