Dissertação
{pt_PT=Dynamic analysis and design of impact attenuator structures for a Formula Student prototype} {} EVALUATED
{pt=Este trabalho começa por retratar o estado actual da utilização de compósitos em aplicações de absorção de energia. É realizada uma breve explicação do processo numérico adequado ao caso em estudo, o critério de falha usado, é definida uma optimização multi-objectivo e o respectivo algoritmo, são exploradas as regras impostas pela competição de Formula Student, o filtro permitido e o procedimento experimental seguido. A solução actual utilizada pela equipa é analisada e um modelo numérico desenvolvido. São realizados testes preliminares com tubos em alumínio e fibra de carbono, onde o processo de absorção de energia é analisado e um importante parâmetro (Crush Stress) ajustado. Foi desenvolvido um conjunto de testes de compressão quasi-estáticos, que possibilitem a determinação do Crush Stress, para diferentes empilhamentos. São exploradas várias soluções através de novos modelos numéricos e processos de optimização, que só são possíveis depois da implementação de varias estratégias que visam diminuir o tempo de computação. As diferentes opções obtidas são ponderadas e, depois de seleccionadas, manufacturadas e testadas. Os resultados experimentais são apresentados e explicados, sendo apresentada uma solução final que cumpre com os requisitos. Por fim, são retiradas conclusões e é proposto trabalho futuro de maneira a continuar o que foi desenvolvido neste trabalho., en=This works starts by portraying the state of the art of composites crashworthiness. A brief explanation regarding the most suitable numerical analysis, the used failure criteria, the multi-objective optimization definition and the respective algorithm, the rules imposed by the Formula Student competition, the low-pass filter used and the general experimental procedure is presented. The current energy-absorbing structure solution is analysed and a numerical model is developed. Preliminary tests with aluminium and carbon fibre tubes follow, where the energy absorbing process is better understood and an important numerical parameter (Crush Stress) is fine-tuned. A set of quasi- static tests that are able to predict the Crush Stress of different lay-ups is developed and used subsequently. Several solutions are explored through a series of developed numerical models and optimization processes, which are only possible after several time-reducing techniques and algorithms are applied. The different obtained options are later weighted, selected, manufactured and tested after which the experimental results are presented and explained. A final lighter solution is presented, manufactured and successfully tested. At last, several conclusions are made and future work is proposed in order to achieve an even better solution.}
junho 26, 2017, 9:0
Publicação
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