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Percorrer por autor "Bertoldi, Priscilla do Rocio"

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  • Identificação das propriedades elásticas de uma placa laminada a partir das suas frequências naturais
    Publication . Bertoldi, Priscilla do Rocio; Lopes, Hernâni Miguel Reis
    A presente dissertação descreve a identificação das propriedades elásticas de um laminado compósito através da aplicação de um método inverso. Neste âmbito, são apresentadas as metodologias não destrutivas mais relevantes na identificação das propriedades em placas laminadas compósitas, com destaque para os trabalhos mais recentes sobre a resolução do problema inverso através da aplicação dos algoritmos de otimização meta-heurísticos inspirados na natureza. Com base neste estudo, são descritas de forma sucinta as metodologias dos algoritmos meta-heurísticos Genético, Enxame de Partículas, Pirilampo e Pesquisa Cuco. São igualmente apresentados os métodos de fabrico de materiais compósitos, assim como a Teoria Clássica dos Laminados, dando ênfase ao processo de moldação por compressão a quente, o qual foi usado no fabrico do laminado compósito que serviu de caso de estudo para a identificação das suas propriedades elásticas. A metodologia proposta procura identificar as propriedades elásticas da placa a partir da medição das suas frequências naturais. A implementação da metodologia envolveu o desenvolvimento de um modelo numérico do laminado utilizando o ANSYS® MAPDL que fará o cálculo das frequências naturais numéricas, e a criação de um programa em MATLAB® que irá gerar as propriedades do laminado, seguindo a filosofia do algoritmo Genético e do Enxame de Partículas, na procura de minimizar a diferença entre as frequências naturais numéricas e experimentais. Para a aplicação do método inverso de identificação das propriedades, foi fabricado um laminado compósito de fibra de carbono e resina epóxida. Após o seu fabrico foram identificadas as suas frequências naturais experimentais para a condição livre-livre através da excitação da estrutura por martelo de impacto e medição da sua resposta através de um microfone. Um estudo comparativo entre os dois algoritmos implementados foi conduzido, o qual permitiu identificar o Enxame de Partículas como o mais eficaz na identificação das propriedades elásticas da placa. A influência do número de frequências naturais e do número de agentes de pesquisa no desempenho deste algoritmo foi analisada, tendo-se identificados entre 8 a 12 frequências e 100 agentes como as melhores escolhas. A validação das propriedades elásticas identificadas pelo método inverso foi realizada por comparação com as medidas através do ensaio clássico de tração. Para tal, foram extraídos da placa seis provetes e ensaiados. Os resultados demonstraram-se que existe grande proximidade entre os módulos de elasticidade, 𝐸1 e 𝐸2, e o coeficiente de Poisson 𝜈12 obtidos pelos dois métodos. Provou-se que o método inverso pode ser assumido como boa alternativa para a identificação das propriedades elásticas do laminado, com a vantagem adicional de ser um método não destrutivo.
    2023Dissertação de mestrado Acesso aberto Ver mais