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MODELAGEM POR ELEMENTOS FINITOS DE ESTRUTURAS COMPOSTAS CONTENDO MATERIAIS POROELÁSTICOS

FINITE ELEMENT MODELING OF COMPOSITE STRUCTURES INCORPORATING POROELASTIC MATERIALS

Lima, Antônio Marcos Gonçalves de ; Silva, Victor Augusto da Costa ;

Artigo Completo:

O estudo do comportamento dinâmico de estruturas compostas incorporando materiais poroelásticos para fins de atenuação dos níveis de vibração e ruído é motivado pela sua grande importância tecnológica. Neste contexto, o presente trabalho é dedicado ao estudo numérico-computacional de estruturas compostas do tipo placas finas contendo elementos poroelásticos aplicados sob a forma de tratamentos superficiais na configuração de elementos multicamadas. Para a modelagem do comportamento dinâmico dos materiais poroelásticos, será utilizada a teoria generalizada de Biot. Já para a modelagem dos elementos estruturais compostos incorporando os materiais poroelásticos para serem aplicados sob a forma de tratamentos superficiais (camadas livres e restritas), será utilizada a teoria da camada equivalente única combinada com a teoria de cisalhamento de primeira ordem. Os resultados numéricos demonstram o interesse em se utilizar os materiais poroelásticos para o controle passivo de vibrações e ruído de sistemas dinâmicos.

Artigo Completo:

The study of dynamic behavior of composite structures incorporating poroelastic materials for vibration and noise attenuations is motivated by their application in the context of real-word engineering structures. In this context, this work is dedicated to the numerical and computational studies of composite plate structures with poroelastic materials to be applied as surface treatments to form the sandwich plate system. In order to model the dynamic behavior of the poroelastic materials, the generalized theory originally proposed by Biot is retained herein. For the structural composite elements incorporating poroelastic materials the equivalent layer theory combined with the first- order shear deformation theory will be used. The preliminary numerical results confirm the interest in using the poroelastic materials to reduce the noise levels of the system subjected to an external excitation.

Palavras-chave: Estruturas compostas, Materiais poroelásticos, Controle passivo, Elementos finitos, Composite structures, poroelastic materials, passive control, finite elements.,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/mathpro-cnmai-0042

Referências bibliográficas
  • [1] Biot, M. A., 1956, "The Theory of Propagation of Elastic Waves in a Fluid-Satured Porous Solid. Ι-Low Frequency Range. ΙΙ-High Frequency Range", J. Acoust. Soc. Am., Vol 28, pp 168-19
  • [2] Boily, S. and Charron, F., 1999, "The Vibroacoustic Response of a Cylindrical Shell Structure with Viscoelastic and Poroelastic Materials”, Journal of Applied Acoustics, Vol 58, pp. 131-15
  • [3] Champoux, Y. and Allard, J. F., 1991, "Dynamic Tortuosity and Bulk Modulus in Air-Saturated Porous Media”, J. Acoust. Soc. Am., Vol 89, pp 910-916.
  • [4] Christensen, R. M., 1982, “Theory of viscoelasticity: An introduction”, Academic Press, Inc., New York, 2nd edition.
  • [5] Clark, R.L., Füller, C.R., 1992, “Modal sensing of efficient acoustic radiators with polyvinylidene fluoride distributed sensors in active structural acoustic control approaches”, Journal of the Acoustical Society of America, vol. 91, pp. 3321-3329.
  • [6] Dauchez, N., Sahraoui, S., Atalla, N., 1998a, “Vibroacoustic Behavior of a Porous Layer Bonded onto a Plate”, 4th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, Toulouse, France.
  • [7] Dauchez, N., Sahraoui, S., Atalla, N., 1998b, “Numerical Analysis of Damping Added by a Foam Layer on a Vibrating Plate”, 16th ICA and 135th Meeting of the ASA, Seattle, Washington, USA.
  • [8] Delany, M. E. and Bazley, E. N., 1970, “Acoustical Properties of Fibrous Materials”, Applied Acoustics, Vol 3, pp. 105- 116.
  • [9] Johansen, T. F., Allard, J. F., Brouard, B., 1995, “Finite Element Method for Predicting the Acoustical Properties of
  • [10] Porous Samples”, Acta Acoustica, Vol 3, pp. 487-491.
  • [11] Johnson, D. L., Koplik, J., Dashen, R., 1987, “Theory of Dynamic Permeability and Tortuosity in Fluid-Saturated Porous Media”, J. Fluid Mechanics, Vol 176, pp. 379-402.
  • [12] Lima Jr., J. J. de, Arruda, J. R. F., 1997, “Finite Element Modeling of Piezoceramic Sensors and Actuators”, Anais do XVΙΙΙ CILANCE, Congresso Ibero Latino – Americano de Métodos Computacionais para Engenharia, Brasília, v1, pp. 751-757.
  • [13] Moran, H. J. P. and Ohayon, R., 1992, Interactions fluide-structures, Paris, Masson.
  • [14] Panneton, R., Atalla, N., 1994, “A 3-D Finite Element Model for Sound Transmission Through a Double-Plate System with Isotropic Elastic Material”, 128th Meeting of Acoust. Soc. Am., J. Acoust. Soc. Am., Vol 96, pp. 3339 (A).
  • [15] Panneton, R., Atalla, N., 1996, “Numerical Prediction of Sound Transmission Through Finite Multilayer Systems with Poroelastic Materials”, J. Acoust. Soc. Am., Vol 100, pp. 346-354.
Como citar:

Lima, Antônio Marcos Gonçalves de; Silva, Victor Augusto da Costa; "MODELAGEM POR ELEMENTOS FINITOS DE ESTRUTURAS COMPOSTAS CONTENDO MATERIAIS POROELÁSTICOS", p. 223-232 . In: Anais do Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria [= Blucher Mathematical Proceedings, v.1, n.1]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN em b-reve, DOI 10.5151/mathpro-cnmai-0042

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