Dissertação
Modeling and Characterization of Honeycomb Structures with Density Gradient Produced by Additive Manufacturing Technologies EVALUATED
Muitos dos avanços tecnológicos surgiram na sequência duma observação atenta da natureza, sendo as estruturas celulares um claro exemplo disso. As estruturas favo-de-mel, subsecção das estruturas celulares, têm sido gradualmente implementadas em vários dos sectores industriais devido ao seu elevado rácio rigidez/peso e boas propriedades de absorção de energia, tornando-as alternativas eficientes relativamente a materiais maciços. Recentemente verificou-se um aumento no número de estudos relativos a estruturas favo-de-mel funcionais, incluindo com gradientes de densidade. O presente trabalho surge como uma investigação complementar relativamente a estas estruturas, sendo o seu principal objetivo a caracterização mecânica de estruturas favo-de-mel regulares e com gradiente de densidade. Amostras produzidas através de manufatura aditiva foram submetidas a ensaios experimentais de compressão, suplementarmente desenvolvendo um modelo computacional destes ensaios através do método dos elementos finitos (FEM). A rigidez e energia absorvida especificas foram analisadas, bem como a variação destas propriedades com a densidade relativa e área aparente. De modo geral, as estruturas com gradiente demonstraram um desempenho mecânico superior comparativamente às estruturas regulares. Relativamente à orientação de carregamento fora-do-plano, as estruturas com gradiente apresentaram valores de rigidez superiores, sendo o principal fator de influência a área aparente. Relativamente à orientação dentro-do-plano, as estruturas com gradiente demonstraram valores de absorção de energia superiores aos das estruturas regulares, sendo a densidade relativa o elemento geométrico mais impactante. Os resultados numéricos dentro-do-plano demostraram uma correlação próxima relativamente aos resultados experimentais, com uma correspondência satisfatória referente à deformação permanente e subsequente fratura.
novembro 30, 2022, 9:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Augusto Manuel Moura Moita de Deus
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Auxiliar