A influência dos padrões de entrelaçamento na resposta mecânica efetiva de compósitos reforçados : um estudo por homogeneização computacional

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Rocha, Jonas Tieppo da
• Orientador(a): Marczak, Rogerio Jose
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Compósitos; Homogeneização; Fibra reforçada
• Palavras-chave em Inglês: Homogenization; RVE; Textile composites; Weave pattern; Effective properties
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/248639

Nesta dissertação, é apresentado um estudo sobre a influência dos padrões de entrelace na resposta mecânica de compósitos têxteis. Três padrões de tecelagem típicos de interesse industrial são explorados: os padrões plano, 2/2 sarja e o 8-harness cetim. Analisa-se, do mesmo modo, o caso de um laminado cross-ply (cruzado) simétrico. Técnicas de homogeneização foram empregadas: analíticas, e numéricas, com o RVE sendo submetido condições de contorno cinemáticas uniformes (KUBC) e periódicas (PBC). Devido ao caráter delgado habitualmente presente em compósitos têxteis, propôs-se um conjunto diferente de condições de contorno, representadas pela combinação de KUBC e PBC. Todas as condições de contorno foram verificadas para satisfazer a equivalência de energia de Hill-Mandel. As constantes de engenharia estimadas para os quatro compósitos e três conjuntos de condições de contorno são obtidas e comparadas através dos índices de anisotropia e da norma de Frobenius. O tensor constitutivo reduzido, usado em problemas de placa fina e casca, também é derivado de suas contrapartidas 3D homogeneizadas e discutido. Os campos de deformação são investigados para em um modelo de elementos finitos representativo de três têxteis estudados nessa dissertação: os padrões plano, 2/2 sarja e o 8-harness cetim. As constantes de engenharia obtidas foram usadas em uma placa em balanço para ilustrar a influência do padrão de tecelagem em um componente real. Por fim, estudou-se diversos padrões de tecelagem, conservando-se a fração volumétrica, analisando-se os termos de acoplamento da matriz de rigidez resultante.