Fabricação avançada de compósitos por enrolamento filamentar: Avaliação da resistência residual de cilindros com rigidez variável após carregamento de impacto.

• Processo: 19/15179-2
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de setembro de 2020 - 31 de agosto de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Estruturas Aeroespaciais
• Convênio/Acordo: CONFAP - Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa
• Pesquisador responsável: Volnei Tita
• Beneficiário: Volnei Tita
• Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesq. associados: Artur Altermann Pollet ; Cristiano Baierle de Azevedo ; Jose Humberto Santos Almeida Junior ; Maikson Luiz Passaia Tonatto ; Maísa Milanez Ávila Dias Maciel ; Marcelo Leite Ribeiro
• Assunto(s): Método dos elementos finitos Mecânica dos sólidos Materiais compósitos

Resumo

Este projeto de pesquisa tem por objetivo desenvolver um pacote contendo soluções experimentais, numéricas e rotinas de otimização de estruturas cilíndricas com rigidez variável (RV) fabricadas por enrolamento filamentar (EF) (do inglês, filament winding). É conhecido que peças axissimétricas fabricadas pelo processo de EF tradicional possuem excelentes propriedades mecânicas. No entanto, a baixa resistência na direção da espessura em estruturas laminadas as torna suscetíveis a danos por impacto. Modificações no processo tradicional de EF visando um processo de fabricação avançado serão realizadas a fim de possibilitar a obtenção de cilindros em compósito com RV, para aumentar o leque de opções construtivas e assim facilitar o desenvolvimento de estruturas otimizadas. Serão realizados ensaios de resistência residual após impacto, tais como compressão axial e/ou radial para analisar o comportamento mecânico dos cilindros. Para realizar a otimização dessas estruturas, serão desenvolvidos modelos por elementos finitos para prever a falha e o dano progressivo dos materiais, bem como a integração com algoritmos de otimização. Protótipos de cilindros em compósito otimizados serão fabricados e avaliados experimentalmente a fim de validar os resultados obtidos. Espera-se ter, através do processo de fabricação avançado, cilindros compósitos com rigidez e peso otimizados em comparação a cilindros fabricados tradicionalmente pelo processo de EF. Além disso, espera-se que a metodologia desenvolvida possa ser empregada em escala industrial e que empresas interessadas sejam beneficiadas pelos resultados obtidos e disseminados pelo projeto. (AU)