Influência da inserção de fios de memória de forma em materiais compósitos na resposta ao impacto

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: JUNQUEIRA, Diego Morais
• Orientador(a): ANCELOTTI JUNIOR, Antonio Carlos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica
• Departamento: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Materiais compósitos; Resistência ao impacto; Ligas de memória de forma; Elementos finitos; Planejamento de experimentos
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3823

Nas ultimas décadas, tornou-se cada vez mais comum a busca por materiais de alto desempenho, ou seja, materiais que conciliam baixo peso e alta resistência mecânica. Uma solução encontrada para esta demanda foram os compósitos reforçados com fibras e matriz polimérica. Entretanto, os materiais compósitos ainda possuem certa deficiência quanto a resistência à colisões (crashworthiness) onde uma solução para este problema encontra-se na utilização de materiais inteligentes (smart materials) como as ligas de memória de forma (NiTi) inseridos no laminado. Sendo assim, este trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento de um equacionamento, utilizando planejamento de experimentos, capaz de prever a capacidade de absorção de energia ao impacto em materiais compósitos de fibra de vidro e matriz de resina epóxi com fios de NiTi inseridos. Além disso, propor um modelo, por meio de simulação numérica pelo método dos elementos finitos (MEF) visando encontrar uma correlação com a análise experimental e consequentemente um modelo confiável para utilização em trabalhos futuros. A seleção da liga de NiTi (Martens ítica ou Superelástica) a ser utilizada nos corpos de prova para impacto deu-se pela ferramenta de planejamento de experimentos em arranjo fatorial completo com Análise Dinâmico Mecânica (DMA). Após a seleção do o estatisticamente adequado (Superelástico), foi realizada a fabricação dos corpos de prova via VARTM com três variáveis de projeto (Diâmetro, Espaçamento e Posição no Laminado) seguindo um arranjo fatorial fracionado e os ensaios de impacto de baixa velocidade para medir a absorção de energia foram conduzidos segundo a norma ASTM D7136. Os resultados obtidos por meio dos ensaios de impacto mostraram que existe um aumento na absorção de energia quando o fio de NiTi esta presente no compósito. Um modelo através de simulação numérica não linear (Análise Dinâmica) foi realizado e seus resultados foram comparados com os obtidos experimentalmente mostrando que existe uma excelente correlação (acima de 95%).