Dissertação

{en_GB=Implementation and development of a new user defined element in Abaqus for analysis of composite plates using the 3rd-order theory of Reddy} {} EVALUATED

{pt=A crescente utilização de materiais compósitos na indústria aeroespacial associada à necessidade de obter estimativas cada vez mais precisas do seu comportamento estrutural motivou o desenvolvimento de um elemento finito para análise estática e de vibrações livres de placas laminadas em compósito. O elemento finito desenvolvido baseia-se numa teoria de lâmina única equivalente, especificamente na teoria de deformação de corte de terceira ordem de Reddy. Usam-se funções de aproximação de continuidade do tipo C0 e C1. A implementação do elemento desenvolvido é realizada através do Abaqus, um programa comercial de análise de elementos finitos que permite ao utilizador definir os seus próprios elementos através de procedimentos normalizados. Assim, o utilizador tira proveito não só do solver do Abaqus mas também da sua interface gráfica para visualização e interpretação dos resultados. Apresentam-se resultados para uma placa isotrópica, comparando-os com soluções obtidas através de um elemento finito disponível na biblioteca do Abaqus, como validação preliminar do elemento definido pelo utilizador (UEL). Seguidamente, o estudo é estendido a placas laminadas em compósito e os resultados são comparados com soluções analíticas disponíveis na literatura que usam a teoria de deformação de corte de primeira ordem. A discussão dos resultados obtidos para placas mais espessas é de particular interesse, bem como a distribuição quadrática das tensões de corte transversais previstas pelo modelo desenvolvido, que representa uma vantagem importante do uso da teoria de terceira ordem de Reddy., en=The increasing usage of composite materials in the aerospace industry and the associated need for more accurate estimations of structural response motivated the development of a user-defined element (UEL) for static and free vibration analysis of composite laminated plates. The user element developed is based in an equivalent single-layer (ESL) theory, specifically in the third-order shear deformation theory (TSDT) of Reddy. Both C0 and C1 continuity interpolation functions are used. The implementation of the UEL is done in Abaqus, a commercial finite element analysis (FEA) software, which provides standard procedures for users to define their own elements and make use of its solver and interface to easily visualize and interpret solutions. As a preliminary phase, results for an isotropic plate are presented and validated through comparison with solutions obtained using a finite element available in Abaqus library. Then, numerical applications of composite laminates are shown and compared with first-order shear deformation theory (FSDT) analytical solutions available in literature. Assessment and discussion of results for thicker plates are of particular interest. Furthermore, the quadratic distribution of transverse shear stresses through thickness predicted by the UEL is understood as an important advantage of the usage of the TSDT of Reddy.}
{pt=Elemento finito, Lâmina única equivalente, Teoria de terceira ordem, Placas laminadas, Abaqus UEL, en=Finite element, Equivalent single-layer, Third-order theory, Laminated plates, Abaqus UEL}

Junho 25, 2019, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

Filipa Andreia De Matos Moleiro

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Aurélio Lima Araújo

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado