Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/78402
Type: Dissertação
Title: Carga crítica de flambagem de painel de carbono/epóxi para laminados QUAD e Double-Double: influência de parâmetros geométricos, de material e de plataformas comerciais de elementos finitos
Other Titles: Critical buckling load of carbon/epoxy panel for QUAD and Double-Double laminates: influence of geometric parameters, material properties, and commercial finite element platforms.
Authors: Roberto Antonio da Silva Cardoso
First Advisor: Carlos Alberto Cimini Junior
First Co-advisor: Leonardo de Paula Silva Ferreira
First Referee: Estevam Barbosa de Las Casas
Second Referee: Thiago Henrique Lara Pinto
Abstract: A utilização de materiais compósitos na indústria aeronáutica teve início na década de 1960. Por serem materiais relativamente recentes, ainda há grande potencial para pesquisas nos processos de fabricação e metodologias de cálculo. O presente estudo tem como objetivo geral avaliar a carga de flambagem de um painel reforçado construído em fibra de carbono (CFRP) utilizando o método dos elementos finitos (MEF). Como objetivos específicos, este estudo propõe desenvolver e validar modelos através dos softwares comerciais Nastran®, OptStruct® e Abaqus®, bem como dados experimentais disponíveis na literatura. Além disso, identificar os principais parâmetros geométricos e de material que influenciam na carga de flambagem, e ainda otimizar uma proposta de lay-up para o laminado do painel utilizando a teoria do laminado Double-Double. Verificou-se que os parâmetros mais influentes no cálculo da carga crítica de flambagem foram o modo de elasticidade longitudinal (E1) e a espessura das lâminas (t). Além disso, foi visto que o modelo Double-Double suportou carga 66% superior ao modelo QUAD, quando comparado laminados com o mesmo número de camadas. O estudo conseguiu relacionar a influência da carga crítica de flambagem em três Solvers, as propriedades mecânicas e geométricas do painel em duas configurações de lay-up dos laminados. Também foi observada a possibilidade de se projetar estruturas mais leves utilizando a configuração Double-Double.
Abstract: The use of composite materials in the aerospace industry began in the 1960s. As relatively recent materials, there is still significant potential for research into manufacturing processes and calculation methodologies. The general objective of this study is to evaluate the buckling load of a reinforced panel constructed from carbon fiber reinforced polymer (CFRP) using the finite element method (FEM). The secondary objectives of this study are to develop and validate models using commercial software such as Nastran®, OptStruct®, and Abaqus®, as well as experimental data available in the literature. Additionally, the study aims to identify the main geometric and material parameters influencing the buckling load and to optimize a lay-up proposal for the panel's laminate using the Double-Double laminate theory. It was found that the most influential parameters in the calculation of the critical buckling load were the longitudinal modulus of elasticity (E1) and the ply thickness (t). Moreover, the Double-Double model supported a 66% higher load compared to the QUAD model when laminates with the same number of layers were compared. The study successfully related the influence of the critical buckling load across three solvers, the mechanical and geometric properties of the panel with two laminate lay-up configurations. It was also observed that lighter structures could be designed using the Double-Double configuration.
Subject: Engenharia de estruturas
Método dos elementos finitos
Compósitos
Fibras de carbono
Flambagem (Mecânica)
Monte Carlo, Método de
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/78402
Issue Date: 2-Aug-2024
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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