Nesta dissertação foi realizada uma análise teórico-experimental de isoladores ao choque do tipo U metálicos colocados na posição horizontal, com o objetivo de elaborar um procedimento de projeto e verificação com base em gráficos. Cinco conjuntos de isoladores foram submetidos a ensaios de impacto em uma máquina de choque do tipo queda-livre, que junto com uma instrumentação adequada, forneceram resultados em termos de acelerações e deslocamentos. A análise numérica. desses ensaios foi realizada através de um programa computacional que utiliza um algoritmo de integração direta das equações de equilíbrio dinâmico de um modelo de batTas rígidas em linha com massas concentradasnos nós. O programa leva em conta, ainda, as não..linearidadesfisica e geométrica Comparando-se os resultados da análise teórica em relação à experimental constatou-se uma boa aproximação, a qual possibilitou que vários casos fossem analisadosnumericamentealém dos ensaiados. Com a finalidade de obter um procedimentográfico de verificação e projeto de isoladores, os princípios da análise dimensionalforam usados na construção de gráficos adimensionais que podem ser usados, até mesmo, por projetistas não especializadosou não familiarizadoscom a análisedinâmicade estruturas. / This dissertation presents a theoretical-experimentalanalysis of U shaped shock absorbershorizontallymounted,withthe objectiveof elaborationof a graphical design and verificationprocedure. Five groups of absorbers were submitted to impact tests in a ftee fall machine. Test results were given in terms of accelerations and displacements. The system composedby the absorberswas analyzed as a rigid body spring modeI (RBSM) and the dynamic response was obtained by the direct integration of the equilibrium equations, using a computer program that uses the central fmite difference method. The numerical and experimental results showed good agreement, allowingthe analysisof severalother casesthat were not previouslytested. Dimensionless graphs were constnlcted using dimensional analysis principIes, ín order to obtain a graphical design and verification procedure for shock absorbers, that could be used even by non-experienceddesignersor by designerswithout familiarity with dynamics.

Nesta dissertação foi realizada uma análise teórico-experimental de isoladores ao choque do tipo U metálicos colocados na posição horizontal, com o objetivo de elaborar um procedimento de projeto e verificação com base em gráficos. Cinco conjuntos de isoladores foram submetidos a ensaios de impacto em uma máquina de choque do tipo queda-livre, que junto com uma instrumentação adequada, forneceram resultados em termos de acelerações e deslocamentos. A análise numérica. desses ensaios foi realizada através de um programa computacional que utiliza um algoritmo de integração direta das equações de equilíbrio dinâmico de um modelo de batTas rígidas em linha com massas concentradasnos nós. O programa leva em conta, ainda, as não..linearidadesfisica e geométrica Comparando-se os resultados da análise teórica em relação à experimental constatou-se uma boa aproximação, a qual possibilitou que vários casos fossem analisadosnumericamentealém dos ensaiados. Com a finalidade de obter um procedimentográfico de verificação e projeto de isoladores, os princípios da análise dimensionalforam usados na construção de gráficos adimensionais que podem ser usados, até mesmo, por projetistas não especializadosou não familiarizadoscom a análisedinâmicade estruturas. / This dissertation presents a theoretical-experimentalanalysis of U shaped shock absorbershorizontallymounted,withthe objectiveof elaborationof a graphical design and verificationprocedure. Five groups of absorbers were submitted to impact tests in a ftee fall machine. Test results were given in terms of accelerations and displacements. The system composedby the absorberswas analyzed as a rigid body spring modeI (RBSM) and the dynamic response was obtained by the direct integration of the equilibrium equations, using a computer program that uses the central fmite difference method. The numerical and experimental results showed good agreement, allowingthe analysisof severalother casesthat were not previouslytested. Dimensionless graphs were constnlcted using dimensional analysis principIes, ín order to obtain a graphical design and verification procedure for shock absorbers, that could be used even by non-experienceddesignersor by designerswithout familiarity with dynamics.

Nesta dissertação foi realizada uma análise teórico-experimental de isoladores ao choque do tipo U metálicos colocados na posição horizontal, com o objetivo de elaborar um procedimento de projeto e verificação com base em gráficos. Cinco conjuntos de isoladores foram submetidos a ensaios de impacto em uma máquina de choque do tipo queda-livre, que junto com uma instrumentação adequada, forneceram resultados em termos de acelerações e deslocamentos. A análise numérica. desses ensaios foi realizada através de um programa computacional que utiliza um algoritmo de integração direta das equações de equilíbrio dinâmico de um modelo de batTas rígidas em linha com massas concentradasnos nós. O programa leva em conta, ainda, as não..linearidadesfisica e geométrica Comparando-se os resultados da análise teórica em relação à experimental constatou-se uma boa aproximação, a qual possibilitou que vários casos fossem analisadosnumericamentealém dos ensaiados. Com a finalidade de obter um procedimentográfico de verificação e projeto de isoladores, os princípios da análise dimensionalforam usados na construção de gráficos adimensionais que podem ser usados, até mesmo, por projetistas não especializadosou não familiarizadoscom a análisedinâmicade estruturas. / This dissertation presents a theoretical-experimentalanalysis of U shaped shock absorbershorizontallymounted,withthe objectiveof elaborationof a graphical design and verificationprocedure. Five groups of absorbers were submitted to impact tests in a ftee fall machine. Test results were given in terms of accelerations and displacements. The system composedby the absorberswas analyzed as a rigid body spring modeI (RBSM) and the dynamic response was obtained by the direct integration of the equilibrium equations, using a computer program that uses the central fmite difference method. The numerical and experimental results showed good agreement, allowingthe analysisof severalother casesthat were not previouslytested. Dimensionless graphs were constnlcted using dimensional analysis principIes, ín order to obtain a graphical design and verification procedure for shock absorbers, that could be used even by non-experienceddesignersor by designerswithout familiarity with dynamics.

