Publicação: Análise por simulação numérica de material compósito submetido a impacto
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::MATERIAIS E PROCESSOS PARA ENGENHARIA AERONAUTICA E AEROESPACIAL
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Resumo
Os materiais compósitos são de suma importância para a indústria aeronáutica. Com
isso, o conhecimento de suas propriedades e de seu comportamento perante
solicitações mecânicas são cruciais para implementá-los em projetos aeronáuticos.
Quando submetido a impacto, o compósito pode sofrer com o fenômeno da
delaminação (dois laminados de compósito se separam na interface), e assim pode
ocorrer falha estrutural do componente ou da estrutura. Através da
acustoelasticidade é possível desenvolver modelos analíticos que relacionam
variáveis como tensão e velocidade de propagação, e isso é fundamental para
conhecer o comportamento da onda mecânica dentro do material. Com o software
comercial ANSYS®, foi possível fazer simulações numéricas de impacto em uma
viga feita em material compósito, a fim de identificar e quantificar a delaminação.
Ficou provado também que a diferença de propriedades entre os materiais que
formam o compósito influenciam na delaminação, pois quanto maior a diferença
(impedância acústica), menor é a força de tração na interface dos materiais.
Abstract
Composite materials are of the utmost importance for the aeronautical industry.
Therefore, the knowledge of its properties and their behavior towards mechanical
loads are crucial to implement them in aeronautical projects. When subjected to
impact, composite materials may suffer of the delamination phenomenon (two
composite laminates separate at the interface), thus, a structural failure of the
component or the structure may occur. Through acoustic elasticity, it is possible to
develop analytic models that relate variables such as stress and propagation velocity,
which is fundamental to understand the behavior of the mechanic wave throughout
the material. The use of the commercial software ANSYS® made possible numerical
impact simulations on a beam made of composite materials, in order to identify and
quantify delamination. It was also proved that the different properties among the
materials that make up the composite material influence delamination. Because the
bigger the acoustic impedance difference, the lower the traction force will be on the
materials’ interface.
Palavras-chave
Material Compósito, Composite Material, Propagação da Onda, Wave Propagation, Delaminação, Delamination, Impacto, Impact, Simulação Numérica, Numerical Simulation
Citação
DIAS, Lucas Torres de Oliveira. Análise por simulação numérica de material compósito submetido a impacto. 2018. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018.