Banca de QUALIFICAÇÃO: RAFAEL AUGUSTO GOMES

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : RAFAEL AUGUSTO GOMES
DATA : 08/05/2026
HORA: 09:00
LOCAL: Google Meet
TÍTULO:

Desenvolvimento e Otimização de Estruturas Celulares Bioinspiradas para Absorção Eficiente de Energia 

PALAVRAS-CHAVES:

Estruturas Lattice, Bio-inspiração, Otimização Multi-Objetivo, Energia Absorvida, Analise de Elementos Finitos.

PÁGINAS: 100
RESUMO:

Estruturas lattice têm se destacado como uma solução principal para aplicações leves que exigem alta absorção de energia. Há uma demanda crescente por novas geometrias inspiradas na natureza para superar essas limitações mecânicas. Este estudo apresenta o desenvolvimento, a validação experimental e a otimização de projeto da Beetle Elytra Lattice (BEL), uma nova estrutura lattice bioinspirada projetada para aprimorar a capacidade de absorção de impacto (crashworthiness). Inspirada nas microestruturas de alta resistência ao impacto encontradas nos élitros de besouros, a arquitetura proposta integra de forma inteligente uma matriz TPMS contínua com pilares de reforço helicoidais. A metodologia de pesquisa combina modelagem paramétrica implícita com simulações numéricas em dinâmica explícita. Diferentes geometrias foram submetidas a análises de elementos finitos utilizando o Abaqus, acopladas a ensaios experimentais de compressão quasi-estática em corpos de prova de PLA fabricados por Modelagem por Deposição Fundida (FDM). Além disso, uma otimização de projeto multiobjetivo foi conduzida para avaliar sistematicamente a influência de parâmetros geométricos especificamente o limiar do Gyroid (threshold), raio do tubo, espessura da parede, amplitude da hélice, frequência da hélice e o número de células unitárias nos mecanismos macroscópicos de dissipação de energia. Os resultados demonstram que a estrutura lattice bioinspirada otimizada supera significativamente a geometria TPMS Gyroid convencional. Ao acoplar os modos de deformação por compressão e torção, o reforço quiral reduz a flambagem catastrófica, resultando em um aumento de 7% na Absorção de Energia Específica (SEA), uma redução de 85% na Força de Pico de Esmagamento (PCF) e uma melhoria de 36% na Eficiência da Força de Esmagamento (CFE) em comparação à estrutura de referência (baseline). Por fim, este trabalho fornece uma base robusta para o projeto de absorvedores de energia de próxima geração. A arquitetura BEL otimizada oferece uma alternativa altamente estável, previsível e de alto desempenho para aplicações críticas de resistência ao impacto nas indústrias aeroespacial, automotiva e de proteção pessoal.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 2995714 - GUILHERME FERREIRA GOMES
Interno - 1461307 - SEBASTIAO SIMOES DA CUNHA JUNIOR
Externa à Instituição - CARLA TATIANA MOTA ANFLOR - UnB