Dissertação

Finite element modelling of damage and failure in fiber reinforced composites EVALUATED

O principal objectivo desta tese consiste na modelação e simulação computacional do dano e rotura/falha de compósitos reforçados com fibras, utilizando o método dos elementos finitos. Durante o tempo de vida em serviço de uma estrutura aeroespacial, fendas e fissuração podem aparecer e sobretudo espalhar-se por todo o seu domínio. Estas situações devem ser analisadas com rigor de modo a determinar a influência que poderão ter na diminuição da rigidez e resistência da estrutura, a qual pode condicionar gravemente o seu desempenho.Neste trabalho, procede-se a uma breve revisão da literatura relacionada com os diferentes estudos realizados nesta área de investigação, bem como a uma descrição sucinta de alguns métodos que permitem prever o começo e o crescimento das fendas. Ao longo deste trabalho, analisa-se o comportamento das placas compósitas com furos circulares usando o software Abaqus e dois métodos de análise: o método de Hashin e o XFEM (“eXtended Finite Element Method, na designação anglo-saxónica). O XFEM mostra grande capacidade de identificar o ínicio da fenda e a sua propagação em todo o laminado. O método baseado no criterio de Hashin não indetifica a fenda mas apenas o dano localizado, revertendo essas zonas danificadas com uma rigidez menor. Para além disso, os resultados mostram, como esperado, uma maior resistência das placas dominadas por lâminas a 0º, dado que as forças de tracção se aplicam nesta direção. É ainda possível concluir que as placas com furos menores são mais rígidas e exibem maiores tensões localizadas, facto que antecipa a sua falha.
Compositos de fibras, fenda, dano, XFEM, Critério de Hashin, método dos elementos finitos.

Junho 25, 2015, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Nuno Miguel Rosa Pereira Silvestre

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado