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Dissertação

Strength and crashworthiness of aircraft composite FRP panels under blast and explosion EVALUATED

Detalhes: Os compósitos laminados de polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC) têm sido crescentemente utilizados em estruturas aeroespaciais (e.g., painéis de fuselagem) sujeitas a risco de ações explosivas. A maioria dos estudos sobre os efeitos explosivos em painéis tem-se focado em configurações planas metálicas, com poucos a investigarem laminados curvos utilizados na fuselagem de aeronaves atuais. O presente estudo tem como objectivo responder a esta limitação, investigando numericamente a influência da curvatura e da geometria de reforços na mitigação dos efeitos do carregamento de uma onda de choque em painéis cilíndricos de PRFC. Inicialmente, desenvolveu-se e validou-se um modelo numérico de um painel plano de PRFC. Em seguida, realizou-se um estudo numérico sobre a resposta dinâmica e resistência de painéis curvos (sem e com reforços) sujeitos a explosão, capturando os padrões de deformação e modos de rotura, bem como a influência da taxa de deformação nas propriedades dos materiais. Os resultados mostraram que a resistência à explosão dos painéis é sensível à geometria da superfície incidente: a configuração convexa apresentou maior resistência ao carregamento explosivo do que a côncava. Sob condições em que os painéis não falhavam, o aumento da curvatura resultou num menor carregamento induzido pela onda de choque devido ao aumento do ângulo de incidência. Adicionalmente, as deformações diminuíram devido ao aumento da rigidez dos painéis. Finalmente, verificou-se que a inclusão de reforços resulta em reduções das deformações dos painéis e do dano nos laminados, com os reforços com secção em Ω a conduzirem aos melhores desempenhos.
Keywords: Carregamento explosivo, PRFC, painéis reforçados curvos, modelo numérico, resposta dinâmica, modos de rotura

Discussão: abril 30, 2021, 14:30