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Contribution to theory of plates: structural analyses of laminated composites and sandwich structures via unified formulations (2015)

  • Authors:
  • Autor USP: CALIRI JUNIOR, MAURICIO FRANCISCO - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SEM
  • Subjects: MATERIAIS COMPÓSITOS; LAMINADOS; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
  • Language: Inglês
  • Abstract: Em engenharia, a quantidade de problemas geométricos complexos que precisam ser resolvidos empregando teorias de placas ou cascas é notável. Esta é a razão por que há tantas teorias que buscam simplificar os problemas tridimensionais em outros menos custosos computacionalmente. Além disso, o aumento atual do uso de estruturas sanduíche requer que as formulações bidimensionais sejam mais precisas. Esta tese, num primeiro momento, compila a maioria das teorias de placa, comentando as principais diferenças, vantagens e desvantagens de cada uma. As formulações bidimensionais de placas laminadas são classificadas principalmente de acordo com o tratamento da coordenada na direção normal a superfície da mesma: Camada Única Equivalente (ESL), ESL refinada (teorias Zig-Zag) e Teorias Discretas ou de Camada (L W). Cada uma destas teorias é revista juntamente com as hipóteses de placas que são feitas para cada uma das camadas ou para o laminado como um todo. Para resolver tais problemas estruturais em engenharia, métodos numéricos são normalmente utilizados. Portanto, num segundo momento, alguns métodos de solução são citados e revisados, mas o foco é dado ao Método dos Elementos Finitos (MEF). A contribuição deste trabalho consiste na implementação de um novo método de solução de compósitos laminados e estruturas sanduíche com base em um sistema unificado de Formulação Generalizada (GUF) via MEF. Um elemento quadrilátero de 4 nós foi desenvolvido e avaliado com um código de Elementos Finitos desenvolvido pelo presente autor. Os requisitos para continuidade do tipo C-I são respeitados para a variável de deflexão da placa. Esse método é nomeado de Formulação Generalizada do Caliri (CGF). Resultados para placas isotrópicas, placas de laminado compósito e estruturas sanduíche consideradas finas ou espessas são comparados com dados da literatura e soluções via Abaqus.Os resultados obtidos ao longo da espessura reforçam a necessidade de soluções de placa não-lineares para placas espessas (laminadas ou não). Mostrou-se que as soluções estáticas e dinâmicas empregando o método proposto fornecem resultados coerentes quando comparados com outros métodos de solução. Dentre os diversos estudos de caso investigados, verificou-se que é possível se obter resultados com alta concordância. Para uma estrutura sanduíche com núcleo macio, o resultado de deslocamento previsto para um carregamento estático chega a 99.8% de concordância e o resultado de uma análise modal da mesma estrutura mostra uma concordância de 99.5% com os resultados de um modelo feito com elementos 3D em um programa comercial de elementos finitos
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 17.04.2015
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      CALIRI JUNIOR, Mauricio Francisco; TITA, Volnei. Contribution to theory of plates: structural analyses of laminated composites and sandwich structures via unified formulations. 2015.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-101122/pt-br.php >.
    • APA

      Caliri Junior, M. F., & Tita, V. (2015). Contribution to theory of plates: structural analyses of laminated composites and sandwich structures via unified formulations. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-101122/pt-br.php
    • NLM

      Caliri Junior MF, Tita V. Contribution to theory of plates: structural analyses of laminated composites and sandwich structures via unified formulations [Internet]. 2015 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-101122/pt-br.php
    • Vancouver

      Caliri Junior MF, Tita V. Contribution to theory of plates: structural analyses of laminated composites and sandwich structures via unified formulations [Internet]. 2015 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-101122/pt-br.php


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