Análise numérica de freqüência natural de materiais compósitos híbridos com memória de forma

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise numérica da freqüência natural em estruturas compósitas híbridas com memória de forma (SMAHC – Shape Memory Alloy Hybrid Composite). O estudo é desenvolvido considerando-se diferentes combinações de matriz/reforço e para diferentes frações volumétricas de ligas com memória de forma (SMA – Shape Memory alloys). Para cada combinação de matriz/reforço e fração volumétrica de SMA analisa-se a influência da fração volumétrica de fios de SMA e de fibras de reforço na freqüência natural para diferentes condições de contorno de uma viga Euler-Bernoulli tipo SMAHC. Neste trabalho os filamentos de SMA são dispostos uniformemente no plano médio da viga, paralelamente ao seu plano neutro. Os principais resultados ilustram que para vigas compósitas com baixa fração volumétrica de reforço as SMA provocam um aumento de até 18,1% na freqüência natural, e para todos os casos analisados observou-se uma variação de até 34,6% na freqüência natural entre as fases martensita e austenita. Os resultados mostram que os compósitos híbridos com memória de forma têm grande potencial de aplicação no controle vibração. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work presents a numerical analysis of the natural frequency in shape memory alloy hybrid composites (SMAHC). The analysis is developed for different combinations matrix/reinforcement and for different volumetric fractions of Shape Memory Alloys (SMA). For each combination matrix/reinforcement and SMA volumetric fraction the influence of the volumetric fraction of SMA and of reinforcement on the natural frequency of an SMAHC Euler-Bernoulli's beam is analyzed for different boundary conditions. In this work SMA filaments are arranged in the midplane, parallel to its neutral plane. The main results illustrate that for beams with small volumetric fraction of reinforcement the SMA filaments lead to an increase up to 18,1% in the natural frequency, and for all the analyzed cases occurred a variation up to 34,6% between the martensite and austenite phase.. The results show that shape memory hybrid composites have a high potential of application in the vibration control.