Dissertação

Desenvolvimento e avaliação de novos conceitos no projecto de honeycombs usados em painéis compósitos EVALUATED

Os compósitos com estruturas sandwich são cruciais em aplicações estruturais nas indústrias aeroespacial e automóvel que requerem uma elevada resistência à flexão e alta absorção de energia associada a um baixo peso. Normalmente, o núcleo destes compósitos apresenta uma estrutura celular bidimensional com uma geometria regular de favo de mel (honeycomb). Com os processos de fabrico convencionais, a geometria das estruturas é limitada. No entanto o aparecimento de novas tecnologias como a fabricação aditiva, permite o desenvolvimento de geometrias alternativas. O objetivo deste trabalho é analisar o efeito da geometria do núcleo de estruturas em sandwich nas propriedades de flexão da estrutura. Para tal, foram consideradas três configurações celulares diferentes, a hexagonal, a Lotus e a hexagonal com os vértices reforçados (Plateau borders) como definidas por Ronan et al [1]. De forma a avaliar o comportamento mecânico das configurações, foram realizados ensaios de flexão em três pontos para amostras impressas em PLA (ácido polilático) através da técnica fused deposition modelling (FDM). Foi também efetuada uma abordagem de simulação numérica através do método de elementos finitos para todas as amostras. Os resultados mostraram que, para densidades relativa baixas, a configuração hexagonal apresenta os melhores resultados de energia absorvida, maior resistência à flexão, em comparação com as configurações Lotus e Plateau. Contudo a Plateau apresenta a maior rigidez relativa, enquanto que a Lotus poderá suportar maiores tensões para densidades intermédias. Duas das geometrias desenhadas apresentaram uma capacidade de absorção de energia que é competitiva com as estruturas tradicionais para a mesma densidade.
Honeycomb, Flexão a três pontos, Alumínio, PLA, FEA

Junho 27, 2018, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Maria de Fátima Reis Vaz

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

Augusto Manuel Moura Moita de Deus

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar