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Estrutura auxética multifuncional: Caracterização mecânica e piezoresistiva para monitorização estrutural em tempo real
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Aeronáutica | |
| dc.contributor.advisor | Fonseca, Gonçalo Pereira da | |
| dc.contributor.advisor | Pereira, João Pedro Nunes | |
| dc.contributor.advisor | Silva, Abílio Manuel Pereira da | |
| dc.contributor.author | Ramos, Francisco Guedes da Costa Justo | |
| dc.date.accessioned | 2025-11-19T15:18:54Z | |
| dc.date.available | 2025-11-19T15:18:54Z | |
| dc.date.issued | 2025-03-25 | |
| dc.date.submitted | 2025-01-30 | |
| dc.description.abstract | Neste trabalho, propõe-se uma estrutura multifuncional com coeficiente de Poisson negativo e sensibilidade piezoresistiva, com potencial para ser incorporada numa nervura de uma aeronave de pequenas dimensões, para monitorização estrutural. Esta estrutura explora tecnologias promissoras na Engenharia Aeronáutica, nomeadamente: -manufatura aditiva, que tem sido usada graças à sua capacidade de produzir peças mais leves com igual resistência e com geometrias mais complexas; -sensores de monitorização da saúde estrutural (SHM), que permitem monitorizar os componentes das aeronaves; -estruturas auxéticas, com coeficiente de Poisson negativo, que lhes conferem uma capacidade superior de absorção de energia. Para tal, foi fabricada e caracterizada uma estrutura piezoresistiva, de geometria auxética reentrante, através de estereolitografia (SLA), aditivando-se uma resina comercial fotopolimérica com nanotubos de carbono (MWCNT). As estruturas foram testadas em ensaios mecânicos de flexão em três pontos, tendo sido avaliada a sua resposta piezoresistiva. Dos ensaios cíclicos e de rutura, observou-se uma excelente correlação entre a resposta mecânica e piezoresistiva, com uma sensibilidade (Gauge Factor) de -0,78. A adição do nano reforço condutor promoveu um aumento de 300% na resistência mecânica. Estes resultados demonstram o potencial para futuros estudos sobre estruturas de geometria auxética aplicadas a componentes aeronáuticos. | por |
| dc.description.abstract | This work proposes a multifunctional structure with negative Poisson's ratio and piezoresistive sensitivity, which has the potential to be incorporated into a rib of a small aircraft for structural monitoring. It explores promising technologies in aeronautical engineering, namely: -additive manufacturing, which has been used thanks to its ability to produce lighter parts with the same strength and more complex geometries; - structural health monitoring (SHM) sensors, which make it possible to monitor aircraft components; -auxetic structures, with a negative Poisson's ratio, giving them a unique energy absorption capacity. To this end, a piezoresistive structure with a re-entrant auxetic geometry was manufactured and characterized using stereolithography (SLA) by adding a commercial photopolymer resin with multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). The structures were tested in three-point bending and piezoresistive tests. The cyclic and fracture bending tests showed an excellent correlation between the mechanical and piezoresistive response with a sensitivity (Gauge Factor) of -0.78. The addition of the MWCNT filler showed an increase in mechanical properties of approximately 300%. These results pave the way for future studies on auxetic geometry structures for aeronautical components, allowing this technology to be further developed. | eng |
| dc.identifier.tid | 204045754 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.6/19291 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | |
| dc.subject | Coeficiente de Poisson Negativo | por |
| dc.subject | Esterolitografia | por |
| dc.subject | Estrutura Reentrante | por |
| dc.subject | Estruturas Auxéticas | por |
| dc.subject | Estruturas Piezoresistivas | por |
| dc.subject | Fabrico Aditivo | por |
| dc.subject | Flexão em 3 Pontos | por |
| dc.subject | Mwcnt | por |
| dc.subject | Shm | por |
| dc.title | Estrutura auxética multifuncional: Caracterização mecânica e piezoresistiva para monitorização estrutural em tempo real | por |
| dc.type | master thesis | por |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | Mestrado Integrado em Engenharia Aeronáutica | por |
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