[en] A STUDY OF STRESS CONCENTRATION EFFECTS IN ANISOTROPIC MATERIALS APPLIED TO UNIDIRECTIONAL LAMINATE COMPOSITES

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: LUCAS LISBOA VIGNOLI
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] CONCENTRACAO DE TENSAO; [pt] CRITERIOS DE FALHA; [pt] FORMALISMO DE STROH; [pt] LAMINADOS UNIDIRECIONAIS; [en] FAILURE CRITERIA
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=27721&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=27721&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.27721

[pt] Entalhes e mudanças bruscas de geometria são indispensáveis na prática, mas geram uma perturbação no campo de tensões e são responsáveis pela falha da maioria dos componentes estruturais. O presente trabalho tem por objetivo estudar o efeito de concentração de tensão em materiais compósitos. O formalismo de Stroh é utilizado para obter a solução analítica da distribuição de tensão na borda de furos elípticos em placas infinitas anisotrópicas sob tensões nominais aplicados genéricas no plano. A teoria clássica dos laminados é aplicada para obter propriedades equivalentes de laminados simétricos de tal forma que o mesmo possa ser considerado uma placa ortotrópica homogênea de rigidez equivalente. Os critérios de Tsai-Wu, Puck e LaRC05 são estudados pelos seus destacados desempenhos no WWFE (World-Wide Failure Exercise) e aplicados a diversas condições de carregamentos para furos circulares e elípticos para diferentes laminados. O estado multiaxial da distribuição de tensões na borda do furo causado pelo efeito da espessura é estudado analiticamente considerando a hipótese limite de deformação plana. A análise de placas finitas é realizada utilizando o software comercial de elementos finitos ANSYS considerando-se tensão plana para comparar soluções aproximadas para as mesmas encontradas na literatura. Por último, um estudo com base na micromecânica utilizando o modelo de Halpin-Tsai para estimar as propriedades de uma lâmina em função da fração volumétrica das fibras é apresentado para avaliar a importância da mesma na concentração de tensão.