Dissertação

{en_GB=Optimization of hybrid fibrous-reinforced composites Aiming pseudo-ductility using meta-heuristics} {} EVALUATED

{pt=A utilização de métodos ainda não explorados, fazendo uso nomeadamente meta-heurísticas e hibridização, é uma oportunidade para obtenção de materiais compósitos com melhores características. Devido à complexidade dos modelos de compósitos híbridos micromecânicos, não existem trabalhos em compósitos fibrosos híbridos com mais de duas fibras. Daí, pois, a oportunidade relevante na procura de soluções, com as técnicas de otimização anteriormente referidas, visando alcançar novos e melhores resultados. O objetivo deste trabalho é o de adaptar um modelo que simula mecanismos de falha de compósitos, utilizando propriedades conhecidas das fibras. Pretende-se explorar o potencial da hibridização, adotando meta-heurísticas que conduzam a um leque mais amplo de possíveis soluções. Este problem revelou-se como multiobjectivo, por se considerar não só a pseudo-ductilidade como parâmetro, mas também a especificação da altura da base alcançada pelo material, numa curva tensão-deformação, bem como o critério adicional conhecido como trabalho pseudo-plástico. Para resolver o problema de optimização foi desenvolvido um modelo computacional utilizando algoritmos genéticos, segundo uma abordagem de um único objectivo e uma função multiobjectivo com o intuito de identificar a Frente de Pareto. Os resultados obtidos mostram uma melhoria significativa nas especificações de materiais compósitos, quando comparados com o de algoritmos disponíveis visando o mesmo objetivo., en=Unexplored techniques in the field of composites, namely bringing together meta-heuristics and hybridization, provide a unique opportunity to achieve new optimal composite materials. Due to the complexity of micro-mechanical hybrid composites’ models, previous work on hybrid fibrous composites with more than two fibers is scarce. Therefore, it is a relevant research opportunity the search of solutions with the previously mentioned optimization techniques aiming to achieve new and better results. The aim of this work is the adaptation of a model that reciprocates the failure mechanisms of composites, using known properties of fibers. The goal is to explore the potential of hybridization, adopting meta-heuristics, to open up a more extensive range of possible solutions. This problem revealed itself as multi-objective, considering not only pseudo-ductility as a parameter but also specifications, such as, how high is the baseline achieved by the material, on a stress-strain curve, as well as an additional criterion known as pseudo-plastic work. To solve the optimization problem was developed a computational model using genetic algorithms with a weighted function approach and a multi-objective function with the purpose of identifying the Pareto Front. The achieved results show evidence of a significant improvement on the project specifications when compared to the previous research on this particular subject, using both in-house and commercial algorithms. }
{pt=Algoritmos Genéticos, Hibridização, Compósitos fibrosos, Pseudo-Ductilidade, en=Genetic Algorithms, Hybridization, Fibrous Composites, Pseudo-ductility}

Julho 3, 2018, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

João Miguel Da Costa Sousa

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

José Arnaldo Pereira Leite Miranda Guedes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático