Avaliação de desempenho de tubos de compósito polimérico comparando respostas do método de elementos finitos e do ensaio hidrostático

Abstract

Estruturas tubulares em materiais compósitos são usadas em diversas aplicações devido à sua flexibilidade em atender requisitos superiores de resistência mecânica com baixa massa específica, quando comparadas com materiais de engenharia como aço e alumínio. Devido à anisotropia que o material apresenta, a análise de estruturas de compósitos poliméricos exige ferramentas que considerem esta característica do material, como o método de elementos finitos, por exemplo. Neste estudo, foram obtidas as resistências mecânicas de tubos fabricados pelo processo de enrolamento filamentar (filament winding) por meio de ensaios hidrostáticos, que foram comparadas com valores determinados pelo método numérico. Os tubos foram fabricados com fibra de carbono e matriz de resina epóxi adotando-se configurações de bobinagem simétrica e assimétrica, representadas, respectivamente, por [90º/-30º/+30º/90º2]S e [90º/-30º/+30º/90º/+30º/-30º/90º4]T. Resultados obtidos nos ensaios experimentais revelaram diferenças nos modos de falha e nas resistências mecânicas dos tubos em função das configurações adotadas, que não foram identificadas pelo método de elementos finitos.