Dissertação

Calibration and Validation of a 3D Homogenised Damage Model for FRP Composites EVALUATED

Devido ao aumento da utilização de materiais polímeros reforçados com fibra (FRP, sigla inglesa) em variadas indústrias, a necessidade de compreender e prever corretamente os mecanismos de falha destes materiais torna-se cada vez mais importante. A falta de confiança em modelos simples e a elevada complexidade de modelos mais recentes motivou o desenvolvimento de um novo modelo de dano progressivo para compósitos FRP pultrudidos que considera os materiais laminados como homogéneos. Neste estudo, apresenta-se a calibração e a validação do novo modelo para 6 polímeros reforçados com fibra de vidro (GFRP, sigla inglesa) de diferentes fornecedores. Para tal, foi utilizado o software ABAQUS juntamente com uma "user-defined material subroutine" (UMAT), previamente desenvolvida, para obter todos os resultados numéricos. O processo de calibração foi realizado através do ajuste das curvas numéricas aos resultados experimentais para todos os testes de caracterização mecânica disponíveis. Posteriormente, os materiais devidamente calibrados foram testados em ensaios de aplicação mais complexos e os resultados numéricos foram comparados com os experimentais. A calibração dos materiais foi realizada com sucesso, sendo que também foi demonstrada a necessidade de calibrar um parâmetro de regularização de malha com um teste de "compact tension". O modelo foi também validado com sucesso, tendo sido capaz de prever a rigidez e força máxima dos ensaios de aplicação, os modos de falha e, em alguns casos, o comportamento pós-falha. Os resultados deste estudo demonstram a viabilidade de utilizar este novo modelo em projetos de dimensionamento estrutural.
Polímero Reforçado com Fibra de Vidro, Modelo de Dano, Dano Progressivo, Elementos Finitos, Análise Numérica.

julho 7, 2022, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Nuno Miguel Rosa Pereira Silvestre

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

José Manuel Cabecinhas de Almeida Gonilha

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Colaborador Docente