Modelagem e simulação térmica do processo da pultrusão.

• Ano de defesa: 2005
• Autor(a) principal: Gylles Ricardo Ströher
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Tecnológico de Aeronáutica
• Palavras-chave em Português: Pultrusão; Modelos matemáticos; Análise térmica; Simulação; Método de elementos finitos; Materiais compósitos; Engenharia de materiais
• Link de acesso: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=247

A pultrusão é um processo de manufatura que é usado para fabricação de materiais compósitos de secção constante. Este processo consiste de um sistema de tracionamento da fibra por um puxador contínuo, em que os filamentos de fibra são impregnados em um banho de resina, posteriormente, a fibra impregnada com a resina passa por um molde aquecido, em que neste, as altas temperaturas induzem a ocorrência de reações químicas exotérmicas, provocando a polimerização, que é a cura do material compósito. Nos últimos anos a demanda destes materiais tem aumentado bastante nos mais diversos segmentos como na indústria automobilística e aeroespacial uma vez que estes materiais apresentam características importantes como: alta resistência à ambientes corrosivos, baixo peso, baixa condutividade elétrica. O processo da pultrusão pode ser entendido como um problema de difusão-reação-advecção modelado por duas equações diferenciais parciais: energia e grau de cura. Estas equações são acopladas por um termo fonte proveniente da reação de cinética de cura. Neste trabalho, procurou-se analisar os diferentes modelos (abordagens elíptica e parabólica) existentes para o processo de pultrusão, a fim de avaliar os fenômenos efetivos deste processo, adicionalmente obteve -se vários resultados no que dizem respeito às condições de operação deste processo com vistas a sua otimização, como a influência da fração de fibra, temperatura da parede do molde, temperatura de entrada no molde, velocidade de tração, diâmetro do molde e propriedades térmicas do compósito variáveis com a temperatura e com o grau de cura, procurando quantificar os efeitos destas variáveis. Os resultados revelaram que as modelagens elípticas e parabólicas apresentam previsões dos perfis de temperatura e grau de cura similares para velocidades de tração mais elevada (Pe >70). As variáveis como: fração de fibra e o diâmetro do material pultrudado bem como a temperatura da parede do molde e propriedades térmicas do compósito apresentaram forte influência no processo da pultrusão, ao contrário da temperatura de entrada do molde que, na faixa de condições de operação estudadas, não apresentou efeito significativo.