Módulo de cisalhamento aparente de compósitos flexíveis submetidos ao cisalhamento simples
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | https://app.uff.br/riuff/handle/1/22622 http://dx.doi.org/10.22409/PGMEC.2020.m.13626457702 |
Resumo: | Este estudo tem como objetivo propor um modelo analítico alternativo capaz de prever o módulo de cisalhamento aparente em compósitos flexíveis submetidos ao cisalhamento simples sob pequenas deformações. Para esses materiais submetidos, experimentalmente, a um estado de cisalhamento simples é observado que a rigidez depende fortemente da orientação das fibras, principalmente para orientação perpendicular ao carregamento. Portanto, foram avaliados materiais com fibras orientadas perpendicularmente em relação ao carregamento, pois essa configuração acarreta em forças de reações trativas (principal efeito influente sobre o módulo de rigidez). Além disso, parâmetros relativos às fibras também foram investigados, tais como: largura, fração volumétrica, área da seção transversal e altura. Simulações numéricas baseadas em elementos finitos foram utilizadas para obter valores de rigidez com alterações de cada parâmetro, através de diferentes compósitos modelados. Os resultados foram comparados com o modelo proposto e com modelos da literatura clássica. Observou-se que o modelo proposto foi capaz de prever com precisão a rigidez, ou módulo de cisalhamento, de compósitos submetidos à um estado de cisalhamento simples, considerando a influência das condições de contorno |
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Módulo de cisalhamento aparente de compósitos flexíveis submetidos ao cisalhamento simplesCisalhamento simplesCompósitos flexíveisMódulo de cisalhamento aparenteAnálise numéricaCisalhamentoCompósito poliméricoMétodo dos elementos finitosSimple shearFlexible compositesApparent shear modulusNumerical analysisEste estudo tem como objetivo propor um modelo analítico alternativo capaz de prever o módulo de cisalhamento aparente em compósitos flexíveis submetidos ao cisalhamento simples sob pequenas deformações. Para esses materiais submetidos, experimentalmente, a um estado de cisalhamento simples é observado que a rigidez depende fortemente da orientação das fibras, principalmente para orientação perpendicular ao carregamento. Portanto, foram avaliados materiais com fibras orientadas perpendicularmente em relação ao carregamento, pois essa configuração acarreta em forças de reações trativas (principal efeito influente sobre o módulo de rigidez). Além disso, parâmetros relativos às fibras também foram investigados, tais como: largura, fração volumétrica, área da seção transversal e altura. Simulações numéricas baseadas em elementos finitos foram utilizadas para obter valores de rigidez com alterações de cada parâmetro, através de diferentes compósitos modelados. Os resultados foram comparados com o modelo proposto e com modelos da literatura clássica. Observou-se que o modelo proposto foi capaz de prever com precisão a rigidez, ou módulo de cisalhamento, de compósitos submetidos à um estado de cisalhamento simples, considerando a influência das condições de contornoCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior.This study aims to propose an alternative analytical model capable of predicting the apparent shear modulus in flexible composites subjected to simple shear under small deformations. It is observed that the stiffness of these materials strongly depends on the fiber orientation, mainly due to the boundary conditions necessary to generate a simple shear state in experiments. Therefore, materials with fibers oriented perpendicularly to applied load were evaluated, as this configuration generates tensile reaction forces (the main influential effect on the stiffness modulus). In addition, fiber parameters were also investigated, such as width, volume fraction, cross-sectional area and height. Numerical simulations based on finite elements were performed to obtain stiffness values that contemplates variations of each parameter, through the use of different modeled composites. The obtained results were compared with the proposed model and with models from the classical literature. It was observed that the proposed model was able to accurately predict the stiffness, or shear modulus, of composites subjected to a simple shear state, considering the influence of boundary conditions93 f.NiteróiNunes, Luiz Carlos da SilvaXavier, Marcel Duarte da SilvaCastello, Daniel Alveshttp://lattes.cnpq.br/4909305687587975http://lattes.cnpq.br/9739401521810655http://lattes.cnpq.br/2615852310948790http://lattes.cnpq.br/9561665589595461Faria, Renato Penha2021-07-15T12:50:21Z2021-07-15T12:50:21Z2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFARIA, Renato Penha. Módulo de cisalhamento aparente de compósitos flexíveis submetidos ao cisalhamento simples. 2020. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2020.https://app.uff.br/riuff/handle/1/22622Aluno de Mestradohttp://dx.doi.org/10.22409/PGMEC.2020.m.13626457702CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-10-20T12:12:31Zoai:app.uff.br:1/22622Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T11:20:37.645959Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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Este estudo tem como objetivo propor um modelo analítico alternativo capaz de prever o módulo de cisalhamento aparente em compósitos flexíveis submetidos ao cisalhamento simples sob pequenas deformações. Para esses materiais submetidos, experimentalmente, a um estado de cisalhamento simples é observado que a rigidez depende fortemente da orientação das fibras, principalmente para orientação perpendicular ao carregamento. Portanto, foram avaliados materiais com fibras orientadas perpendicularmente em relação ao carregamento, pois essa configuração acarreta em forças de reações trativas (principal efeito influente sobre o módulo de rigidez). Além disso, parâmetros relativos às fibras também foram investigados, tais como: largura, fração volumétrica, área da seção transversal e altura. Simulações numéricas baseadas em elementos finitos foram utilizadas para obter valores de rigidez com alterações de cada parâmetro, através de diferentes compósitos modelados. Os resultados foram comparados com o modelo proposto e com modelos da literatura clássica. Observou-se que o modelo proposto foi capaz de prever com precisão a rigidez, ou módulo de cisalhamento, de compósitos submetidos à um estado de cisalhamento simples, considerando a influência das condições de contorno |
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