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

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