Caracterização computacional e mecânica de compósitos laminados de fibra de carbono em matriz epóxi

Abstract

O constante desenvolvimento dos materiais compósitos aliado à necessidade de se obter componentes estruturais de alto desempenho torna a previsão de falhas da estrutura e análise das cargas máximas fatores chaves no estudo destes materiais. Esse trabalho apresenta resultados de análises experimentais, matemáticas e computacionais realizados em um laminado de mantas, de tecido plain weave, de fibra de carbono em resina epóxi, de configuração [(+45/−45)5 / +45]𝐬, ensaiado em condições de tração, compressão, impacto e fadiga. É mostrado o modelamento matemático por trás dos materiais laminados e resultados analíticos são calculados. Um modelo detalhado do corpo de prova em elementos finitos é ensaiado por meio do software ANSYS. As três formas de análise são então comparadas para a caracterização do compósito. Os resultados mostram que os materiais compósitos tem um comportamento não linear apresentando fraturas frágeis quando a tensão de ruptura é atingida, elevada resistência a impactos de baixa velocidade, considerada vida infinita para cargas cíclicas de baixa tensão decaindo rapidamente quando se aumenta a tensão.