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Dissertação

{en_GB=Analysis and Control of Process-Induced Deformations in Composite Structures} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O objectivo deste trabalho é estudar as deformações induzidas por fabrico em materiais compósitos, aplicando uma análise de elementos finitos com um modelo constitutivo apropriado de forma a prever a deformação final e desenvolver medidas de mitigação. Este trabalho foi desenvolvido em ambiente de estágio curricular com a empresa Aernnova que propôs um caso de estudo prático num peça estrutural de um avião produzida em molde por autoclave. As deformações induzidas por fabrico podem aparecer em forma de empeno ou distorções não dese- jadas, podendo resultar em diferenças entre a peça desenhada e a produzida, por isso, estimar este fenómeno de forma quantitativa pode aumentar significativamente a eficiência de manufatura. Os materiais compósitos apresentam um comportamento viscoelástico, especialmente relevante em ambiente de cura, a fase critica do processo de fabrico. Já foram desenvolvidos alguns modelos que permitem simular computacionalmente este fenómeno, e para além da lei constitutiva, o modelo da cura deve ter em conta um balanço entre a exactidão e o peso computacional. Finalmente, as medidas de mitigação devem ser tais que diminuam o efeito de empenamento sem comprometer a fiabilidade estrutural da peça. Para isso, os resultados devem ser validados experimentalmente em conformidade com uma análise de otimização. É importante destacar que grande parte da informação usada neste trabalho, incluindo proprie- dades, dados, procedimentos e esquemas, são propriedade das entidades envolvidas e sempre que necessário serão adimensionalizadas., en=The objective of this work is to study the Process-Induced Deformations (PID) in Fiber Reinforced Plastics (FRP), using a constitutive model within a finite element model in order to predict the final deformation and develop manufacturing mitigation actions. This work was performed side by side with a curricular internship in Aernnova that proposed a case study on a structural aircraft component produced by autoclave molding. PID can be manifested by warping or undesired distortions resulting in mismatches between the design and the product, there- fore, being able to predict this phenomena quantitatively can increase significantly the manufacturing performance. FRP can present a thermomechanic viscoelastic behavior, which is particularly relevant in the cure environment, the critical phase of the process. Some models have been already developed to describe this phenomenon computationally and in addition to the complex material constitutive law, the cure must be simulated according to a balance between accuracy and computational effort. Finally the mitigation actions that may be applied, should decrease the final warping without compromising the structural reli- ability of the component. To do this, results have to be verified experimentally along with an optimization analysis. It is important to highlight that a significant amount of information used in this work, which includes material properties, data, procedures and schemes, are property of the entities involved, and it will be standardized when needed.}
Keywords: {pt=cura, empeno, compósitos, aeronave, comportamento viscoelático, en=cure, warpage, composites, aircraft, viscoelastic behavior}

Discussão: dezembro 12, 2022, 16:0