Dissertação

Análise do Comportamento Monotónico e Cíclico do Grafeno EVALUATED

O grafeno é um material alotrópico do carbono que tem despertado grande interesse por parte da comunidade científica, dadas as suas excelentes propriedades mecânicas e elétricas. O objetivo deste trabalho é efetuar uma caraterização das propriedades mecânicas do grafeno e analisar o seu comportamento cíclico. Com esse intuito, desenvolve-se em elementos finitos, e com recurso ao potencial de Morse modificado, um modelo representativo de uma estrutura de grafeno, utilizando elementos do tipo viga/barra. Em seguida, obtêm-se as propriedades elásticas e as propriedades resistentes do grafeno, utilizando elementos com comportamento elástico e elastoplástico, respetivamente. Os resultados obtidos são discutidos e validados com os existentes na literatura, que utilizam não só o método dos elementos finitos, mas também a density functional theory e a molecular dynamic simulations. Além disso, um estudo de convergência das propriedades elásticas é efetuado para folhas de grafeno com dimensões distintas. Posteriormente, realizam-se ensaios cíclicos à estrutura de grafeno e obtém-se a densidade de energia plástica dissipada em cada ensaio. Os resultados são analisados e conclui-se que o modelo de elementos finitos permite simular corretamente o comportamento mecânico do grafeno.
Elementos Finitos, Grafeno, Propriedades Mecânicas, Análise Cíclica, Energia Dissipada

Abril 26, 2017, 15:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Nuno Miguel Rosa Pereira Silvestre

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado