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Carlos Alberto Cimini Juniorhttp://lattes.cnpq.br/6773795080923981Marcelo GrecoCristina Ferreira de Paulahttp://lattes.cnpq.br/3779696795767026Bruna Luiza Nolli2023-08-01T20:10:22Z2023-08-01T20:10:22Z2019-06-17http://hdl.handle.net/1843/57331Aeronautic industry is aiming to increase the efficiency and to reduce the costs of their aircrafts, in order to develop airplanes with better performance and lower fuel consumption. Researches have demonstrated that shear panels can carry a significant amount of load after reaching its initial buckling load. Therefore, exploring the post-buckling capacity of composite materials reinforced panels results in lighter and less expensive structures. For the metallic reinforced panels there is a consolidated methodology developed by NASA (National Aeronautics and Space Administration) to calculate the diagonal tension, NACA TN2661 (Kuhn, Peterson and Levin, 1952a). For the composite reinforced panels, most studies are trying to adapt this method for composite materials, taking into account the anisotropy of the material. But they do not consider the fact that anisotropy is not the only characteristic of the material that affects the post-buckling behavior. Stacking sequence, and fibers orientation have influence in buckling analysis, therefore they have effects in the post-buckling behavior. Therefore, this study was developed to improve the understanding of the post-buckling behavior in composite reinforced panels, and to build a finite element model to be used in reinforced panel design, reducing the expenses with tests. The main goals of this study are to develop a method to calibrate a FEM to represents the post-buckling behavior of the composite reinforced panel without having to use experimental results; study the variations in stacking sequence in post-buckling analysis; choose the reinforced panel that have the best behavior during the post- buckling analysis: metallic or composite. The results have shown that the FEM developed in this study, considering the load, boundary conditions and materials described, can represent the behavior of the composite reinforced panel and its post-buckling behavior. Also, after the comparison between six composite reinforced panels models with different stacking sequence, the layup that presented the lowest values for the failure indices was the one with +45 and -45 at the outside layers. This laminate was chosen to be compared with the metallic reinforced panel model, and this comparison have shown that the composite reinforced panel could withstand higher loads, so it is considered the best for the post-buckling behavior analysis.A indústria aeronáutica tem como objetivo aumentar a eficiência e reduzir os custos de suas aeronaves, a fim de desenvolver aviões com melhor desempenho e menor consumo de combustível. As pesquisas demonstraram que os painéis de cisalhamento podem suportar uma quantidade significativa de carga após atingir sua carga inicial de flambagem. Portanto, explorar a capacidade pós-flambagem de painéis reforçados em materiais compósitos resulta em estruturas mais leves e menos dispendiosas. Para os painéis reforçados metálicos existe uma metodologia consolidada para o cálculo de tração diagonal desenvolvida pela NASA (National Aeronautics and Space Administration), NACA TN2661 (Kuhn, Peterson e Levin, 1952a). Todavia, para os painéis reforçados em material compósito não existe um método e sim estudos, que em sua maioria estão tentando adaptar o método NACA TN2661 para materiais compósitos, levando em consideração a anisotropia do material. Mas esses estudos não consideram o fato de que a anisotropia não é a única característica do material que afeta o comportamento pós-flambagem. A sequência de empilhamento e a orientação das fibras têm influência na análise de flambagem, portanto, elas têm efeitos no comportamento pós-flambagem. Dessa forma, este estudo foi desenvolvido para aprimorar a compreensão do comportamento pós-flambagem em painéis reforçados em compósitos, e construir um modelo de elementos finitos a ser utilizado em projetos futuros de análise de tração diagonal em painéis reforçados, reduzindo as despesas com testes. Os principais objetivos deste estudo são desenvolver um método para calibrar um modelo de elementos finitos para representar o comportamento de pós-flambagem do painel reforçado em compósito evitando o uso de resultados experimentais; estudar as variações na sequência de empilhamento de painéis reforçados em compósito na análise pós-flambagem; escolha do painel reforçado que tem o melhor comportamento durante a análise pós-flambagem: metálico ou compósito. Os resultados mostraram que o modelo de elementos finitos desenvolvido neste estudo, considerando a carga, as condições de contorno e os materiais descritos, representa o comportamento do painel reforçado em compósito e seu comportamento na pós- flambagem. Além disso, após a comparação entre seis modelos de painéis reforçados em compósitos com diferentes sequências de empilhamento, o empilhamento que apresentou os menores valores para os índices de falha foi o de + 45º e-45º nas camadas externas. Este laminado foi escolhido para ser comparado com o modelo do painel reforçado metálico, e esta comparação mostrou que o painel reforçado em compósito suporta cargas mais elevadas. Assim, o painel reforçado em compósito é considerado o melhor para a análise do comportamento do pós-flambagem. Palavras-chave: tração diagonal, análise de pós-flambagem, modelo de elementos finitos, material compósito.engUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de EstruturasUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURASEngenharia de estruturasFlambagem (Mecânica)Materiais compostosDiagonal tensionPost-buckling analysisFinite element modelComposite materialPost-buckling analysis of metal and composite reinforced panelsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALPost-buckling analysis of metal and composite reinforced panels.pdfPost-buckling analysis of metal and composite reinforced panels.pdfapplication/pdf4516232https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/57331/3/Post-buckling%20analysis%20of%20metal%20and%20composite%20reinforced%20panels.pdfa2d43153b06e4129c3033aa6d1ae8627MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/57331/4/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD541843/573312023-08-01 17:10:22.802oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-08-01T20:10:22Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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