Simulação numérica de impacto em alumínio aeronáutico: caracterização do material e análise estrutural

• Processo: 07/59071-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2008
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2008
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Larissa Driemeier
• Beneficiário: Eduardo Domingo Morales
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 04/15404-0 - Impacto em estruturas, AP.TEM
• Assunto(s): Alumínio Plasticidade das estruturas Método dos elementos finitos Simulação numérica Simulação por computador
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Elementos Finitos | Impacto | Plasticidade | Testes De Taylor

Resumo

O avanço tecnológico tomou possível mimetizar numericamente o comportamento de uma estrutura real desde o regime elástico até sua ruptura, que pode ocorrer a grandes deformações e com mudanças significativas na temperatura, rigidez e resistência do material. Nesse contexto, a simulação computacional de uma estrutura submetida a carregamento de impacto tem-se mostrado uma ferramenta de grande valor, pois esse tipo de análise envolve, geralmente, geometrias complexas, grandes deformações, plasticidade, variação de temperatura, efeitos de inércia, falha, etc. Desse modo, devido à complexidade e aos elevados custos relacionados com investigações experimentais, além do fato de poucos laboratórios no Brasil possuírem a aparelhagem necessária para fazê-las, não é viável basear todo o estudo de impacto em testes. Entretanto, a fim de que os resultados das simulações computacionais reflitam com boa exatidão o real comportamento dos materiais, deve-se dispor das propriedades estáticas e dinâmicas dos mesmos, as quais somente podem ser obtidas experimentalmente. O objetivo da iniciação científica é caracterizar estática e dinamicamente o alumínio aeronáutico, através de experimentos com a máquina de tração e a barra de Hopkinson. A seguir, serão realizados simulações computacionais e experimentos de "Testes de Taytor" com o alumínio caracterizado, sendo que os resultados numéricos e experimentais serão confrontados a fim de validar a caracterização do material. Para simulações numéricas será utilizado o modelo de Johnson e Cook (disponível no software LS-Dyna), enquanto que os testes experimentais serão realizados usando o aparato necessário que está disponível no laboratório do Grupo de Mecânica dos Sólidos e Impacto em Estruturas (GMSIE). (AU)