Neste trabalho estuda-se o comportamento de laminados fibra-metal em regime de impacto, a partir de uma abordagem teórica, numérica e experimental. Os materiais estudados consistem em camadas finas intercaladas de alumínio 2024-T4 e de um novo material termoplástico de polipropileno (PP) de alta resistência mecânica. Eventos de impacto de baixa e alta velocidade contra placas destes laminados foram realizados a partir de um martelo de impacto e de um canhão pneumático, respectivamente. Nestes experimentos buscou-se identificar as condições limite de ruptura e perfuração das amostras, assim como parâmetros de comportamento do material. O laminado fibra metal de PP (ou TFML) e seus constituintes foram caracterizados a taxas de deformação entre 10-4 / s e 102 / s, utilizando-se máquinas de ensaio universal comerciais e um dispositivo desenvolvido especificamente para este estudo, capaz de caracterizar materiais em taxas intermediárias de deformação. Os modelos teóricos de Jones e Reid-Wen foram adaptados para utilização com TFMLs, sendo capazes de identificar o comportamento do material em regime de baixa e alta velocidade de impacto, respectivamente. Um modelo numérico do TFML em regime de impacto foi desenvolvido utilizando o programa comercial LSDyna. Resultados experimentais e teóricos foram confrontados com esse, apresentado boa correlação na predição do limiar de falha e limite balístico do material. Uma vez que o comportamento do TFML ao impacto foi modelado, buscou-se identificar o efeito da distribuição de camadas e composição de constituintes no comportamento do material ao impacto. Estudos também foram conduzidos com o intuito de identificar a influência da taxa de deformação, geometria do indentador e localização do impacto no comportamento dos laminados. Por fim, uma configuração de TFML foi proposta visando melhoria de seu desempenho ao impacto. / In this work, the behaviour of fibre-metal laminates under impact loading is studied by using theoretical, numerical and experimental approaches. The material is a combination of thin aluminium 2024-T3 layers and an innovative high strength thermoplastic polypropylene material. Low and high velocity impact events were performed using a falling weight machine and a gas-gun projectile launcher, respectively. The thermoplastic fibre-metal laminates (or TFML) and its constituents were mechanically characterized in the range of strain rates between 10-4 / s and 102 / s , using commercial universal testing machines and a specifically designed rig for tensile tests at intermediate strain rates. The Jones and Reid-Wen theoretical models were adapted to be used with TFML plates. A finite element model of the TFML under impact events was developed using LS-Dyna software. The numerical model revalled results that were compared with the theoretical models and the experimental data, providing reasonably similar results. Once the TFML impact behaviour was identified and modelled, the effect of the layers distribution and constituent composition on the TFML impact response was studied. Studies of the strain rate effect, identor geometry and the impact location were also performed. Finally, a TFML configuration was suggested in order to improve the TFML impact performance.

Neste trabalho estuda-se o comportamento de laminados fibra-metal em regime de impacto, a partir de uma abordagem teórica, numérica e experimental. Os materiais estudados consistem em camadas finas intercaladas de alumínio 2024-T4 e de um novo material termoplástico de polipropileno (PP) de alta resistência mecânica. Eventos de impacto de baixa e alta velocidade contra placas destes laminados foram realizados a partir de um martelo de impacto e de um canhão pneumático, respectivamente. Nestes experimentos buscou-se identificar as condições limite de ruptura e perfuração das amostras, assim como parâmetros de comportamento do material. O laminado fibra metal de PP (ou TFML) e seus constituintes foram caracterizados a taxas de deformação entre 10-4 / s e 102 / s, utilizando-se máquinas de ensaio universal comerciais e um dispositivo desenvolvido especificamente para este estudo, capaz de caracterizar materiais em taxas intermediárias de deformação. Os modelos teóricos de Jones e Reid-Wen foram adaptados para utilização com TFMLs, sendo capazes de identificar o comportamento do material em regime de baixa e alta velocidade de impacto, respectivamente. Um modelo numérico do TFML em regime de impacto foi desenvolvido utilizando o programa comercial LSDyna. Resultados experimentais e teóricos foram confrontados com esse, apresentado boa correlação na predição do limiar de falha e limite balístico do material. Uma vez que o comportamento do TFML ao impacto foi modelado, buscou-se identificar o efeito da distribuição de camadas e composição de constituintes no comportamento do material ao impacto. Estudos também foram conduzidos com o intuito de identificar a influência da taxa de deformação, geometria do indentador e localização do impacto no comportamento dos laminados. Por fim, uma configuração de TFML foi proposta visando melhoria de seu desempenho ao impacto. / In this work, the behaviour of fibre-metal laminates under impact loading is studied by using theoretical, numerical and experimental approaches. The material is a combination of thin aluminium 2024-T3 layers and an innovative high strength thermoplastic polypropylene material. Low and high velocity impact events were performed using a falling weight machine and a gas-gun projectile launcher, respectively. The thermoplastic fibre-metal laminates (or TFML) and its constituents were mechanically characterized in the range of strain rates between 10-4 / s and 102 / s , using commercial universal testing machines and a specifically designed rig for tensile tests at intermediate strain rates. The Jones and Reid-Wen theoretical models were adapted to be used with TFML plates. A finite element model of the TFML under impact events was developed using LS-Dyna software. The numerical model revalled results that were compared with the theoretical models and the experimental data, providing reasonably similar results. Once the TFML impact behaviour was identified and modelled, the effect of the layers distribution and constituent composition on the TFML impact response was studied. Studies of the strain rate effect, identor geometry and the impact location were also performed. Finally, a TFML configuration was suggested in order to improve the TFML impact performance.