Publicação
Caraterização mecânica de elementos com estruturas baseadas em biomimética obtidos por fabrico aditivo
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Ribeiro, J.E. | |
| dc.contributor.author | Gonçalves, Bruna Alexandra Adrião | |
| dc.date.accessioned | 2025-01-08T12:29:04Z | |
| dc.date.available | 2025-01-08T12:29:04Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description.abstract | Os processos de Fabrico Aditivo (FA) têm vindo a sofrer um grande desenvolvimento e seu campo de aplicação tem crescido significativamente nos últimos anos. Estes, são utilizados para criar protótipos, moldes e peças funcionais, apropriados para cumprir as exigências necessárias nas aplicações de engenharia. As técnicas de FA, particularmente, o Fabrico por Filamento Fundido (FFF), possibilitam a produção rápida e económica de peças geometricamente complexas, com ótima precisão dimensional. Contudo, a resistência mecânica destas peças é um aspeto que ainda requer melhorias, mediante a otimização dos parâmetros de impressão do processo e a definição de geometrias otimizadas. Nesse aspeto, tem-se observado a mimetização de estruturas biológicas que foram otimizadas ao longo de milhares de anos pela própria natureza e que têm propriedades de resistência mecânica muito elevadas para um peso relativamente baixo. Uma das estruturas mais estudadas e mimetizadas é a do osso trabecular. Este, apresenta uma estrutura altamente porosa, heterogénea e anisotrópica, que pode ser encontrada nas epífises dos ossos longos e nos corpos vertebrais. Tendo em conta que o osso trabecular é o principal osso que suporta carga nos corpos vertebrais e, para além disso, transfere a carga das articulações para o osso compacto do córtex dos ossos longos, é fundamental estudar as suas características mecânicas. Uma outra estrutura biológica bastante estudada e utilizada em compósitos são os favos de mel. Na atualidade, os métodos de elementos finitos têm sido bastante utilizados para estudar e avaliar as propriedades mecânicas do osso trabecular e, ainda, conceder ferramentas para interpretar e modelar os testes mecânicos. O objetivo desta pesquisa é elaborar diversas estruturas que avaliem a carga máxima, o deslocamento total e o campo de tensões de von Misses, de estruturas celulares semelhantes ao osso e à favo de mel, impressos em 3D. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Additive manufacturing (AM) processes have been undergoing a great development and their field of application has grown significantly, in recent years. These are used to create prototypes, molds and functional parts, suitable to meet the requirements required in engineering applications. FA techniques, particularly Fused Filament Fabrication (FFF), enable the rapid and economical production of geometrically complex parts with optimal dimensional accuracy. However, the mechanical strength of these parts is an aspect that still needs improvement, through the optimization of process printing parameters and the definition of optimized geometries. In this respect, it has been observed the mimicry of biological structures that have been optimized over thousands of years, by nature itself, and that have very high mechanical strength properties for a relatively low weight. One of the most studied and mimicked structures is that existing in the trabecular bone. This, presents a highly porous, heterogeneous and anisotropic structure, which can be found in the epiphyses of long bones and vertebral bodies. Considering that the trabecular bone is the main bone that supports load in the vertebral bodies and, in addition, transfers the load from the joints to the compact bone of the cortex of long bones, it is essential to study its mechanical characteristics. Another biological structure that has been studied and used in composites is honeycomb. Currently, finite element methods have been widely used to study and evaluate the mechanical properties of trabecular bone and also provide tools to interpret and model mechanical tests. The objective of this research is to develop several structures that evaluate the maximum load, total displacement and stress field of von Misses, of cellular structures similar to bone and honeycomb, printed in 3D. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203786319 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10198/30846 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Fabrico aditivo | pt_PT |
| dc.subject | FFF | pt_PT |
| dc.subject | Osso trabecular | pt_PT |
| dc.subject | Favo de mel | pt_PT |
| dc.subject | Testes mecânicos | pt_PT |
| dc.title | Caraterização mecânica de elementos com estruturas baseadas em biomimética obtidos por fabrico aditivo | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Engenharia Mecânica | pt_PT |