Desenvolvimento de uma metodologia computacional para determinar coeficientes efetivos de compósitos inteligentes (2012)
- Authors:
- Autor USP: MEDEIROS, RICARDO DE - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: MATERIAIS COMPÓSITOS; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; ATUADORES PIEZELÉTRICOS
- Language: Português
- Abstract: O presente trabalho visa empregar uma metodologia numérica para determinar as propriedades macro mecânica de compósitos ativos (AFC - Active Fiber Composite ou MFC - Macro Fiber Composite), combinando o conceito de Volume Elementar Representativo (VER) com o Método dos Elementos Finitos (MEF). Inicialmente, apresenta-se a fundamentação teórica associada à abordagem numérica empregada. Posteriormente, os modelos numéricos desenvolvidos são aplicados na determinação dos coeficientes efetivos de materiais compósitos inteligentes transversalmente isotrópicos com fibras piezelétricas de seção com forma circular e quadrada, respectivamente. Finalmente, os resultados numéricos obtidos pela metodologia proposta são, então, comparados com resultados da literatura. Constata-se que os resultados obtidos são muito semelhantes aos resultados relatados pela literatura para arranjo quadrático e hexagonal com fibra de geometria circular, sendo que neste caso, compararam-se os resultados numéricos com analíticos obtidos através do Método de Homogeneização Assintótica. Em seguida, a metodologia é aplicada para determinação dos coeficientes efetivos para arranjo quadrático e hexagonal com fibra de geometria quadrada. Empregando diferentes frações volumétricas de fibras, os resultados via MEF foram comparados aos resultados analíticos obtidos através do Método dos Campos Uniformes (Uniform Field Method). Após a avaliação das limitações e potencial idades da metodologia, de forma direta, através de resultados analíticos, realizou-se a avaliação da mesma de forma indireta. Para tal, foram realizadas análises dinâmicas visando comparar as Funções de Resposta em Frequência (FRF) experimentais com as obtidas computacionalmente. Dessa forma, utilizou-se uma viga de alumínio estrutural engastada-livre, onde foram coladosduas pastilhas piezelétricas, sendo uma para realizar a excitação da estrutura e, a outra para fazer a aquisição dos dados. Os modelos computacionais via MEF empregaram para o domínio das pastilhas, as propriedades efetivas determinadas através da metodologia desenvolvida. Os resultados obtidos demonstraram mais uma vez as potencial idades da metodologia proposta. Assim, conclui-se que a metodologia numérica não é somente uma boa alternativa para o cálculo de coeficientes efetivos de compósitos inteligentes, mas também uma ferramenta para o projeto de estruturas inteligentes monitoradas por materiais piezelétricos
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2012
- Data da defesa: 15.02.2012
-
ABNT
MEDEIROS, Ricardo de. Desenvolvimento de uma metodologia computacional para determinar coeficientes efetivos de compósitos inteligentes. 2012. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2012. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-23072012-143759/. Acesso em: 29 dez. 2025. -
APA
Medeiros, R. de. (2012). Desenvolvimento de uma metodologia computacional para determinar coeficientes efetivos de compósitos inteligentes (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-23072012-143759/ -
NLM
Medeiros R de. Desenvolvimento de uma metodologia computacional para determinar coeficientes efetivos de compósitos inteligentes [Internet]. 2012 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-23072012-143759/ -
Vancouver
Medeiros R de. Desenvolvimento de uma metodologia computacional para determinar coeficientes efetivos de compósitos inteligentes [Internet]. 2012 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-23072012-143759/ - Development of a criterion for predicting residual strength of composite structures damaged by impact loading
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