PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Dissertação de Mestrado 2000

Análise da flambagem por cisalhamento de placas laminadas na presença de tensões térmicas.

Autor

André Luiz de Lucas Verri Nunes

Orientador

  • Orientador Sérgio Frascino Müller de Almeida

Área de Concentração

Dinâmica de Sistemas Aeroespaciais e Mecatrônica

Data de Defesa

2000

Número da Tese

000447572

Resumo

Os painéis aeronáuticos de materiais compósitos laminados podem falhar em flambagem por compressão ou por cisalhamento. Já foi demonstrado que as tensões térmicas residuais de cura podem afetar significativamente a carga de flambagem por compressão de painéis finos de carbono / epoxi, havendo configurações onde as tensões residuais térmicas aumentam a carga de flambagem e outras configurações onde elas são prejudiciais. Dessa forma, uma rotina computacional de análise estrutural foi desenvolvida em linguagem FORTRAN para projetar o painel de modo que as tensões residuais térmicas atuem de forma favorável ao aumento da carga crítica de flambagem por compressão. Efeito análogo também deve ocorrer para flambagem por cisalhamento. Entretanto, uma análise sistemática do efeito das tensões residuais térmicas na flambagem por cisalhamento ainda não existe na literatura. O problema de flambagem por cisalhamente leva a uma formulação de elementos finitos em que a matriz de rigidez geométrica não é positiva definida. Portanto, o algoritmo de interação por subespaço, usualmente utilizado em problemas de flambagem por compressão, não é adequado para o tratamento deste problema. Desta forma o presente trabalho objetivou complementar e modificar um pacote computacional de elementos finitos já existente possibilitando análises de flambagem por cisalhamento. Foram feitas análises sistemáticas do efeito das tensões residuais térmicas na carga de flambagem por cisalhamento para determinar as configurações mais favoráveis para projeto de painéis de compósito. Foi verificado que a carga crítica de flambagem por cisalhamento aumenta com a diferença entre a temperatura de trabalho (ambiente) e a temperatura de cura do material.

Palavras-chave

Análise estrutural Flambagem Cisalhamento Placas (membros estruturais) Tensões térmicas Resistência à compressão Carbono Compósitos de matriz epoxi Engenharia estrutural Engenharia de materiais