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Título: Modelagem de painéis Sandwich Honeycomb utilizando o Método de ondas e elementos finitos
Autor(es): Sousa, Kleverson Carvalho de
Orientador(es): Fabro, Adriano Todorovic
Assunto: Método dos elementos finitos
Painel sandwiche honeycomb
Ondas - propagação
Data de publicação: 4-Jan-2018
Data de defesa: 21-Ago-2017
Referência: SOUSA, Kleverson Carvalho de. Modelagem de painéis Sandwich Honeycomb utilizando o Método de ondas e elementos finitos. 2017. ix, 83 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: A hipótese de estruturas periódicas é muito usada em várias aplicações em engenharia, indo de plataformas de petróleo a projetos aeroespaciais. Tais estruturas podem ter seu comportamento vibroacústico interpretado através de suas propriedades de propagação de ondas, como uma alternativa à interpretação modal, fornecendo diferentes informações para análise e projeto. Este trabalho apresenta a modelagem e caracterização do comportamento dinâmico de um painel sandwiche honeycomb, de utilização aeroespacial, através do método de ondas e elementos finitos (Wave and Finite Elements - WFE). Um modelo de elementos finitos é proposto, assumindo-se propriedades homogeneizadas do núcleo honeycomb, e seus parâmetros são ajustados através de dados experimentais de um ensaio de análise modal, via vibrômetro laser doppler (LDV). A partir desse modelo, assumindo-se periodicidade em direções ortogonais, utiliza-se uma fatia da seção transversal do painel com apenas uma fração da quantidade de elementos necessária no modelo completo de elementos finitos. A partir do pós-processamento das matrizes de massa e rigidez, obtidas a partir de um pacote comercial, as curvas de dispersão são obtidas para frequências entre 1 Hz e 10 kHz, e os parâmetros de número de onda, velocidade de fase e modos de onda são analisados e seu comportamento físico é discutido. Os resultados experimentais obtidos são também discutidos a partir da análise de frequência espacial, via FFT2D, das formas de deflexão operacional, e ótima concordância é obtida.
Abstract: The assumption of periodic structures is widely used in engineering applications, such as oil platforms and aerospace design. Such structures can have their vibroacustic behaviour interpreted by their wave characteristics, as an alternative to the model interpretation, providing extra information for analysis and design. This work presents the modelling and characterization of the dynamic behaviour of a honeycomb sandwich panel, for aerospace applications, through the wave and finite element (WFE) method. A full finite element model is proposed, assuming homogenized properties of the honeycomb core, and its parameters are fit by a modal analysis, using a laser doppler vibrometer (LDV). Then, assuming periodicity on orthogonal directions, a slice of the transversal section of the panel is used with only a fraction of the number of elements needed for the full finite element analysis. From the post-processing of the mass and stiffness matrices, obtained from a commercial software, the dispersion curves and obtained for frequencies from 1 Hz to 10 kHz. The wavenumbers, phase and group velocities are then analysed and their physical behaviour is discussed. The spacial frequency of the experimental results are also discussed, via FFT2D approach, from the operational deflection shapes, and good agreement is found.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017.
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