Simulação dos ensaios mecânicos de provetes obtidos por fabrico aditivo

• Autor(a) principal: Guerreiro, José Daniel Costa
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/72298
• topic: impressão 3D; LS-DYNA; materiais compósitos; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

O fabrico aditivo (FA) é uma tecnologia que permite a prototipagem rápida de novos componentes. A desvantagem de alguns destes componentes em termoplástico é o facto de terem propriedades mecânicas inferiores quando comparados a componentes do mesmo material mas obtidos por injecção. O interesse para o desenvolvimento do FA está na utilização de filamentos constituídos por fibra em conjunto com outros em termoplástico, permitindo assim obter um componente em material compósito por FA, combinando os benefícios de fabricar geometrias complexas com propriedades mecânicas superiores. Na literatura pode-se acompanhar o desenvolvimento da utilização de materiais compósitos obtidos por FA, pela publicação existente na área da mecânica experimental, sendo a utilização de modelos numéricos quase inexistente. Neste trabalho são apresentados os procedimentos de modelação numérica em elementos finitos de provetes utilizados em ensaios mecânicos, em termoplástico reforçados por fibras contínuas obtidos por FA. O objectivo é simular em LS-Dyna, o comportamento mecânico dos provetes ensaiados à tracção e flexão de acordo com as normas, de forma a caracterizar as propriedades de anisotropia existentes neste tipo de componentes. Os dados experimentais foram obtidos na literatura e serviram como referência para a validação dos modelos numéricos. Foram conduzidas várias simulações para as fracções volúmicas de fibra testadas, tendo sido considerados vários parâmetros dos modelos numéricos tais como a direcção da deposição dos filamentos e a coesão entre os filamentos que constituem as diversas camadas. Os resultados das simulações foram validados com desvio relativo aos resultados experimentais inferior a 10%.