Title

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO COMPORTAMENTO MECÂNICO EM TRAÇÃO E FADIGA DE MATERIAIS COMPÓSITOS FIBROSOS UNIDIRECIONAIS

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO COMPORTAMENTO MECÂNICO EM TRAÇÃO E FADIGA DE MATERIAIS COMPÓSITOS FIBROSOS UNIDIRECIONAIS

Authorship

MORAIS, WILLY ANK DE; ABREU, ANDRÉ LUÍS TRÓPIA DE; GODEFROID, LEONARDO BARBOSA; LIMA, SIRVANNE APARECIDA ABREU; BERNARDES, AMÉRICO TRISTÃO

MORAIS, WILLY ANK DE

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ABREU, ANDRÉ LUÍS TRÓPIA DE

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GODEFROID, LEONARDO BARBOSA

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LIMA, SIRVANNE APARECIDA ABREU

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BERNARDES, AMÉRICO TRISTÃO

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DOI

10.5151/2594-5327-50v4-713-730

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Abstract

Têm-se desenvolvido e empregado materiais compósitos fibrosos em estruturas onde estão presentes fenômenos de fratura por tração e por fadiga. Neste presente trabalho, desenvolvemos e estudamos um modelo mecânico-computacional para a simulação do processo de fratura em Materiais Compósitos Fibrosos Unidirecionais. A simulação é realizada considerando-se uma rede de nxn elementos, sendo que uma parte destes, de acordo com a fração volumétrica de fibras, representa as fibras de reforço enquanto que o restante representa a matriz de suporte. Este conjunto de elementos é submetido a acréscimos de deformação, sendo que o comportamento mecânico de cada elemento é ditado pela sua respectiva curva tensão vs. deformação e por uma função de probabilidade. Assim o material vai se degenerando, através do rompimento de seus elementos, até a ruptura final. Foram realizadas simulações de tração simples e fadiga. O modelo é sensível a condições externas tais como: temperatura, taxa de deformação e fração volumétrica de fibras. Admitiu-se que as fibras de reforço possuem um comportamento exclusivamente elástico e que a matriz de suporte possui um comportamento mais dúctil. Obtivemos vários resultados que apresentaram tendências equivalentes com as demais análises teóricas e experimentais para esta classe de materiais.

Têm-se desenvolvido e empregado materiais compósitos fibrosos em estruturas onde estão presentes fenômenos de fratura por tração e por fadiga. Neste presente trabalho, desenvolvemos e estudamos um modelo mecânico-computacional para a simulação do processo de fratura em Materiais Compósitos Fibrosos Unidirecionais. A simulação é realizada considerando-se uma rede de nxn elementos, sendo que uma parte destes, de acordo com a fração volumétrica de fibras, representa as fibras de reforço enquanto que o restante representa a matriz de suporte. Este conjunto de elementos é submetido a acréscimos de deformação, sendo que o comportamento mecânico de cada elemento é ditado pela sua respectiva curva tensão vs. deformação e por uma função de probabilidade. Assim o material vai se degenerando, através do rompimento de seus elementos, até a ruptura final. Foram realizadas simulações de tração simples e fadiga. O modelo é sensível a condições externas tais como: temperatura, taxa de deformação e fração volumétrica de fibras. Admitiu-se que as fibras de reforço possuem um comportamento exclusivamente elástico e que a matriz de suporte possui um comportamento mais dúctil. Obtivemos vários resultados que apresentaram tendências equivalentes com as demais análises teóricas e experimentais para esta classe de materiais.

Keywords

Simulação, Materiais compósitos, Fratura.

Simulação, Materiais compósitos, Fratura.