Caracterização experimental de absorvedores de energia híbridos - aço e fibra de carbono

Abstract

Vários trabalhos da literatura científica investigam o comportamento de tubos de seção circular ou quadrada sob a condição de absorvedores de energia cinética. De fato, esses absorvedores são considerados itens de Segurança Passiva, ou seja, equipamentos que minimizam os danos e protegem os ocupantes dos veículos, em caso de acidente. Na ocorrência de choques frontais, o comportamento dos absorvedores ocorre em duas fases elástica e plástica. A segunda fase do processo de esmagamento, sob hipótese de carregamento axial, é que garante que a energia cinética do impacto se dissipe através da deformação. Uma das maneiras de aumentar a eficiência de absorção da energia do impacto é utilizar tubos híbridos, em que o tubo de aço de seção vazada com paredes finas seja revestido de material compósito. Nesse sentido, o presente trabalho tem o intuito de analisar novas orientações do laminado de fibra de carbono unidirecional (0º, ±90º, 0º e ±90º, 0º, ±90º) instalados em tubos vazados quadrados de paredes finas; esses laminados referem-se aos layouts 1L1T1L e 1T1L1T que, segundo a nomenclatura apresentada, correspondem às direções transversal (T) e longitudinal (L) da fibra de acordo com a carga aplicada ao tubo. Com a realização do trabalho, obteve cerca de 23% de aumento na absorção de energia e 20% na força de pico ao utilizar fibra de carbono associada ao aço; tais resultados validam a utilização de material compósito em absorvedores de energia e uma possível redução de área do crash box, sem afetar a capacidade de absorver energia da estrutura.