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  • Estudo sobre falha e fadiga em materiais compósitos laminados
    Publication . Mula, Samuel Nordina; Loja, Maria Amélia Ramos; Leite, Afonso Manuel da Costa de Sousa
    Ao longo das últimas décadas tem-se verificado um elevado crescimento quanto à procura e utilização dos materiais compósitos laminados, na manufaturação dos componentes, que exigem elevados níveis de performance, em inúmeras indústrias, quando os metais habitualmente utilizados não conseguem satisfazer essas necessidades. É nas indústrias aeroespacial e militar onde estes materiais são mais utilizados, uma vez que têm um elevado custo de aquisição. Nestas indústrias existe também uma elevada necessidade de se fabricar componentes com elevados níveis de desempenho no que toca a resistência mecânica, bons níveis de isolamento térmico e acústico, e baixo peso das estruturas, dos componentes ou equipamentos industriais. A presente dissertação apresenta inúmeros estudos relativos a falha ou ao dano em placas compósitas por materiais compósitos laminados. Para tal, foram desenvolvidos dois modelos: o analítico e numérico, com objetivo de calcular a carga que origina a primeira falha nas placas apresentadas no trabalho, através dos critérios de falha de Tensão Máxima, Tsai-Wu, Tsai-Hill, Hashin e Hashin-Rotem, sabendo previamente que a resistência da placa diminui significativamente a partir do momento em que uma das lâminas apresenta um índice de falha igual ou superior a 1, ou seja, quando um dos laminados falha, a resistência do material diminui consideravelmente. De modo a garantir uma maior precisão nos resultados, os modelos analítico e numérico foram elaborados, em Maple e Ansys respetivamente. Para o modelo analítico, a precisão dos resultados foi aumentada através do código desenvolvido e das pesquisas realizadas, enquanto para o modelo numérico através do refinamento da malha nas placas estudadas foi possível aumentar a precisão dos resultados. Para o estudo dos critérios de falha foram considerados 10 casos de estudo, com diferentes distribuições de empilhamento, diferentes espessuras das lâminas e em alguns casos, diferentes propriedades mecânicas dos materiais considerados. Foi também necessário realizar estudos sobre o fator de intensidade de tensão, numa placa com um furo no seu centro. Os furos apresentam diferentes tamanhos e formas, e na presente dissertação são realizados estudos para furos circulares, furos do tipo elipse e do tipo semi-elipse.
    2020-11-19Master thesis Open access Show more