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Dissertação

{pt_PT=Projecto e manufactura de um componente em material compósito reforçado por fibras de basalto para aplicação num protótipo eléctrico de alta eficiência} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Com o aumento da utilização de materiais compósitos verifica-se uma crescente consciencialização na utilização dos mesmos, maioritariamente devido à dificuldade de reutilização e reciclagem que estes apresentam. Nesta vertente, os materiais compósitos reforçados por fibras de basalto apresentam-se como uma possível solução, apresentando propriedades mecânicas superiores aos reforçados por fibras de vidro e, como vantagem mais relevante, a sua facilidade de reciclagem. No entanto, sendo no processo de manufactura das fibras apenas utilizada a rocha (basalto), sem aditivos, as propriedades mecânicas finais variam conforme o local onde esta é recolhida, justificando-se um estudo que permita a obtenção das propriedades mecânicas do compósito específico. Esta dissertação visa avaliar a utilização de componentes mecânicos neste material compósito como substituição de outros originalmente produzidos em alumínio, neste caso, um suporte presente no sistema de direcção de um protótipo eléctrico. O ponto de partida para este estudo foi a análise do comportamento do suporte original sob influência de um carregamento específico. Uma vez obtidos esses dados, foram efectuadas simulações computacionais (Siemens NX 12) com as propriedades mecânicas do compósito utilizado obtidas através de ensaios experimentais, e um processo de optimização de modo a obter-se o empilhamento mais apto a ser utilizado no componente para resistir ao carregamento. Os resultados são bastante satisfatórios, sendo obtida uma redução da massa do novo componente de quase 50% e também uma diminuição das tensões. No entanto, observou-se um aumento da deformação do componente ainda que em valores que não põem em causa a integridade do sistema de direcção. , en=With the increased use of composite materials there is also a growing awareness of their use, mainly due to the difficulty of reuse and recycling that they present. In this respect, basalt fiber reinforced composite materials are a possible solution, having superior mechanical properties than glass fiber reinforced ones and, more importantly, their ease of recycling. Since no additives are used in the manufacturing process of the fibers, only rock (basalt), the final mechanical properties vary according to the place where it is collected, justifying a study to obtain the mechanical properties of the specific composite. This dissertation aims to evaluate the use of mechanical components in this composite material as a replacement for others originally produced in aluminium, in this case, a support available in the steering system of an electric prototype. The starting point for this study was the analysis of the behaviour of the original support under the influence of a specific load. Once these data were obtained, computational simulations (Siemens NX 12) were performed with the mechanical properties of the composite obtained through experimental tests, and an optimization process in order to obtain the most suitable stacking to be used in the component to resist the loading. The results are very satisfactory, with a reduction in the mass of the new component of almost 50% and also a decrease in stresses. However, an increase in component deformation has been observed although at values that do not compromise the integrity of the steering system. }
Keywords: {pt=Fibras de basalto, materiais compósitos, método de elementos finitos, componentes mecânicos, PSEM, en=Basalt fibers, composite materials, finite element method, mechanical components, PSEM}

Discussão: novembro 22, 2019, 9:30