Dissertação

Desenvolvimento, caracterização e modelação de novos conceitos no projecto de honeycombs usados em painéis compósitos APPROVED

O presente trabalho tem como objetivo avaliar as propriedades à flexão de estruturas honeycomb com novas configurações e orientações no plano, produzidas por processos de manufatura aditiva e subtrativa. Com efeito, analisaram-se estruturas com configurações hexagonal regular (Hr), Lotus (Lt) e hexagonal com Plateau borders (Pt), com orientações 0º, 45º e 90º. Por forma a avaliar as propriedades destes honeycombs realizaram-se ensaios de flexão a 3 pontos às estruturas, quer experimentalmente quer através de modelação numérica. Na modelação numérica utilizou-se o método dos elementos finitos, com honeycombs de duas ligas de alumínio e ácido poliláctico (PLA). As estruturas produzidas em alumínio foram obtidas pela tecnologia Selective Laser Melting (SLM) e por maquinagem, enquanto que as de PLA foram produzidas por Fused Deposition Modeling (FDM). A partir da análise à distribuição de tensões e aos gráficos força-deslocamento, foi possível determinar a resistência mecânica, rigidez e energia absorvida pelas estruturas. Os modos de falha foram também analisados para os honeycombs de PLA, tanto numericamente como experimentalmente. Em geral, foi observada uma forte correlação entre os resultados numéricos e experimentais. Os resultados mostram que a rigidez e energia absorvida evoluem de forma crescente pela ordem, Hr, Pt, Lt, e com a orientação através da sequência, 45º, 90º, 0º. Desta forma, estruturas Lt com orientação 0º constituem alternativas aos honeycombs tradicionais, utilizados nos painéis compósitos em sanduíche para aplicações aeroespaciais, onde o baixo peso, elevada rigidez e excelente capacidade para absorver energia são fundamentais.
Honeycomb, Propriedades mecânicas, Análise de elementos finitos, Selective Laser Melting, Fused Deposition Modeling
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Orientação

ORIENTADOR

Maria de Fátima Reis Vaz

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

Augusto Manuel Moura Moita de Deus

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar