Análise dinâmica de rotores flexíveis de materiais compostos por elementos finitos

Abstract

Neste trabalho é estudada a resposta dinâmica de rotores compostos laminados verticais axissimétricos. As freqüências naturais são calculadas através de duas formulações de elementos finitos: um elemento sólido de revolução e um elemento de casca delgada. O campo de deslocamentos é expresso como um produto de funções polinomiais no plano longitudinal e funções trigonométricas na direção circunferencial, permitindo a representação de modos assimétricos a partir de um modelo axissimétrico. As funções polinomiais são discretizadas em cada lâmina ortotrópica através de funções isoparamétricas regulares. São incluídos os efeitos de inércia translacional e rotacional, giroscópicos e de deformação por cisalhamento transversal. O elemento sólido possibilita a modelagem mais precisa de detalhes geométricos como anéis de reforço, tampas e suportes dos mancais. Os resultados são comparados com os resultados de uma formulação de elemento de viga. São investigados os efeitos de vários parâmetros como ângulo de orientação das fibras, número de camadas e as relações espessura-raio e comprimento-raio.