Nonlinear finite element aeroelastic modelling of reinforced skin panels in supersonic flows (2018)
- Authors:
- Autor USP: PACHECO, DOUGLAS RAMALHO QUEIROZ - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- DOI: 10.11606/D.18.2018.tde-22052024-174343
- Subjects: ESTRUTURA DE AERONAVES; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; AEROELASTICIDADE DE AERONAVES
- Keywords: FLUTTER DE PAINEL; VIGA DE TIMOSHENKO NÃO LINEAR; PLACA REFORÇADA
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O flutter de painel é um fenômeno aeroelástico que pode lavar a falhas veículos aeroespaciais operando em velocidades supersônicas. Uma modelagem confiável do fenômeno é crucial para prever de maneira segura a vida útil de revestimentos aeronáuticos, sendo, portanto, de grande importância para o projeto de estruturas aeroespaciais. A maioria dos trabalhos publicados sobre este tema trata cada painel como uma estrutura isolada. Na realidade, entretanto, revestimentos aeronáuticos são tipicamente compostos por grandes painéis montados sobre longarinas, stringers e outros elementos de reforço. A presença destes elementos acaba subdividindo o painel em múltiplas células menores capazes de interagir durante o flutter - tornando, com isso, o movimento aeroelástico potencialmente mais complexo e perigoso. Ademais, reforçadores também são estruturas deformáveis, que, portanto, participam da dinâmica do problema. Neste contexto, o presente trabalho trata do estudo e implementação de um modelo computacional em elementos finitos para análise de flutter em painéis reforçados. Emprega-se uma combinação do modelo de placa de Mindlin com o modelo de viga de Timoshenko, incluindo não-linearidade geométrica. O modelo e as análises abordam tanto painéis isotrópicos quanto laminados. A aerodinâmica é simulada pela teoria de pistão, adequada para escoamentos alto-supersônicos. As equações de energia são discretizadas pelo Método dos Elementos Finitos, resultando em equações de movimento que são resolvidas no domínio do tempo por meio de um método de Newmark iterativo. O código final é verificado via comparação com soluções numéricas encontradas na literatura. Em termos de análises, este trabalho foca em três aspectos, com o objetivo de preencher uma lacuna da literatura específica: a) Investigar como reforçadores comportam-se durante o flutter,do ponto de vista dinâmico, e como sua vibração afeta o movimento aeroelástico como um todo; b) Estudar a influência da geometria dos reforçadores sobre tais efeitos; e c) Avaliar as imprecisões do modelo de painel isolado por meio de uma comparação sistemática entre os resultados deste modelo e aqueles gerados pela presente abordagem multi-célula. Resultados revelam novos fenômenos aeoelásticos oriundos da modelagem dos reforçadores como elementos estruturais flexíveis. Ademais, demonstra-se que a popular hipótese de fixação ideal pode ser altamente não conservadora no que diz respeito à condição crítica de flutter e à intensidade das vibrações
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 03.08.2018
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo NÃO é de acesso aberto
-
ABNT
PACHECO, Douglas Ramalho Queiroz. Nonlinear finite element aeroelastic modelling of reinforced skin panels in supersonic flows. 2018. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-22052024-174343/. Acesso em: 05 fev. 2026. -
APA
Pacheco, D. R. Q. (2018). Nonlinear finite element aeroelastic modelling of reinforced skin panels in supersonic flows (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-22052024-174343/ -
NLM
Pacheco DRQ. Nonlinear finite element aeroelastic modelling of reinforced skin panels in supersonic flows [Internet]. 2018 ;[citado 2026 fev. 05 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-22052024-174343/ -
Vancouver
Pacheco DRQ. Nonlinear finite element aeroelastic modelling of reinforced skin panels in supersonic flows [Internet]. 2018 ;[citado 2026 fev. 05 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-22052024-174343/ - Finite element analysis of fluttering plates reinforced by flexible beams: an energy-based approach
- Panel flutter suppression with nonlinear energy sinks: numerical modeling and analysis
- On the effects of structural coupling on the supersonic flutter and limit cycle oscillations of transversely reinforced panels
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.18.2018.tde-22052024-174343 (Fonte: oaDOI API)
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