Estudos numéricos para a determinação da permeabilidade transversal em processo de modelagem por transferência de resina (RTM)

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Harter, Fabiane Valente
• Orientador(a): Souza, Jeferson Avila, Isoldi, Liércio André
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Permeabilidade transversal; Newton-Raphson; Transverse permeability; RTM; PAM-RTM
• Link de acesso: http://repositorio.furg.br/handle/1/9069

O processo RTM (Resin Transfer Molding) é utilizado para a produção de materiaiscompósitos poliméricos de geometrias simples ou complexas em peças pequenas ou de grande porte, apresentando em todos os casos uma boa qualidade das peças produzidas. O processamento por RTM consiste no posicionamento da pré-forma dentro do molde. Esta préforma seca constitui um meio poroso fibroso, através do qual ocorrerá o escoamento da resina. O molde é então fechado, e em seguida a resina é injetada para o interior da cavidade do molde, até o reforço fibroso ser totalmente impregnado. Terminado o processo de cura, o molde é aberto e a peça é retirada. Para garantir a qualidade das peças produzidas, os parâmetros físicos do reforço (assim como da resina) necessitam ser corretamente avaliados, entre eles destaca-se a determinação da permeabilidade do meio. Neste trabalho, foi desenvolvida uma metodologia numérico/experimental para a determinação da permeabilidade transversal de reforços utilizados no processo RTM. O software PAM-RTM foi usado para simular o escoamento da resina em um meio poroso. Para tanto é utilizado o método FE/CV (Finite Element/Control Volume) combinado com a técnica FAN (Flow Analysis Network). A metodologia proposta utiliza o método de estimativa de parâmetros inversos para calcular a permeabilidade transversal desconhecida. O método de Newton-Raphson foi utilizado para a solução das equações algébricas associadas a solução do problema, na qual o software PAM-RTM é utilizado para os cálculos dos tempos de injeção. Os resultados mostraram que com o conhecimento das permeabilidades no plano (kxx e kyy ), as propriedades físicas da resina (, µ), a porosidade do meio () e o tempo total de preenchimento do molde (t), é possível prever a permeabilidade transversal de peças espessas. Neste trabalho também foi realizado um estudo numérico a fim de avaliar o comportamento da linha de frente da resina em função da variação da permeabilidade transversal do meio. Este estudo revelou que é possível prever os problemas associados com a injeção de resina na moldagem de peças espessas quando a permeabilidade transversal é muito pequena se comparada com as permeabilidades no plano. Finalmente, é possível afirmar que os resultados apresentados neste estudo mostram que o projeto do molde e a escolha correta do reforçofibroso podem ser otimizados quando técnicas numéricas são utilizadas.