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Dissertação

{pt_PT=Otimização multi-objetivo de placas compósitas curvas} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O uso crescente de materiais compósitos com fibras de carbono deve-se, entre outras razões, ao seu baixo peso, elevada rigidez e resistência, e bom comportamento à fadiga. Através da hibridização de compósitos de fibra de carbono, com a adição de fibras de vidro, é possível criar novos materiais compósitos leves, que são simultaneamente mais dúcteis, mais resistentes a impactos e têm um menor custo associado, podendo ter diversas aplicações em componentes estruturais. Muitos trabalhos têm sido realizados com placas planas fabricadas de materiais compósitos. Este trabalho foca-se nas placas curvas. Foram realizados ensaios experimentais com o objetivo de determinar os deslocamentos de placas curvas, em material compósito híbrido laminado, quando submetidos a esforços de flexão-torção. As placas foram produzidas com diferentes configurações de laminação utilizando hand lay-up, com reforços de fibra de carbono e de fibra de vidro numa matriz de resina epoxídica. As propriedades elásticas das lâminas foram obtidas através de ensaios de tração aplicados a provetes fabricados com as fibras referidas. As simulações computacionais dos ensaios experimentais foram realizadas com base na utilização do programa de elementos finitos Abaqus. Os resultados dessas simulações foram analisados e comparados com os resultados experimentais. A otimização das placas foi realizada utilizando o DMS (Direct Multi Search), um método de otimização multiobjectivo de procura direta. As funções objetivo foram a minimização do valor máximo de deslocamento, massa e custo da placa que foram obtidas por meio de uma interação em ciclo entre o DMS e Abaqus. , en=The increasing use of carbon fiber composite materials is due, among other reasons, to their low weight, high stiffness and good fatigue behaviour. By hybridizing carbon fiber composites with the addition of glass fibers, it is possible to create new lightweight composite materials that are simultaneously more ductile, more impact resistant and have a lower associated cost and may have many applications in structural components. Many studies have been done with flat plates made of composite materials. This work focuses on curved plates. Experimental tests were performed to determine the displacements of curved plates in laminated hybrid composite material when submitted to flexion-torsion loads. The plates were produced with different lamination configurations using hand lay-up, with carbon fiber and glass fiber reinforcements in an epoxy resin matrix. The elastic properties of the blades were obtained through tensile tests applied to specimens manufactured with the referred fibers. The computational simulations of the experimental tests were performed based on the use of the finite element program Abaqus. The results of these simulations were analysed and compared with the experimental results. Plate optimization was performed using DMS (Direct Multi Search), a multi-objective, direct search optimization method. The objective functions were the minimization of the maximum value of plate displacement, mass and cost that were obtained through a cycle interaction between DMS and Abaqus. }
Keywords: {pt=Compósitos híbridos, fibras de carbono e vidro, otimização multiobjectivo, método dos elementos finitos., en=Hybrid composites, carbon and glass fibers, multi-objective optimization, finite element method.}

Discussão: dezembro 2, 2019, 15:0