Free Vibration Behaviour of Variable Stiffness Composite Laminates: Finite Element Modelling, Optimisation, Manufacture, and Experimental Tests EVALUATED

Detalhes: Os compósitos laminados de rigidez variável permitem a manipulação da sua rigidez de forma a melhorar o seu desempenho estrutural quando comparados com laminados tradicionais, tornando-os altamente atrativos para várias indústrias, tal como a área aeroespacial. Estes laminados são abordados nesta tese utilizando uma lei linear de orientação das fibras. A primeira fase deste trabalho diz respeito a um estudo de vibrações livres de placas retangulares de laminados de rigidez variável e constante, identificando tendências em relação às configurações que melhoram a sua frequência fundamental. Em particular, observou-se que o desempenho dos laminados é beneficiado por configurações antissimétricas, apresentando valores mais baixos da frequência fundamental para empilhamentos simétricos, e que os laminados de rigidez variável são mais competitivos do que os de rigidez constante. Considerando estes resultados, selecionou-se um conjunto de laminados para ser estudado experimentalmente e ganhou-se alguma intuição para interpretar resultados posteriores. Processos de otimização são então realizados utilizando um algoritmo genético com o objetivo de maximizar a frequência fundamental de laminados retangulares de quatro lâminas de rigidez variável e de rigidez constante para duas razões de aspeto e várias condições de fronteira. Verificou-se que, em vibrações livres, os laminados de rigidez variável podem apresentar um maior valor da frequência fundamental do que os laminados tradicionais, com os dois tipos de laminados a apresentarem frequências fundamentais semelhantes para outras condições de fronteira. Paralelamente à otimização, foram realizados testes experimentais de vibrações livres, que confirmaram as conclusões obtidas no estudo de vibrações livres supramencionado.

Discussão: dezembro 7, 2023, 16:0

Orientação

AUTOR

Filipa Furtado Resendes (ist192677)

ORIENTADOR

Hamed Akhavan

INEGI – Instituto de Ciência e Inovação em Engenharia Mecânica e Engenharia Industrial

Investigador Principal

ORIENTADOR

Filipa Andreia De Matos Moleiro

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar