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Modelagem de Junções Coladas para Aplicações em Estruturas Aeronáuticas de Materiais Compósitos

Processo: 15/16733-2
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2015
Vigência (Término): 30 de junho de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Estruturas Aeroespaciais
Pesquisador responsável:Maurício Vicente Donadon
Beneficiário:Mariano Andrés Arbelo
Instituição Sede: Divisão de Engenharia Aeronáutica (IEA). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Assunto(s):Fadiga   Mecânica do dano   Mecânica da fratura   Materiais compósitos
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:fadiga | Interfaces Coladas | Materiais compósitos | Mecânica da Fratura | Mecânica Do Dano | Fadiga em Materiais Compósitos

Resumo

Neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de uma formulação e implementação numérica de um modelo de dano, para a previsão de falha estática e induzida por fadiga, em junções coladas de estruturas aeronáuticas fabricadas em laminados compósitos. O modelo constitutivo a ser desenvolvido será implementado no software comercial de elementos finitos Abaqus via sub-rotina Fortran VUMAT. A validação do modelo será dividida em estágios. Num primeiro estágio o modelo de dano será validado para carregamentos estático e de fadiga (em amplitude constante) utilizando resultados experimentais pré-existentes, disponíveis na literatura a nível de cupons. Num segundo estágio, o modelo será validado com resultados experimentais obtidos no ITA a nível de subcomponente, utilizando uma seção de um painel reforçado com reforçadores colados, típico de uma estrutura aeronáutica.O objetivo e principal contribuição deste trabalho é o desenvolvimento de procedimentos de análise numérica robustos aplicados ao projeto de juntas coladas em estruturas aeronáuticas de materiais compósitos, combinando o estado da arte disponível na literatura na área junto com modernas ferramentas de cálculo numérico acopladas a rotinas de dano e degradação eficientes.A proposta é inovadora e se encaixa dentro de um conjunto atividades de pesquisas atualmente em desenvolvimento no ITA, em parceria com a Embraer, para o desenvolvimento de tecnologia de projeto e fabricação de estruturas aeronáuticas de materiais compósitos.

