| Título: | Otimização de projeto preliminar de leme em material compósito incluindo o efeito de tensões residuais térmicas. |
| Autor: | Cristiano Tavares de Mattos |
| Programa: | Engenharia Aeronáutica e Mecânica |
| Área de Concentração: | Mecânica dos Sólidos e Estruturas |
| Orientador : | José Antônio Hernandes |
| Ano de Publicação : | 2010 |
| Curso : | Mestrado Acadêmico |
| Assuntos : | Análise estrutural |
| t | Otimização |
| t | Materiais compósitos |
| t | Tensão residual |
| t | Tensões térmicas |
| t | Flambagem |
| t | Laminados |
| t | Engenharia de materiais |
| t | Engenharia estrutural |
| Resumo : | O objetivo desse trabalho é desenvolver uma sistemática de otimização utilizando-se como base o software MSC.Nastran® de forma a otimizar estruturas em material compósito tirando vantagem das tensões residuais térmicas em problemas de estabilidade elástica. As tensões residuais térmicas (TRT) introduzidas durante o processo de manufatura podem ser utilizadas para aumentar significantemente as cargas de flambagem de estruturas em material compósito, portanto, o procedimento de otimização, aqui proposto, melhora o projeto levando-se em consideração o estado térmico do componente. É necessária a análise de elementos finitos devido a complexidade da estrutura e também ao uso de métodos numéricos para análise térmica e de flambagem linear. O estudo de caso aqui aplicado consiste em otimizar o revestimento de um leme aeronáutico de fabricação tipo one-shot. O leme é modelado por elementos finitos de placa isoparamétricos, quadrilaterais e triangulares, baseados na formulação de Reissner-Mindlin. Um layout para o revestimento do leme é proposto. Problemas de minimização de massa e restrição de autovalores são utilizados sucessivamente de forma a proporcionar ganho significativo de desempenho, sendo que as variáveis de projeto são as espessuras dos laminados que variam de forma contínua. O procedimento é validado para diferentes temperaturas as quais o leme estará sujeito durante sua operação. Os resultados indicam que utilizando as TRTs através do método proposto influenciamos significantemente a otimização estrutural de uma estrutura em laminado composto. Portanto conclui-se que a avaliação e efeitos das tensões térmicas devem ser levados em consideração quando projetamos essa classe de estruturas em material compósito. |
| Data de Defesa : | 28/07/2010 |
| Texto na íntegra : | [Visualizar] [Suplemento] |