dc.contributor.advisor | Tonatto, Maikson Luiz Passaia | |
dc.contributor.advisor | Ramos, Gustavo Roberto | |
dc.creator | Pinheiro, Breno Rezende | |
dc.date.accessioned | 2024-09-12T15:47:37Z | |
dc.date.available | 2024-09-12T15:47:37Z | |
dc.date.issued | 2023-12-01 | |
dc.date.submitted | 2023 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/33022 | |
dc.description | Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria - Campus Cachoeira do Sul, Curso de Engenharia Mecânica, RS, 2023. | por |
dc.description.abstract | The 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.language | por | por |
dc.rights | Acesso Aberto | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | VAT | por |
dc.subject | Compósitos | por |
dc.subject | Cilindros | por |
dc.subject | Ângulo variável | por |
dc.subject | Flambagem | por |
dc.subject | Elementos finitos | por |
dc.subject | VAT | eng |
dc.subject | Composites | eng |
dc.subject | Cylinders | eng |
dc.subject | Variable angle | eng |
dc.subject | Buckling | eng |
dc.subject | Finite elements | eng |
dc.title | Análise numérica de cilindros de compósitos com ângulo de fibra variável | por |
dc.title.alternative | Numerical analysis of composite cylinders with variable angle | eng |
dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação | por |
dc.degree.local | Cachoeira do Sul, RS, Brasil | por |
dc.degree.graduation | Curso de Engenharia Mecânica | por |
dc.description.resumo | A 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.country | Brasil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
dc.publisher.unidade | UFSM Cachoeira do Sul | por |