Dissertação

Optimisation of a Composite Sailing Wing for a Racing Catamaran EVALUATED

Nesta tese apresenta-se a otimização de uma vela rígida, usada na International C-Class Catamaram Championship (ICCCC) em Falmouth, 2013. Começou-se por considerar toda a pele da vela como estrutural e, numa segunda fase, optou-se por uma solução híbrida, com recurso a tela. Todo o catamaran foi desenvolvido e produzido na Optimal Structural Solutions Lda. O foco principal desta tese será conceber uma vela rígida com uma performance excecional, para competir. Por ser rígida, comporta-se como uma asa, sendo mais eficiente que uma vela convencional. Devido aos constrangimentos de tempo, decidiu-se efetuar apenas análises lineares de elementos finitos de modo a acelerar run times e reduzir os casos de carga aerodinâmica a apenas um, considerado mais crítico (vento de 40 nós a fazendo 45º com a proa). A otimização estrutural foi feita com OptiStruct®, usado para definir o laminado da vela. Inicialmente, considerou-se que toda a pele seria estrutural, conduzindo a uma solução demasiado pesada. Com efeito, a asa é muito comprida, propícia a instabilidade, forçando ao aumento de espessura das componentes estruturais. Desta forma, a área de pele estrutural foi reduzida, para evitar soluções demasiado massivas. Passámos então a ter um misto de pele estrutural e tela. A vela foi construída em fibra de carbono pré-impregnada e, sempre que possível, espuma sólida, numa configuração em sanduíche, permitindo um momento de inércia elevado associado a um aumento pequeno da massa. A pele da vela não se danificou na competição, contudo, futuramente, poderá considerar-se análises não-lineares e um envelope de carga alargado.
FEM, ICCCC, materiais compósitos laminados, optimização estrutural, materiais compósitos em sanduíche, CFRP

Abril 22, 2016, 14:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

Afzal Suleman

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado