Modelagem numérica de impacto de projéteis em placas compósitas usadas em abordagens de engenharia

Abstract

Materiais compósitos de aramida são amplamente utilizados na indústria automotiva para desenvolvimento de proteções balísticas, porém seu custo de manufatura é alto devido ao alto valor de compra das matérias-primas exigidas. Desta forma, é inviável realizar uma exaustiva campanha de ensaios para a fase de projeto preliminar destas proteções. O objetivo desde trabalho é propor um modelo de simulação computacional para a análise de impacto em compósitos, que pode ser usado em testes preliminares do material. Com isso, a geometria, as propriedades de materiais, as condições iniciais e de contorno necessárias para o modelo foram estudadas e elencadas e dois diferentes métodos numéricos, dinâmica explícita e SPH (Smooth Particles Hydrodynamics), foram utilizados na intenção de se determinar aquele que minimiza erros numéricos associados à deformação excessiva de malha. Para isso, foi escolhido, o software Ansys AUTODYN para a simulação do modelo com estas diferentes abordagens. Conclui-se que é possível definir um modelo de simulação computacional para o uso em etapas iniciais de projeto utilizando um método híbrido que mistura a utilização de método de dinâmica explícita na proteção e SPH no projétil. Este modelo é capaz de reduzir os erros associados à distorção excessiva da malha que levam à inexatidão dos resultados encontrados.