Análise em elementos finitos de projetos em fibra de carbono com valores de propriedades obtidas experimentalmente

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Mendes, Cláudia Luisa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Fibra de carbono; Compósitos; Laminados; Elementos finitos; Critério de falha; Failure criterion; Carbon fiber; Composites; Laminates; Finite elements
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/153019

A exigência dos requisitos de desempenho em estruturas aeroespaciais, navais e automobilísticas vem proporcionando o desenvolvimento de novos materiais, bem como de novas técnicas de fabricação. Normalmente, elevados valores de resistência e rigidez específicas aliados ao baixo peso específico são procurados em projetos estruturais, obtendo-se soluções por meio da utilização de materiais compósitos, particularmente polímeros termo fixos dotados de reforços fibrosos. O entendimento do que é um material composto é necessário, pois trata-se da combinação de no mínimo dois materiais com fase heterogênea, que separados possuem propriedades e características distintas e sua combinação é desejada para a confecção de um material único, com a conformidade das propriedades de ambos os materiais, tornando atrativa sua aplicação. Para otimizar a confecção do laminado em cada projeto, é imprescindível a utilização do modelo em elementos finitos para a obtenção da faixa de tensões, pelo método do critério de falha, sofrida pela amostra e assim obter-se a melhor propriedade mecânica para o seu uso. O presente trabalho tem por objetivo elaborar um estudo comparativo entre os resultados obtidos experimentalmente e os obtidos virtualmente, para validar o uso do software de elementos finitos na execução de um projeto utilizando como material principal o compósito estrutural de fibra de carbono com resina epóxi. Para isso, foram realizados ensaios para obter as propriedades mecânicas, e a melhor temperatura de cura da resina SQ 2004. Posteriormente foram feitos laminados de fibra de carbono com esta resina e extraído suas propriedades mecânicas. Por fim, utilizou-se as propriedades obtidas como entrada do software de elementos finitos e comparou-se o resultado através de três critérios de falha: Hill, Hoffman e Tsai-Wu. Como resultado, constata-se que o critério de falha de Tsai-Wu é o mais indicado para o cálculo da integridade estrutural de um componente de compósito que utiliza fibra de carbono.