Modelagem de núcleos em colméia na análise mecânica de painéis-sanduíche

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo sobre a reposta elástica a carregamentos mecânicos de painéis-sanduíche constituídos por faces compósitas ortotrópicas e núcleo em colmeia hexagonal regular, focando na influência do núcleo neste comportamento. Deseja-se validar a utilização de propriedades elásticas aproximadas encontradas na literatura para a criação de um modelo contínuo simplificado que represente a colmeia. Para tanto, simulações em métodos de elementos finitos são utilizadas na obtenção das propriedades equivalentes de placas em colméia de diferentes tamanhos e seus resultados são comparados aos valores previstos pelas equações presentes na literatura. Busca-se ainda estudar a funcionalidade de diferentes tipos de simplificação da geometria nuclear para a redução do custo computacional de análises numéricas. Isso é realizado pela solução de problemas flexurais envolvendo painéis-sanduíche pela ótica de diferentes níveis de simplificação de núcleo, comparando o comportamento resultante entre si e com soluções analíticas conhecidas. Essas análises mostram um aumento de até 1% nas deflexões de modelos que utilizem propriedades calculadas analiticamente, quando comparados àqueles que fazem uso de propriedades obtidas numericamente, e uma variação de até 6% nas respostas obtidas através de diferentes modelos de simplificação (sendo tomada como referência a representação completa da geometria nuclear hexagonal por meio de elementos de casca).