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- Análise multiescala do estado de tensão em compósitos com recurso a imagens de microscópioPublication . Graça, Ricardo Jorge Rodrigues da; Loja, Maria Amélia Ramos; Rodrigues, José Alberto; Jorge, Pedro MendesOs materiais compósitos, devido às suas propriedades, são fortes pretendentes para a melhoria de diferentes tipos de estruturas. O estudo micromecânico destes materiais é bastante importante, pois define qual o compósito a utilizar para diferentes casos, não ficando dependentes apenas do estudo macromecânico. A aplicação nesses estudos duma fibra real retirada com o auxílio de um microscópio leva a uma melhor precisão dos resultados. A realização de diversos casos como objetivo de desenvolver um estudo paramétrico é fundamental para garantir a caracterização da resposta mecânica do compósito. O trabalho visa assim proceder ao estudo do comportamento de um material compósito com reforço de fibras longas, utilizando ao nível das escalas micro e meso (10-3 a 10-6) do volume representativo elementar (VRE) os contornos reais de fibras. Pretende-se ainda avaliar a distribuição de tensões e deformações ao nível das diferentes escalas para diversos casos de estudo. Apresentam-se para os diferentes casos de estudo, os resultados obtidos, sob formas tabular e gráfica. São efetuadas análises comparativas desses resultados e são ainda constituídas superfícies de resposta. Destacam-se como contributo inovador desta dissertação, o seu carácter multidisciplinar, ao nível da integração da geometria real de secções transversais de fibras. A utilização deste conhecimento obtido por processamento de imagem permitirá uma previsão mais realista do estado de tensão.
- Comportamento de estruturas compósitas usando uma abordagem multicamadaPublication . Venâncio, Marco André dos SantosA utilização dos materiais compósitos, está cada vez mais difundida pelas várias áreas da engenharia. Esta crescente importância, leva à necessidade do estudo aprofundado destas estruturas. Um dos vários métodos desenvolvidos para o estudo do comportamento destes materiais, baseia-se numa abordagem multicamada. Com o intuito de estudar o comportamento estático e dinâmico, de diferentes estruturas constituídas por estes materiais, foram implementados dois modelos nas aplicações de computação simbólica e numérica, Maple®e MatLab®. Os códigos implementados, permitem análises estáticas,análises de vibrações livres, e ainda a aplicação de critérios de falha nomeadamente, o critério de Hashin, Tsai-Hill e Tensão Máxima. A validação das implementações destes modelos, foi realizada recorrendo-se a soluções analíticas e numéricas. Foram realizados a nível estático, e das vibrações livres, diferentes estudos da influência de diferentes parâmetros no comportamento da estrutura. Os códigos implementados, permitem assim obter um campo de tensões e de deformações ao longo da espessura, usando uma abordagem mais precisa comparativamente a metodologias de camada equivalente.
- Mechanical behaviour of adaptive structuresPublication . Costa, Diogo Miguel Silva; Loja, Maria Amélia RamosEstruturas adaptativas constituídas por materiais compósitos e materiais inteligentes é uma excelente combinação de engenharia, que junta as vantagens tão bem conhecidas dos compósitos, associadas a rácios entre (resistência mecânica e rigidez)/peso e a possibilidade de controlar activamente a resposta mecânica de uma estrutura (ex. através de electrónica, com sensores e actuadores). Estas estruturas versáteis são capazes de reagir e interagir com o seu meio envolvente, continuamente, para cumprirem determinados objectivos. Neste trabalho, o objectivo principal é estudar, modelar e prever o comportamento mecânico de estruturas adaptativas através da programação de algoritmos com Método dos Elementos Finitos e optimização baseada na capacidade de eco-localização dos micro-morcegos. Foi implementada uma plataforma simbólica-numérica-gráfica dedicada à análise de estruturas do tipo viga/placa, assim como a sua optimização meta-heurística, com capacidade de simular estruturas activas multi-camada, constituídas por um número variável de modelos de materiais, desde funcionais gradativos híbridos constituídos por nano-tubos de carbono até misturas gradativas de partículas piezoeléctricas e materiais passivos. Diversos casos de estudo de validação, paramétricos e optimização são desenvolvidos, para diferentes tipos de estruturas e materiais. Os resultados são obtidos, comparados, discutidos e as conclusões extraídas.