Análise de vigas sanduíche de alumínio - aglomerado de cortiça

• Author(s): Moreira, Pedro José Dias
• Date: 2013
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/11198
• Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
• Subject(s): Engenharia mecânica; Vigas - Tensão mecânica; Materiais compósitos; Alumínio; Cortiça; Simulação numérica
• Document Type: Master Thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Melo, Francisco; Moreira, Rui António da Silva

Description

A produção de estruturas mais leves vai de encontro ao aumento da preocupação atual com o meio ambiente. Com estruturas mais leves consegue-se sistemas mais eficientes, como é disto exemplo, a industria dos transportes. Um caminho para se obter estruturas mais leves é a utilização de materiais mais leves sem prejudicar a rigidez estrutural. Os materiais compósitos já são há algum tempo usados com o objetivo de obter estruturas mais leves. Dentro deste grupo destaca-se os materiais do tipo sanduíche. Estes caraterizam-se por ter o material das faces diferente do material do núcleo. Sendo também diferente a solicitação a que cada um está sujeito. Neste trabalho a viga sanduíche vai ser constituída por peles de alumínio , que suportam as tensões axiais, e por um núcleo de aglomerado de cortiça, que suporta as tensões de corte. A utiliza- ção da cortiça deve-se à sua estrutura única, cujo comportamento mecânico é também único. Para além das suas características técnicas, a cortiça também desempenha um papel importante na económica do País. Neste trabalho pretende-se construir um modelo teórico para o comportamento do material. Vai ser utilizado um modelo de alta ordem para aproximar o campo de deslocamentos( Higher- Order Shear Deformation Theory) influenciado pela tensão de corte. Para a validação do modelo teórico vai ser efetuada a com- paração com resultados experimentais e com um modelo de elementos finitos. The production of lighter structures meets the increasing current concerns for environmental issues. The use of lighter structures allows systems, such as the transport industry, to become more efficient. One way to achieve lighter structures is the use of lighter materials without sacrificing structural rigidity. Composite materials have already been in use for some time in order to get lighter structures. Within this group the sandwich-type materials stand out. These are characterized by the use of two materials, one for the core and a different one for the sides. Also, the solicitation for each one is different. In this paper the sandwich beam will be comprised of alumi- num skins, which bear the axial stresses and by a core of cork agglomerate, which supports the shear stresses. Cork is used due to its unique structure whose mechanical behavior is also unique. In addition to its technical features, cork also plays an important role in the economics of the country. This paper aims to build a theoretical model for the material behavior. A model of higher order will be used to approximate the displacement field with influence of shear stress. ( Higher-Order Shear Deformation Theory) with influence of shear stress. To validate the theoretical model a comparison with experimental results and a finite element model will be performed. Mestrado em Engenharia Mecânica