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Dissertação

Numerical assessment of theories and finite element models for analysis of laminated composite beams EVALUATED

Detalhes: Os materiais compósitos, quer na forma de viga, placa ou casca, desempenham um papel significante nas aplicações aeroespaciais actuais e futuras, devido, em particular, à sua resistência excepcional, relação rigidez/peso e propriedades mecânicas superiores. A presente dissertação incide sobre a análise estática de vigas laminadas em material compósito de várias secções, através do método dos elementos finitos, segundo as teorias de lâmina única equivalente, quer sejam, pela teoria clássica, teoria de deformação de corte de 1ª ordem, 2ª ordem ou de 3ª ordem. De forma a alcançar este objectivo e em resposta à necessidade de um estudo compreensivo às diferentes formulações de elementos finitos, foram desenvolvidos modelos de elementos finitos (MEFs) baseados na formulação fraca de deslocamentos, formulação fraca mista e na formulação forte mista (como o caso dos mínimos quadrados). As equações do movimento, específicas de cada formulação, foram deduzidas pelo princípio variational dos trabalhos virtuais ou de Hellinger-Reissner, sempre que tal o exigia. A abordagem da lâmina única equivalente foi implementada transformando a secção real da viga numa lâmina equivalente através de matrizes de transformação e do teorema dos eixos paralelos usando um método existente para a teoria clássica, mas aqui estendida para as teorias de 1ª, 2ª e 3ª ordem. A validação dos diferentes MEFs implicou a implementação de soluções analíticas e comparação com resultados experimentais, numéricos e analíticos encontrados na literatura de onde se concluiu sobre a exactidão e custo computacional dos mesmos.
Keywords: Vigas laminadas em compósito, Modelo de elementos finitos, Teorias de lâmina única equivalente, Formulação de deslocamentos, Formulação mista, Formulação de mínimos quadrados

Discussão: dezembro 6, 2010, 16:0