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Ciência & Tecnologia dos Materiais

versão impressa ISSN 0870-8312

Resumo

OLLER, S.; MARTINEZ, X.; BARBAT, A.  e  RASTELLINI, F.. Advanced composite material simulation. C.Tecn. Mat. [online]. 2008, vol.20, n.1-2, pp.02-14. ISSN 0870-8312.

Apresenta-se uma metodologia computacional para moldar o comportamento mecânico não linear de estruturas laminadas compósitas de FRP (Fiber-Reinforced Polymers). O modelo está baseado em uma combinação apropriada de modelos constitutivos de materiais compostos, considerando o comportamento mecânico de cada componente, junto de equações adicionais de compatibilidade ou “equações de fechamento" que caracteriza a micro-mecânica do composto desde um ponto de vista morfológico. Com esta finalidade, pode-se atribuir a cada fase ou componente qualquer modelo constitutivo apropriado a seu próprio comportamento. Cada componente modela-se separadamente e a resposta global é obtida compondo adequadamente as contribuições de cada componente e suas interações com os restantes, tudo isso de um ponto de vista fenomenológico. Para moldar uma simples lâmina composta unidirecional (UD), desenvolveu-se uma formulação contínua Série-Paralela, que supõe que os componentes se comportam em paralelo na direção em que se alinham as fibras e como materiais em série na direção ortogonal. Levando em conta a morfologia interior do material composto, introduziu-se uma estratégia para desajustar e depois acoplar as fases que compõem o material composto. Esta metodologia [Rastellini 2006], denominada "composição de comportamentos", permite levar em conta o fenómeno de não linearidade local nos materiais componentes, tais como o dano, plasticidade, etc. de uma maneira acoplada. Isto está baseado na gestão apropriada de modelos constitutivos homogêneos, já disponíveis para cada componente. Desta maneira, usam-se todos os desenvolvimentos conseguidos para os materiais básicos, o que faz possível a transferência desta tecnologia aos compostos. Uma teoria laminada complementada com o modelo de UD proposto emprega-se para descrever o comportamento mecânico de laminados multidireccionales. Propõe-se uma estratégia específica para a solução do comportamento geral não-linear. Isto proporciona uma rápida convergência local e global, que faz ao modelo seja apropriada para resolver estruturas à grande escala. O modelo dá respostas no comportamento não-linear de compostos, onde as formulações clássicas do micro-mecânica estão restringidas só ao campo linear. A metodologia é validada com várias análises numéricas e contrastada com dados experimentais e ensaios de referência (benchmark tests).

Palavras-chave : Materiais Compostos; Analise Numérica; Mecânica del Continuo; Modelos Constitutivos.

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