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Publicações científicas (14)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
BRITO, CAMILA BELO GOMES; SALES CONTINI, RITA DE CASSIA MENDONCA; GOUVEA, RICARDO FRANCISCO; DE OLIVEIRA, ARTHUR SCAGLIONI; ARBELO, MARIANO ANDRES; DONADON, MAURICIO VICENTE. Mode I Interlaminar Fracture Toughness Analysis of Co-Bonded and Secondary Bonded Carbon Fiber Reinforced Composites Joints. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 20, n. 2, p. 873-882, . (15/16733-2)
GONZALEZ RAMIREZ, FRANCIS MARIANA; GARPELLI, FELIPE PARISE; MENDOCA SALES, RITA DE CASSIA; CANDIDO, GERALDO MAURICIO; ARBELO, MARIANO ANDRES; SHIINO, MARCOS YUTAKA; DONADON, MAURICIO VICENTE. Hygrothermal effects on the fatigue delamination growth onset in interlayer toughened CFRP joints. INTERNATIONAL JOURNAL OF FATIGUE, v. 138, . (15/16733-2)
DE OLIVEIRA, LUCAS AMARO; DONADON, MAURICIO VICENTE. Delamination analysis using cohesive zone model: A discussion on traction-separation law and mixed-mode criteria. ENGINEERING FRACTURE MECHANICS, v. 228, . (15/16733-2)
SILVEIRA, NUBIA N. A.; SALES, RITA C. M.; BRITO, CAMILA B. G.; CANDIDO, GERALDO M.; DONADON, MAURICIO V.. Comparative fractographic analysis of composites adhesive joints subjected to mode I delamination. Polymer Composites, v. 40, n. 8, p. 2973-2983, . (15/16733-2)
MENDONCA SALES, RITA DE CASSIA; GOMES BRITO, CAMILA BELO; ALVES SILVEIRA, NUBIA NALE; DE SOUZA SENA, JHONATHAN LOUIS; ARBELO, MARIANO ANDRES; DONADON, MAURICIO VICENTE. Hygrothermal effects on mode II interlaminar fracture toughness of co-bonded and secondary bonded composites joints. Polymer Composites, v. 40, n. 8, p. 3220-3232, . (15/16733-2)
GARPELLI, FELIPE P.; GONZALEZ RAMIREZ, FRANCIS M.; SALES, RITA DE CASSIA M.; ARBELO, MARIANO A.; SHIINO, MARCOS Y.; RESENDE, HUGO B.; DONADON, V, MAURICIO. Experimental characterization of Mode II fatigue delamination growth onset in composite Joints. JOURNAL OF COMPOSITE MATERIALS, v. 56, n. 1, . (15/16733-2)
DE OLIVEIRA, LUCAS AMARO; DONADON, MAURICIO VICENTE. A cohesive zone model to predict fatigue-driven delamination in composites. ENGINEERING FRACTURE MECHANICS, v. 235, . (15/16733-2)
SHIINO, MARCOS YUTAKA; GONZALEZ RAMIREZ, FRANCIS MARIANA; GARPELLI, FELIPE PARISE; ALVES DA SILVEIRA, NUBIA NALE; MENDONCA SALES, RITA DE CASSIA; DONADON, MAURICIO VICENTE. Interlaminar crack onset in co-cured and co-bonded composite joints under mode I cyclic loading. FATIGUE & FRACTURE OF ENGINEERING MATERIALS & STRUCTURES, v. 42, n. 3, p. 752-763, . (11/01937-0, 12/07646-0, 15/16733-2)
GONZALEZ RAMIREZ, FRANCIS MARIANA; GARPELLI, FELIPE PARISE; MENDONCA SALES, RITA DE CASSIA; CANDIDO, GERALDO MAURICIO; ARBELO, MARIANO ANDRES; SHIINO, MARCOS YUTAKA; DONADON, MAURICIO VICENTE. Experimental characterization of Mode I fatigue delamination growth onset in composite joints: A comparative study. MATERIALS & DESIGN, v. 160, p. 906-914, . (15/16733-2)
CANDIDO, GERALDO MAURICIO; SALES, RITA DE CASSIA MENDONCA; ARBELO, MARIANO ANDRES; DONADON, MAURICIO VICENTE. Failure analysis in secondary bonded T-stiffened composite panels subject to cyclic and quasi-static compression loading. INTERNATIONAL JOURNAL OF ADHESION AND ADHESIVES, v. 118, p. 10-pg., . (15/16733-2, 19/04167-3)
BRITO, C. B. G.; SALES, R. C. M.; DONADON, V, M.. Effects of temperature and moisture on the fracture behaviour of composite adhesive joints. INTERNATIONAL JOURNAL OF ADHESION AND ADHESIVES, v. 100, . (15/16733-2)
VAN DEN AKKER, BART P. H.; DONADON, V, MAURICIO; LOENDERSLOOT, RICHARD; DE OLIVEIRA, LUCAS A.; ARBELO, MARIANO A.. The influence of hygrothermal aging on the fatigue behavior and residual strength of post-buckled co-bonded stiffened panels subjected to compressive loading. COMPOSITES PART B-ENGINEERING, v. 194, . (15/16733-2)
GONZALEZ RAMIREZ, FRANCIS MARIANA; GARPELLI, FELIPE PARISE; MENDONCA SALES, RITA DE CASSIA; CANDIDO, GERALDO MAURICIO; ARBELO, MARIANO ANDRES; SHIINO, MARCOS YUTAKA; DONADON, MAURICIO VICENTE. Experimental characterization of Mode I fatigue delamination growth onset in composite joints: A comparative study. MATERIALS & DESIGN, v. 160, p. 9-pg., . (15/16733-2)
GARPELLI, F. P.; RAMIREZ, F. M. G.; RESENDE, H. B.; DONADON, M., V; IOP. Structural behavior of secondary-bonded composite joints subjected to Mode II fatigue induced delamination. 9TH WORLD CONGRESS ON COMPUTATIONAL MECHANICS AND 4TH ASIAN PACIFIC CONGRESS ON COMPUTATIONAL MECHANICS, v. 388, p. 7-pg., . (15/16733-2)

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