Análise em compósitos laminados de tecido híbrido com fibra de carbono/vidro através do método dos elementos finitos
The constant evolution of technology has brought about the need for the production and development of new materials with the intention of covering increasingly specific service conditions. In this sense, laminated composites emerged to attend these conditions, making their indispensable in the aeron...
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Formato: | Dissertação |
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Publicado em: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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Endereço do item: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46808 |
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Compósitos laminados híbridos Método dos elementos finitos Fator de concentração de tensões Critério de Hashin |
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Compósitos laminados híbridos Método dos elementos finitos Fator de concentração de tensões Critério de Hashin Silva, Everton Carneiro da Análise em compósitos laminados de tecido híbrido com fibra de carbono/vidro através do método dos elementos finitos |
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The constant evolution of technology has brought about the need for the
production and development of new materials with the intention of covering
increasingly specific service conditions. In this sense, laminated composites
emerged to attend these conditions, making their indispensable in the aeronautical,
aerospace industry, among others. The Finite Element Method was adopted in this
work to perform the tensile test for the evaluation of the mechanical behavior of the
hybrid composite material of carbon fiber/glass. Test specimens of the composite
produced with fiber orientation angles (0°, 30°, 45°, 60° and 90°) were simulated
with and without central hole, in order to also verify the influence of the stress
concentration on the specimens. To evaluate the influence of the stressconcentrating factor, the residual resistance (RS) of this material was studied. The
Hashin failure criterion was adopted in the analysis of this hybrid composite in order
to study its damage processes. Next, the region near the hole was also analyzed in
order to study the stress gradient. The maximum normal stresses obtained
numerically were compared with the experimental data found in the literature.
Finally, the results showed that the numerical implementation of the Hashin
Criterion was able to adequately represent the stress distribution behavior in the hole region. |
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Dias, Avelino Manuel da Silva |
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ri-123456789-468082022-05-02T15:33:38Z Análise em compósitos laminados de tecido híbrido com fibra de carbono/vidro através do método dos elementos finitos Analysis in laminated composites of hybrid layer with carbon/glass fiber through the finite element method Silva, Everton Carneiro da Dias, Avelino Manuel da Silva http://lattes.cnpq.br/2626282725435596 http://lattes.cnpq.br/1142442322601442 Silva, Luiz Cláudio Ferreira da Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio http://lattes.cnpq.br/1042806990155996 Cardoso, Raphael Araújo http://lattes.cnpq.br/4020351126682611 Cunha, Ricardo Alex Dantas da Compósitos laminados híbridos Método dos elementos finitos Fator de concentração de tensões Critério de Hashin The constant evolution of technology has brought about the need for the production and development of new materials with the intention of covering increasingly specific service conditions. In this sense, laminated composites emerged to attend these conditions, making their indispensable in the aeronautical, aerospace industry, among others. The Finite Element Method was adopted in this work to perform the tensile test for the evaluation of the mechanical behavior of the hybrid composite material of carbon fiber/glass. Test specimens of the composite produced with fiber orientation angles (0°, 30°, 45°, 60° and 90°) were simulated with and without central hole, in order to also verify the influence of the stress concentration on the specimens. To evaluate the influence of the stressconcentrating factor, the residual resistance (RS) of this material was studied. The Hashin failure criterion was adopted in the analysis of this hybrid composite in order to study its damage processes. Next, the region near the hole was also analyzed in order to study the stress gradient. The maximum normal stresses obtained numerically were compared with the experimental data found in the literature. Finally, the results showed that the numerical implementation of the Hashin Criterion was able to adequately represent the stress distribution behavior in the hole region. A constante evolução da tecnologia trouxe a busca pela produção e desenvolvimentos de materiais com a combinação de propriedades essenciais, tais como baixo peso específico aliado a uma elevada resistência mecânica, principalmente em setores da indústria aeronáutica e aeroespacial, onde se necessita dessas características com o objetivo de otimizar o desempenho das aeronaves em relação ao consumo de combustível. Neste contexto, esse trabalho pretende simular através do Método dos Elementos Finitos (MEF), ensaios de tração, no qual foi analisado o comportamento mecânico de um compósito uma lâmina híbrida de tecido bidirecional com fibras de carbono na direção principal e fibras de vidro na direção perpendicular. Foram simulados corpos de prova sem e com a presença de um furo central, considerando-se diferentes orientações das direções das fibras de carbono (0°, 30°, 45°, 60° e 90°). Para avaliação da influência do fator concentrador de tensões foi estudado a resistência residual (RS) desse material. O critério de falhas de Hashin foi adotado na análise desse compósito híbrido com o objetivo de estudar os processos de dano. Na sequência, também foi analisada a região das proximidades do furo com intuito de estudar o gradiente de tensões. Foram comparadas as máximas tensões normais obtidas numericamente em relação aos dados experimentais encontradas na literatura. Finalmente, os resultados mostraram que a implementação numérica do Critério de Hashin conseguiu representar adequadamente o comportamento da distribuição de tensões na região do furo. 2022-04-05T20:29:35Z 2022-04-05T20:29:35Z 2021-10-26 masterThesis SILVA, Everton Carneiro da. Análise em compósitos laminados de tecido híbrido com fibra de carbono/vidro através do método dos elementos finitos. 2021. 112f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46808 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA |