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dc.contributor.advisorTonatto, Maikson Luiz Passaia
dc.contributor.advisorRamos, Gustavo Roberto
dc.creatorPinheiro, Breno Rezende
dc.date.accessioned2024-09-12T15:47:37Z
dc.date.available2024-09-12T15:47:37Z
dc.date.issued2023-12-01
dc.date.submitted2023
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/33022
dc.descriptionTrabalho de Conclusão de Curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria - Campus Cachoeira do Sul, Curso de Engenharia Mecânica, RS, 2023.por
dc.description.abstractThe demand for lighter and stronger structures is increasing more and more, highly targeted in projects in which the mass factor is critical. In the meantime, the use of composite materials stands out; although it is a highly challenging area of research due to the complex effects on structures, they meet the characteristic design demands with quality. One of the best known effects is the potential of mechanical strength when the load is aligned to the fiber of the composite laminate. Aiming to explore the maximum of this potential, the variable angle tubes (VATs) appear, being structures designed for the filament to present an angular variation along its length, to align the fiber with the applied load. The present work aims to develop a numerical model of cylindrical tubes made of composite material submitted to axial compression, in order to preliminarily explore the effects of variable fiber angle and thickness. This is done by reproducing the results of models already studied by Wang et al. (2020). The development is carried out through numerical study based on the application of the finite element method for extracting eigenvalues to predict critical loads and buckling modes of seven different models - one constant angle model; a model with four sections and constant angle, a model with eight sections and constant angle; a linear variable angle and constant thickness model, a linear variable angle and variable thickness model, a polynomial variable angle and constant thickness model, and a polynomial variable angle and variable thickness model.Additionally, a comparative evaluation of critical loads and buckling modes was conducted, emphasizing the models with linear and second-order variations in the fiber angle, along with variable thickness. These models demonstrated a significant improvement of 20% in the critical buckling load. Finally, enhancements are proposed for the analyzed models.eng
dc.languageporpor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectVATpor
dc.subjectCompósitospor
dc.subjectCilindrospor
dc.subjectÂngulo variávelpor
dc.subjectFlambagempor
dc.subjectElementos finitospor
dc.subjectVATeng
dc.subjectCompositeseng
dc.subjectCylinderseng
dc.subjectVariable angleeng
dc.subjectBucklingeng
dc.subjectFinite elementseng
dc.titleAnálise numérica de cilindros de compósitos com ângulo de fibra variávelpor
dc.title.alternativeNumerical analysis of composite cylinders with variable angleeng
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãopor
dc.degree.localCachoeira do Sul, RS, Brasilpor
dc.degree.graduationCurso de Engenharia Mecânicapor
dc.description.resumoA demanda por estruturas mais leves e resistentes aumenta cada vez mais, sendo alta mente visada em projetos nos quais o fator massa é crítico. Nesse contexto, o emprego dos materiais compósitos se destacam; embora seja uma área de pesquisa altamente desafiadora devido aos efeitos complexos nas estruturas, atendem com qualidade as so licitações de projetos característicos. Um dos efeitos mais conhecidos é o potencial de resistência mecânica quando a carga é alinhada à fibra do laminado compósito. Visando explorar ao máximo esse potencial, surgem os cilindro de ângulo variável (VATs), sendo estruturas projetadas para as fibras apresentarem uma variação angular ao longo de seu comprimento, para assim alinhar a fibra com o carregamento aplicado. O presente traba lho tem o objetivo de desenvolver um modelo numérico de cilindros cilíndricos de material compósito submetidos a compressão axial, a fim de explorar preliminarmente os efeitos do ângulo de fibra e espessura variáveis, ao reproduzir os resultados dos modelos já estuda dos por Wang et al. (2020). O desenvolvimento se dá pelo estudo numérico baseado na aplicação do método de elementos finitos para a extração dos autovalores para previsão das cargas críticas e modos de flambagem de sete modelos diferentes - um de ângulo constante; um modelo com quatro seções e de ângulo constante, um modelo com oito se ções e de ângulo constante; um modelo de ângulo variável linear e espessura constante, um modelo de ângulo variável linear e espessura variável, um modelo de ângulo variável polinomial e espessura constante e um modelo de ângulo variável polinomial e espessura variável. Adicionalmente, realizou-se uma avaliação comparativa das cargas críticas e mo dos de flambagem obtidos, destacando-se os modelos de variação linear e de segunda ordem do ângulo de fibra, juntamente com a espessura variável, que apresentaram uma notável melhoria de 20% na carga crítica de flambagem. Por fim, melhorias são propostas nos modelos analisados.por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApor
dc.publisher.unidadeUFSM Cachoeira do Sulpor


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