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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2011.tde-25032012-103251
Documento
Autor
Nome completo
Giovani Sacchetto Daniel
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2011
Orientador
Banca examinadora
Tita, Volnei (Presidente)
Botelho, Edson Cocchieri
Lima, Antonio Marcos Gonçalves de
Título em português
Dano em materiais compósitos: SAFECom (Sistema de Análise de Fadiga de Estruturas em Compósito)
Palavras-chave em português
Análise computacional
Dano em material compósito
Estruturas aeronáuticas
Fadiga de materiais compósitos
Resistência residual
Tolerância ao dano
Resumo em português
O presente trabalho, inicialmente, apresenta uma revisão a cerca de vários métodos de análise de fadiga e tolerância ao dano em materiais compósitos e, em particular, o conceito de elemento crítico e o método da resistência residual é estudado e aplicado à análise de materiais compósitos poliméricos, reforçados por fibras contínuas, sob cargas cíclicas. Casos de laminados com concentradores de tensão são também abordados, principalmente, devido ao crescente emprego de materiais compósitos. Diante do contexto apresentado, o presente trabalho buscou desenvolver uma ferramenta computacional, que fosse capaz de prever de forma consistente tanto a vida em fadiga de estruturas em material compósito como a resistência residual dessas estruturas sob a ação de carregamentos cíclicos. Dessa forma, um modelo baseado na resistência residual, que envolve integração numérica, é implementado em um programa computacional denominado SAFECom (Sistema de Análise de Fadiga de Estruturas em Compósito), o qual é aplicado a alguns estudos de casos. O SAFECom foi, então, avaliado, comparando resultados obtidos com dados da literatura. Verifica-se uma boa convergência entre os resultados nessa fase de avaliação. Por fim, são listadas possibilidades de aprimoramento do programa, que podem torná-lo aplicável a outros estudos de casos não abordados no presente trabalho, além da avaliação do mesmo através de ensaios experimentais.
Título em inglês
Damage in composite materials: SAFECom (System of Analysis of Fatigue for Composites)
Palavras-chave em inglês
Aeronautic structures
Composite
Critical element
Damage tolerance
Fatigue
Fatigue of composite materials
Residual strength
Resumo em inglês
This work firstly presents an overview about various methods of analysis of fatigue and damage tolerance of composite materials and, in particular, the concept of critical element and the method of residual strength are studied and applied to the analysis of polymer composites reinforced by continuous fibers under cyclic loading. Cases of laminates with stress concentrators are also addressed, mainly due to increasing use of composite materials. In this context, this work aimed to develop a computational tool that was able to consistently predict both the fatigue life of structures in composite material and the residual strength of these structures under the action of cyclic loads. Thus, a model based on residual strength, which involves numerical integration, is implemented in a computer program called SAFECom (System of Analysis of Fatigue for Composites), which is applied to some case studies. The SAFECom is evaluated by comparing results obtained from literature data. There is a good convergence between the results of this assessment. Finally, possibilities for improvement are listed on the program that can make it applicable to other case studies, which were not covered in this study, in addition to its evaluation by experimental tests.
 
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Data de Publicação
2012-04-24
 
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