| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 16.03 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
This dissertation’s main interest is to investigate auxetic structures and their potential
applications, especially in the aeronautical sector. Due to the unique properties of these
structures, they are increasingly gaining importance in the aeronautical industry for addressing many problems and challenges. Auxetic structures have potential applications in
lightweight structures with high mechanical properties and a significant energy absorption capacity. During this study, it is understood that additive manufacturing (AM) plays
a crucial role in auxetic structures as it allows the construction of complex structures, such
as auxetic structures. After a review of various types of auxetic structures, one structure
stood out, not only for its unusual shape but also for its properties. This S-shaped structure stands out for reduced stress concentration, high energy absorption capacity, and
high elastic recovery. Due to this distinction, it was decided to study this structure in detail. In this work, several samples of S-shaped structures were manufactured using AM
as the manufacturing method and polyethylene terephthalate glycol (PETG) as the material. The samples underwent two types of experimental tests, compression tests, and
creep-recovery tests. This allowed obtaining valuable information about the behavior of
these structures under load and their recovery after the application of loads. A numerical
model was also developed to better understand the S-shaped structure. The numerical
model was based on data obtained from the characterization of the PETG material. The
simulation results are meticulously compared to experimental data, highlighting the effectiveness of the numerical models despite inherent complexities. Finally, the findings of
this work project a promising future for PETG and auxetic structures in various engineering domains, including composites, automotive safety, aeronautics, and aerospace. The
foundation established in this work paves the way for future research, enabling a deeper
exploration of the possibilities and implications of these innovative materials and structures.
Esta dissertação tem como interesse principal investigar estruturas auxéticas e as suas possíveis aplicações, especialmente no setor aeronáutico. Devido às propriedades únicas destas estruturas, elas cada vez mais ganham importância na indústria aeronáutica por conseguirem dar resposta a muitos problemas e dificuldades nesta indústria. As estruturas auxéticas têm possivel aplicação em estruturas leves, de altas propriedades mecânicas e com grande capacidade de absorção de energia. Durante a realização deste estudo, percebe-se que o fabrico aditivo (AM) é uma tecnologia que tem um papel muito importante nas estruturas auxéticas uma vez que permite a construção de estruturas complexas, que é o caso das estruturas auxéticas. Após ter sido feita uma revisão dos vários tipos de estruturas auxéticas, uma das estruturas destacou-se, não só pela sua forma invulgar, mas também pelas suas propriedades. Esta estrutura em forma de S, destaca-se pelas seguintes propriedades: concentração de esforços reduzida, elevada capacidade de absorção de energia e elevada recuperação elástica. Devido a este destaque, decidiu-se estudar em pormenor esta estrutura. Neste trabalho fabricaram-se várias amostras de estruturas em forma de S, utilizando AM como método de fabrico e o politereftalato de etileno glicol (PETG) como material. As amostras foram submetidas a dois tipos de testes experimentais, testes de compressão e testes de recuperação de fluência. Desta forma foi possível obter informações valiosas acerca do comportamento destas estruturas sob carga e da sua recuperação após a aplicação de cargas. Também foi desenvolvido um modelo numérico para melhor compreensão da estrutura em forma S. O modelo númerico foi feito a partir dos dados obtidos com a caracterização do material PETG. Os resultados das simulações são meticulosamente comparados aos dados experimentais, destacando a eficácia dos modelos numéricos, apesar das complexidades inerentes. Por último, as descobertas deste trabalho projetam um futuro promissor para o PETG e para as estruturas auxéticas em diversos domínios da engenharia, incluindo compósitos, segurança automotiva, aeronáutica e aeroespacial. O alicerce estabelecido neste trabalho abre caminho para futuras pesquisas, possibilitando uma exploração mais profunda das possibilidades e implicações desses materiais e estruturas inovadoras.
Esta dissertação tem como interesse principal investigar estruturas auxéticas e as suas possíveis aplicações, especialmente no setor aeronáutico. Devido às propriedades únicas destas estruturas, elas cada vez mais ganham importância na indústria aeronáutica por conseguirem dar resposta a muitos problemas e dificuldades nesta indústria. As estruturas auxéticas têm possivel aplicação em estruturas leves, de altas propriedades mecânicas e com grande capacidade de absorção de energia. Durante a realização deste estudo, percebe-se que o fabrico aditivo (AM) é uma tecnologia que tem um papel muito importante nas estruturas auxéticas uma vez que permite a construção de estruturas complexas, que é o caso das estruturas auxéticas. Após ter sido feita uma revisão dos vários tipos de estruturas auxéticas, uma das estruturas destacou-se, não só pela sua forma invulgar, mas também pelas suas propriedades. Esta estrutura em forma de S, destaca-se pelas seguintes propriedades: concentração de esforços reduzida, elevada capacidade de absorção de energia e elevada recuperação elástica. Devido a este destaque, decidiu-se estudar em pormenor esta estrutura. Neste trabalho fabricaram-se várias amostras de estruturas em forma de S, utilizando AM como método de fabrico e o politereftalato de etileno glicol (PETG) como material. As amostras foram submetidas a dois tipos de testes experimentais, testes de compressão e testes de recuperação de fluência. Desta forma foi possível obter informações valiosas acerca do comportamento destas estruturas sob carga e da sua recuperação após a aplicação de cargas. Também foi desenvolvido um modelo numérico para melhor compreensão da estrutura em forma S. O modelo númerico foi feito a partir dos dados obtidos com a caracterização do material PETG. Os resultados das simulações são meticulosamente comparados aos dados experimentais, destacando a eficácia dos modelos numéricos, apesar das complexidades inerentes. Por último, as descobertas deste trabalho projetam um futuro promissor para o PETG e para as estruturas auxéticas em diversos domínios da engenharia, incluindo compósitos, segurança automotiva, aeronáutica e aeroespacial. O alicerce estabelecido neste trabalho abre caminho para futuras pesquisas, possibilitando uma exploração mais profunda das possibilidades e implicações desses materiais e estruturas inovadoras.
Description
Keywords
Análise Numérica Coeficiente de Poisson Estrutura em Forma de S Estruturas Auxéticas Fabrico Aditivo Gémeo Digital Petg