Autor(es):
Carvalho, Cristiano Daniel Ferreira 
Data: 2012
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/1822/22706
Origem: RepositóriUM - Universidade do Minho
Assunto(s): Análise estática não-linear; Análise elástico-plástica; Deformação elástica; Deformação plástica; Ansys; Ansys workbench; Espumas metálicas; Alumínio; Verificação experimental; Simulação numérica; Non-linear static analysis; Elastic-plastic; Elastic deformation; Plastic deformation; Metallic foams; Aluminium; Experimental verification; Numerical simulation
Descrição
Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica Esta dissertação de mestrado analisa o comportamento elásto-plástico de espumas metálicas à
compressão, através do estudo numérico e da verificação experimental. No estado da arte são
apresentados vários processos de fabrico de espumas metálicas, são apresentadas algumas
propriedades mecânicas e físicas das espumas metálicas e alguns estudos numéricos realizados a
espumas deste tipo.
Foram realizados ensaios experimentais de tração a provetes com o mesmo material utilizado nas
espumas, que possibilita delinear o perfil deste material através de uma curva tensão-extensão.
Ensaiou-se, experimentalmente, os dois tipos de espumas metálicas utilizadas no estudo, com e sem
parede, permitindo uma análise comparativa entre os resultados obtidos numericamente e os obtidos
experimentalmente.
Para determinar o comportamento mecânico das espumas metálicas numericamente, foi utilizado o
software de elementos finitos Ansys Workbench, na opção de estudos estruturais estáticos, permitindo
definir a curva carga-deslocamento para cada espuma, analisar a rigidez e energia de deformação de
cada espuma e comparar estes parâmetros com os obtidos nos ensaios experimentais.
Finalmente, é realizado, também, uma análise comparativa, para um tipo de espuma em estudo, entre
dois programas: Ansys Workbench e CosmosWorks. This Master Thesis analysis the elastic-plastic behavior of metal foams in compression threw the
numerical study and experimental validation. In the state of the art, it’s presented several
manufacturing processes of metal foams, their mechanical and physical properties and some numerical
studies made to them.
Experimental traction tests were made to specimens manufactured in the same material used in the
metallic foams with the intention of defining a tension-extension curve. It was tested the two types of
metal foams used in the study, with and without wall, permitting a comparative analyses between the
results obtained numerically and experimentally.
To determine the mechanical behavior of the foams in the numerical analysis, it was used the finite
elements software Ansys Workbench, using the “Static Structural” option. This permitted to define the
load-displacement curve to each, to analyze the rigidity and energy of deformation of foams and
compare these parameters with those obtained from experimental tests.
Finally, it is also performed a comparative analysis for a foam type under consideration, between two
programs: Ansys Workbench and CosmosWorks.
