Dissertação

Previsão do Comportamento Mecânico e Otimização de Placas em Material Compósito Híbrido EVALUATED

Desde 1996, a Força Aérea Portuguesa tem feito grandes investimentos no projeto designado por Programa de Investigação e Tecnologia em Veículos Aéreos Não-Tripulados (PITVANT). Após o sucesso na construção de alguns protótipos, avalia-se agora a utilização destas aeronaves em diversas funções operacionais. Através da hibridização de compósitos de fibra de carbono, com a adição de fibras de vidro, é possível criar novos materiais compósitos leves, que são simultaneamente mais dúcteis, mais resistentes a impactos e têm um menor custo associado, podendo ter diversas aplicações em componentes estruturais dos VANT. Foram realizados um estudo computacional e um experimental a fim de determinar as deformações de provetes, em material compósito híbrido laminado, quando submetidos a diferentes esforços de flexão-torção. Os provetes foram produzidos com diferentes esquemas de laminação utilizando hand lay-up, com reforços de fibra de carbono e de fibra de vidro em uma matriz epoxídica. As propriedades elásticas das lâminas foram calculadas através um método numérico baseado na teoria de homogeneização (PREMAT). As simulações computacionais dos testes experimentais foram realizadas no ANSYS Workbench. Os resultados dessas simulações foram analisados e comparados com os resultados experimentais. A otimização dos provetes foi realizada utilizando o GLODS, um método de otimização global uni-objetivo que usa uma estratégia multistart eficaz. A função objetivo foi a minimização do valor máximo de deslocamento, que foi obtida por meio de uma interação em ciclo entre modelos GLODS e ANSYS APDL. Por fim, são obtidas duas sequências de laminado otimizadas para o provete estudado nos diferentes ensaios experimentais.
Compósitos híbridos, fibras de carbono e vidro, propriedades elásticas, método dos elementos finitos, otimização.

Junho 27, 2016, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Virgínia Isabel Monteiro Nabais Infante

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

José Firmino Aguilar Madeira

IDMEC, Instituto Superior Técnico

ORIENTADOR

Filipa Andreia De Matos Moleiro

IDMEC/IST