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Abstract(s)
Este trabalho aborda o comportamento mecânico de elementos curvos em materiais
compósitos aquando sujeitos a forças e momentos nas extremidades. Os modos de falha
mais comuns são estudados em detalhe: falha transversal na matriz devido a tensões de
flexão (tensões circunferenciais), ou falha por delaminagem devido as tensões
interlaminares de tracção verificadas ao longo da espessura na região curva (tensões
radiais). Inicialmente, faz-se uma abordagem sobre a influência de Z-Pins na resistência
interlaminar, uma abordagem sobre os efeitos de bordo, e sobre tensões interlaminares
com base em teorias Layerwise de ordem superior. Salienta-se, ainda, a importância do estudo feito com o World-Wide Failure Exercise (WWFE) (Hinton et al. 2004) na
comunidade científica relacionada com o tema dos materiais compósitos. O presente
trabalho, é essencialmente dividido em duas partes: modelos analíticos e modelos
numéricos. São estudados provetes curvos, em forma de C (semicircular), geometria
analisada por Ko e Jackson (1989); e em forma de L (cantoneira de abas iguais),
analisados por Sun e Kelly (1988). Começa-se por fazer uma análise teórica, através da
Teoria Multicamada, ao trabalho Ko e Jackson, autores da mesma. Analisou-se também, através desta teoria, a parte em quarto de círculo da viga estudada por Sun e Kelly. Após ter a solução analítica bem compreendida, essa teoria é aplicada ao principal estudo deste trabalho, um provete semicircular, usando os empilhamentos de Sun e Kelly. É ainda estudado, e aplicado a este último, o critério de falha em três dimensões (3D) proposto por Hashin (1980). Na segunda parte, é feita uma validação numérica dos três casos anteriores, com recurso ao software comercial de elementos finitos (EF), ANSYS.
Estes estudos de EF têm a diferença, relativamente aos originais, de serem em 3D,
podendo assim ser retiradas todas as tensões necessárias para se aplicar o critério de
falha. No final, é feita uma comparação geral entre os resultados analíticos e numéricos.
Description
Keywords
Elementos curvos em materiais compósitos Delaminagem Falha na matriz Teoria multicamada WWFE Critério de Hashin 3D MEF 3D ANSYS