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Dissertação

Cellular structures for use in composite panels with a mass distribution gradient produced by additive manufacturing EVALUATED

Detalhes: O presente trabalho tem como objetivo avaliar as propriedades à flexão de materiais celulares com gradiente funcional (FGCM) e compará-los com estruturas honeycomb homogéneas mais tradicionais. Para esse efeito, foram analisadas três configurações celulares, nomeadamente Hexagonal, Lotus e Plateau, como inicialmente proposto por Ronan et al. [1]. Foram também estudadas estruturas celulares com diferentes gradientes de densidade (parâmetro G). O efeito do ângulo de rotação foi também avaliado. Os materiais utilizados para as estruturas foram PLA (Ácido Poliláctico) e uma liga de alumínio. As estruturas foram concebidas em software CAD Solidworks e foram fabricadas por FFF (Fused Filament Fabrication). As propriedades de flexão dos FGCM foram analisadas através da realização de testes de flexão de três pontos, tanto experimentalmente como recorrendo a análise FEA (Análise de Elementos Finitos). Os resultados mostram que as estruturas FGCM têm um melhor desempenho do que as estruturas honeycomb tradicionais, tanto em resistência como em rigidez. As estruturas Lotus tiveram melhor desempenho do que as estruturas honeycomb tradicionais para geometrias com rotação de 0 graus, enquanto que as estruturas Plateau mostram um melhor desempenho com uma rotação de 90 graus da geometria. Foi também demonstrado que quanto maior for o valor do parâmetro G, melhor será o desempenho mecânico das estruturas, tanto em rigidez inicial como em energia absorvida. Consequentemente, as estruturas FGCM demonstraram ser uma alternativa às tradicionais estruturas honeycomb utilizadas nos painéis compósitos em sanduíche numa gama variada de aplicações, onde o baixo peso e a elevada rigidez das estruturas são prioritários.
Keywords: FGCM, Parâmetro G, FEA, FFF, SLM, Ensaio de flexão em 3 pontos

Discussão: janeiro 22, 2021, 15:50