Development of methods for material properties identification in composite structures EVALUATED

Detalhes: Esta tese de mestrado propõe um método não destrutivo para a identificação de propriedades de materiais compósitos utilizando softwares comerciais, nomeadamente ANSYS® e MATLAB®. O método proposto tira partido das capacidades de simulação do ANSYS®, usando ANSYS® Parametric Design Languague (APDL), para a realização de análises modais e extrair frequências naturais dos espécimes. O ANSYS® e o MATLAB® são integrados para resolverem os vários problemas de otimização. Os problemas de otimização propostos têm como variáveis de design as constantes elásticas do material e usam algoritmos de otimização meta heurísticos inspirados na Natureza. Estes avaliam uma função objetivo, cujo intuito é relacionar frequências naturais experimentais, extraídas de alguns estudos realizados por outros autores, com frequências naturais obtidas computacionalmente, e sem necessidade do cálculo de derivadas. Os algoritmos meta-heurísticos de otimização inspirados na Natureza testados foram o Genetic Algorithm, o Particle Swarm Optimisation Algorithm, o Grey Wolf Optimisation Algorithm, o Firefly Algorithm e o Cuckoo Search Algorithm. As diferentes populações de agentes de pesquisa gerados pelos algoritmos percorrem o espaço de procura de modo a localizarem o mínimo global da função, independentemente da distribuição da população no espaço de pesquisa. O método proposto é aplicado a vários espécimes de diferentes materiais, quer eles sejam construídos com fibras sintéticas, como fibras de vidro, ou fibras naturais, como fibras de madeira e contraplacado. Em suma, este método demonstrou obter as constantes elásticas dos materiais dentro num intervalo aceitável quando comparado com métodos alternativos, desde que sejam medidas com precisão e fornecidas frequências naturais suficientes.

Discussão: janeiro 18, 2021, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

André Filipe Ferreira Rodrigues (ist173333)

ORIENTADOR

José Viriato Araújo dos Santos

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar