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Volnei Tita

Engenharias

Engenharia Aeroespacial
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  • influência de defeitos de fabricação de laminados compósitos com rigidez variável: análise de falhas em estruturas aeronáuticas avançadas
  • Técnicas avançadas de fabricação levaram à possibilidade de direcionar fibras de carbono ou vidro espacialmente, ou seja, variar o eixo de orientação das mesmas numa dada lâmina, que formará um laminado com rigidez variável. Isto aumenta a liberdade de projeto, gerando mais opções para desenvolver estruturas aeronáuticas avançadas. Com base em algoritmos de otimização e nos limites impostos pelo processo a ser utilizado, tem-se a possibilidade de desenvolver estruturas com rigidez variável. No entanto, um grande desafio é fabricá-las com o mínimo de defeitos possível. Pois, além de apresentarem defeitos encontrados em processos convencionais, verifica-se ainda bolsões de resina e sobreposições de reforços. Esses defeitos constituem regiões de nucleação de danos, tornando muito mais complexa a previsão de falha de estruturas aeronáuticas fabricadas, por exemplo, via “Automated Fiber Placement – AFP”. Uma das alternativas é incrementar ao máximo a qualidade dos processos, porém, os custos são altíssimos, sendo que haverá sempre a probabilidade de se ter defeitos. A grande questão é: Como viabilizar o emprego de laminados com rigidez variável em estruturas aeronáuticas? Ou seja, como fabricar tais estruturas a um custo aceitável, e ao mesmo tempo garantir a segurança de voo, atendendo os requisitos de certificação? Sabe-se que as falhas podem ocorrer dentro das lâminas, bem como entre lâminas (delaminação), sendo que a previsão das mesmas é ainda mais desafiadora para laminados com rigidez variável. Pois, os algoritmos de otimização buscam a melhor deposição da fibra para que se tenha o desempenho desejado, porém gera uma distribuição muito heterogênea do polímero, criando regiões candidatas a nucleação e propagação de micro-trincas, que evoluem para a escala meso (lâmina) e macro (laminado). Assim, o desenvolvimento de modelos multi-escala, validados experimentalmente, é fundamental para se realizar a previsão de falha de uma estrutura fabricada, por ex., via AFP.
  • Universidade de São Paulo - SP - Brasil
  • 05/12/2022-31/12/2026
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