Simulação estrutural do liner e do reforço em fibra de carbono/epóxi de vasos de pressão Tipo IV.

• Processo: 23/16873-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Sergio Luiz Nascimento Junior
• Beneficiário: Luiz Fernando Ferreira Rodovalho
• CNAE: Fabricação de artefatos de material plástico não especificados anteriormente ; Testes e análises técnicas ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Vinculado ao auxílio: 23/05723-2 - Manufatura de vasos de pressão utilizando materiais compósitos por meio do processo Filament Winding, AP.PIPE
• Assunto(s): Biometano Eficiência energética Materiais compósitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biometano | Eficiência Energética | Filament Winding | Materiais compósitos | Simulação Estrutural | Vasos de Pressão Tipo IV | Materiais Compósitos

Resumo

O projeto a ser desenvolvido pelo bolsista está relacionado para o desenvolvimento de todas as etapas e atividades relacionadas à modelagem estrutural do vaso de pressão por meio de constante atualização de modelo numérico de elementos finitos já existente. Por se tratar de um processo que se relaciona com a manufatura de maneira iterativa, é deste modelo que derivarão todas as etapas de manufatura (de liners e revestimento em fibra de carbono). Irá, em adição, implementar todas as mudanças previstas nas revisões de design tanto para o liner quanto para o revestimento.A análise de integridade estrutural do conjunto liner mais reforço será realizada por meio de simulação numérica por elementos finitos, considerando diferentes cargas e condições de operação. Serão realizadas análises estáticas e dinâmicas para avaliar a resposta estrutural do vaso sob diferentes condições de carregamento, bem como a resistência e a vida útil do liner e do reforço. Além disso, a modelagem fornecerá importantes parâmetros de projeto, como o ângulo de orientação das fibras e a espessura das camadas de material compósito e do liner.Os resultados esperados desta simulação incluem: (i) modelo geométrico detalhado do vaso de pressão, incluindo o liner polimérico e as camadas de reforço em compósito; (ii) seleção apropriada de materiais para o liner polimérico e para as camadas de reforço em compósito, levando em consideração suas propriedades mecânicas e comportamento em relação à deformação e ruptura; (iii) análise do comportamento do material compósito, incluindo suas propriedades mecânicas sob diferentes condições de carga e temperatura; (iv) análise dos modos de falha possíveis para o vaso de pressão Tipo IV, incluindo delaminação, fratura e instabilidade estrutural; (v) análise do comportamento do vaso de pressão sob diferentes condições de carga, incluindo cargas estáticas e dinâmicas; (vi) a verificação da segurança do vaso de pressão Tipo IV em relação aos requisitos da norma aplicável; (vii) a avaliação da integridade estrutural do vaso de pressão Tipo IV sob diferentes condições de operação, incluindo o envelhecimento do material compósito.