Modelagem de painéis Sandwich Honeycomb utilizando o Método de ondas e elementos finitos

Abstract

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.