Análise mecânica de compósitos laminados para turbinas eólicas offshore.

• Main Author: Almeida, Isadora Toledo de
• Publication Date: 2023
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-16042024-112450/
• topic: Cascas (Engenharia); Composite laminate; Estabilidade estrutural; Imperfection sensitivity; Local buckling, Vibration method; Materiais compósitos; Método dos Elementos Finitos; Pás de turbinas eólicas; Shell; Shell stability; Wind turbine blade

Este trabalho se trata de uma revisão da adoção de modelos de elementos finitos de casca na análise e projeto estrutural de pás de turbinas eólicas, a partir do estudo de caso da pá da turbina eólica de referência de 10 MW, disponibilizada publicamente pelo Departamento de Energia Eólica da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU), com dimensões compatíveis com turbinas offshore. Para se compreender o estado da arte em modelagem por elementos finitos de cascas laminadas, de que se constituem as pás, estende-se o modelo de casca não-linear geometricamente exato previamente implementado no código de elementos finitos Giraffe para aplicação em materiais isótropos a materiais compósitos, a partir da Teoria Clássica da Laminação (CLT). Busca-se, também, uma aproximação entre a teoria da estabilidade de cascas e sua aplicação em elementos finitos, a partir de uma breve discussão teórica e da análise não-linear da estabilidade ao longo do equilíbrio de uma viga-caixão típica. Conclui-se com uma análise comparativa do comportamento estrutural da pá da turbina de referência DTU 10-MW, modelada a partir de elementos finitos não-lineares de viga e casca, seguida da análise não-linear de estabilidade de um caso de carregamento em que se observa a flambagem do bordo de fuga.