Dissertação

{en_GB=Caracterização experimental e numérica dos campos de deformação de vigas sandwich em flexão} {} EVALUATED

{pt=O principal objetivo desta dissertação é caracterizar e avaliar o campo de deformações do núcleo de vigas sandwich quando sujeitas à flexão em 3 e 4 pontos. As estruturas sandwich são tipicamente constituídas por três componentes, duas faces (superior e inferior), geralmente de materiais com elevada resistência e rigidez, e o núcleo construído de um material com uma menor resistência e rigidez. Ao serem utilizados materiais com resistências bastante diferentes nas faces e no núcleo, o comportamento destas estruturas à flexão não é descrito convenientemente pelas teorias clássicas dos laminados de 1ª ordem. Foram criados modelos de elementos finitos 3D (MEF) usando o software computacional Siemens NX10, de ensaios 3PB (flexão a 3 pontos) e 4PB (flexão a 4 Pontos) de vigas sandwich com diferentes condições: dois comprimentos diferentes da sandwich (viga curta e viga longa), duas espessuras do núcleo (20 e 30mm) e dois materiais das faces (alumínio e compósito de fibra de basalto). Os resultados das simulações numéricas foram comparados e validados com os resultados experimentais anteriormente obtidos usando o sistema de correlação digital de imagens, VIC 2D para o núcleo e os extensómetros para as faces. A correlação entre os resultados obtidos experimentalmente via correlação digital de imagens (DIC) e extensómetros e as simulações numéricas permitiu um melhor conhecimento e compreensão dos complexos campos de deformação existentes no núcleo de vigas sandwich em flexão., en=The main objective of this study is to characterize and evaluate the stress-strain fields of the sandwich core when subjected to bending in 3 and 4 points. The sandwich structures typically consist of three components, two faces (top and bottom), usually materials with high resistance and stiffness, and core constructed of a material with a lower strength and stiffness. When the materials that are used have very different strengths on the faces and the core, the behavior of this structures in bending is not described properly by the first order classical theories of laminates. 3D finite elements models (FEM) were created using computer software Siemens NX10 in 3PB and 4PB tests of sandwich beams with different conditions, two different lengths of sandwich (short and long beams), two core thickness (20 and 30mm) and two face materials (aluminum and basalt fiber composite). The result of the numerical simulations was compared and validated with the experimental results previously obtained using the digital image correlation system, VIC 2D for the core and the extensometers for the face. The correlation between the results obtained experimentally through digital image correlation (DIC) and extensometers and the numerical simulations allowed a better knowledge and understanding of the complex deformation fields existing on the core of sandwich beams in bending. }
{pt=MEF, vigas sandwich, campos de deformação, 3PB, 4PB, VIC2D, en=FEM, sandwich beams, deformation fields, 3PB, 4PB, VIC2D}

Junho 20, 2017, 9:15

Orientação

ORIENTADOR

Rosa Marat Mendes

Instituto Politécnico de Setúbal - EST

Professor Adjusto

ORIENTADOR

Luís Filipe Galrão dos Reis

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado