Estudo do dano em compósitos com descontinuidades geométricas

• Autor(a) principal: Silva, Andressa Santos
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/43043
• topic: Engenharia III; Composites; Stress analysis; Finite elements; Stress concentrator factors; Compósitos; Elementos finitos; Fatores concentradores de tensão; Análise de tensão

Recentemente, devido ao crescimento de aplicações com materiais compósitos laminados, houve um grande aumento na busca por métodos que consigam predizer o comportamento de tais materiais com diferentes geometrias submetidos a diferentes esforços. Uma consequência direta dessas diferentes geometrias é o aparecimento de descontinuidades e de possíveis trincas no material, fazendo-se necessário um estudo do dano para viabilizar o uso do material compósito. Neste trabalho, foi proposto o estudo da influência dos concentradores de tensão e da delaminação nesses materiais, e para realizar tal análise, foram selecionados três materiais compósitos com diferentes empilhamentos submetidos a diferentes ensaios mecânicos e validando os resultados de acordo com a literatura. Os ensaios foram simulados através do método de elementos finitos (MEF), usando o software comercial MARC™, para obter a distribuição do campo de tensões na região da descontinuidade geométrica. Primeiramente, foram simulados ensaios de tração em placas de compósitos de fibra de carbono e resina Epóxi. As geometrias simuladas para este material foram um furo central, um duplo concentrador de tensão e um triplo concentrador de tensão. Outro ensaio simulado foi o de flexão em quatro pontos em compósito sanduíche de fibra de vidro com núcleo do tipo Honeycomb (textura similar a favos de mel), a geometria ensaiada para este material foi, também, um furo central. Após as simulações dos campos de tensão para os materiais e geometrias supracitados, foi estudada a inserção de elementos de delaminação na seção transversal ao furo de forma a analisar o dano e a propagação de trincas nos materiais compósitos. Os resultados encontrados para os casos executados se mostraram compatíveis com os dados experimentais presentes na literatura especializada, demonstrando potencialidade do estudo de fatores de concentração de tensões em materiais compósitos através do MEF.