Análise numérica do comportamento mecânico sob flexão de placas finas de material compósito laminado reforçado por fibras

Abstract

A crescente necessidade de estruturas com propriedades mecânicas superiores impulsiona o desenvolvimento de novos tipos de materiais, dentre os quais se destacam os materiais compósitos laminados reforçados por fibras. Placas finas construídas com estes materiais possuem diversas vantagens em comparação com as fabricadas com materiais de construção mecânica convencionais como o aço: altas relações rigidez/peso e resistência/peso; alta resistência à fadiga; e excelente resistência à corrosão. Portanto, a aplicação destes elementos estruturais é cada vez mais frequente em diversas áreas da engenharia, especialmente em estruturas navais e offshore. Neste contexto, o presente trabalho analisa numericamente o comportamento mecânico de placas finas fabricadas com diferentes tipos de materiais compósitos (Vidro-E / Epóxi, Boro / Epóxi, Tecido de Vidro / Epóxi e Boro / Alumínio) em comparação com o comportamento mecânico de uma placa de Aço. Os resultados mostraram que é possível obter com uma placa de material compósito reforçado por fibras um comportamento mecânico semelhante, ou até melhor, que o de uma placa de aço.

The growing need for structures with high mechanical properties propels the development of new types of materials, among which stand out the composite laminates reinforced by fibers. Thin plates constructed of these materials have several advantages over those made with conventional mechanical construction materials like steel: high relations stiffness / weight and strength / weight; high fatigue strength, and excellent corrosion resistance. Therefore, the application of these structural elements is increasingly frequent in diverse fields of engineering, especially in offshore and marine structures. In this context, this work analyzes numerically the mechanical behavior of thin plates manufactured from different types of composite materials (E-glass / Epoxy, Boron / Epoxy, Woven-Glass / Epoxy and Boron / Aluminum) compared with the mechanical behavior of a Steel plate. The results showed that it is possible to obtain with a plate of fiber reinforced composite material mechanical behavior similar or better, than that of a steel plate.