Análise paramétrica em duas dimensões de um compósito de matriz metálica com reforço em grafeno
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Data de Publicação: | 2023 |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
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Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29963 |
Resumo: | The objective of this study is to understand the behavior of a metal matrix composite (MMC) through computational simulations. To achieve this goal, a Python code was developed to perform simulation routines in Abaqus® software, with the purpose of increasing the number of simulations performed and obtaining a better understanding of the behavior of the MMC. In the analysis process, several parameters were evaluated, including mesh refinement, type of element, reinforcement angle, and volume fraction. These variables were adjusted to observe their effects on the properties of the composite material, and the result is described in this work. Additionally, two other codes, totaling 3 were created to generate a simulation of an expanded model, with the first one having reinforcements aligned in the direction of force and the second one considering a random angle. This model was then used to calculate the homogenized elastic modulus, which was later compared to theoretical values obtained through equations present in specialized literature. The study aims, therefore, to contribute to the advancement of knowledge about metal matrix composites by analyzing their behavior and properties. With this, the author hopes to better understand these materials, helping to further drive technological developments in various areas, expanding the potential application of MMC, opening doors for new research, and benefiting the scientific community. |
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Análise paramétrica em duas dimensões de um compósito de matriz metálica com reforço em grafenoParametric analysis in two dimensions of a metallic matrix composite with graphene reiforcementcomposite materialsmetal matrix compositegraphenefinite elementsmateriais compósitoscompósito de matriz metálicagrafenoelementos finitosCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe objective of this study is to understand the behavior of a metal matrix composite (MMC) through computational simulations. To achieve this goal, a Python code was developed to perform simulation routines in Abaqus® software, with the purpose of increasing the number of simulations performed and obtaining a better understanding of the behavior of the MMC. In the analysis process, several parameters were evaluated, including mesh refinement, type of element, reinforcement angle, and volume fraction. These variables were adjusted to observe their effects on the properties of the composite material, and the result is described in this work. Additionally, two other codes, totaling 3 were created to generate a simulation of an expanded model, with the first one having reinforcements aligned in the direction of force and the second one considering a random angle. This model was then used to calculate the homogenized elastic modulus, which was later compared to theoretical values obtained through equations present in specialized literature. The study aims, therefore, to contribute to the advancement of knowledge about metal matrix composites by analyzing their behavior and properties. With this, the author hopes to better understand these materials, helping to further drive technological developments in various areas, expanding the potential application of MMC, opening doors for new research, and benefiting the scientific community.O objetivo do presente estudo é compreender o comportamento mecânico na região elástica de um material compósito de matriz metálica (CMM) por meio de simulações computacionais. Para atingir esse objetivo, foi desenvolvido um código em Python capaz de executar rotinas de simulação no software Abaqus®, com o propósito de aumentar a quantidade de simulações realizadas e obter um melhor entendimento do comportamento do CMM. No processo de análise, foram avaliados diversos parâmetros, incluindo refinamento da malha, tipo de elemento utilizado, angulação do reforço e fração de volume. Essas variáveis foram ajustadas para observar seus efeitos sobre as propriedades do material compósito e os resultados estão descritos no presente trabalho. Além disso, foram criados dois outros códigos, totalizando 3, para gerar uma simulação de um modelo expandido, sendo o primeiro com os reforços alinhados no sentido da força e o segundo considerando uma angulação randômica. Esse modelo foi então utilizado para calcular o módulo de elasticidade homogeneizado, que posteriormente foi comparado com os valores teóricos obtidos por meio de equações presentes na literatura especializada. O estudo visa, portanto, contribuir para o avanço do conhecimento sobre materiais compósitos de matriz metálica analisando seu comportamento e propriedades. Com isso, o autor espera compreender melhor esses materiais, ajudando a impulsionar ainda mais os desenvolvimentos tecnológicos em diversas áreas, ampliando o potencial de aplicação do CMM, abrindo portas para novos trabalhos e beneficiando a comunidade científica.Universidade Federal de Santa MariaBrasilUFSMCentro de TecnologiaRodriguez, Rene QuispeToniasso, Pedro Henrique2023-08-17T17:13:18Z2023-08-17T17:13:18Z2023-07-242023-07-24Trabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/29963ark:/26339/00130000099kwporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-08-17T17:13:18Zoai:repositorio.ufsm.br:1/29963Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-08-17T17:13:18Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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