Modelo de elementos finitos para simulaÃÃo de juntas sobrepostas coladas em compÃsitos laminados.

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

Na indÃstria aeronÃutica à inevitÃvel o uso de juntas coladas, rebitadas e parafusadas na uniÃo de componentes ou partes estruturais. Com o desenvolvimento de novos materiais e novas tÃcnicas de manufatura, as juntas coladas passaram a ser mais utilizadas devido a algumas vantagens sobre as tradicionais juntas rebitadas e parafusadas, tais como: melhor distribuiÃÃo das tensÃes na regiÃo de colagem, melhor vedaÃÃo, melhor acabamento e o mais importante em aplicaÃÃes aeronÃuticas, menor peso. O projeto de juntas coladas à baseado em anÃlise para a determinaÃÃo das tensÃes normais e cisalhantes no adesivo e o campo de deslocamentos ao longo da junta. O objetivo deste trabalho à apresentar uma tÃcnica de elementos finitos para modelagem de juntas coladas aplicÃvel a qualquer tipo de configuraÃÃo. As juntas sÃo modeladas utilizando o programa comercial de elementos finitos MSC.Nastran. Nas simulaÃÃes, os aderentes sÃo considerados laminados de material ortotrÃpico, conseqÃentemente a utilizaÃÃo de laminados assimÃtricos e nÃo-balanceados sÃo considerados. A camada de adesivo à modelada de duas maneiras: a primeira tÃcnica assume a camada de adesivo como sendo um modelo constitutivo linear elÃstico e a segunda tÃcnica assume um modelo constitutivo elasto-plÃstico, sendo este o modelo constitutivo da maioria dos adesivos polimÃricos. Elementos de casca (CQUAD4) sÃo utilizados para a modelagem dos aderentes e elementos sÃlidos (CHEXA8) na modelagem da camada de adesivo. EquaÃÃes de restriÃÃo (MPC) sÃo utilizadas para ligaÃÃo dos aderentes ao adesivo proporcionando a determinaÃÃo das tensÃes de cisalhamento txz e normal sz. A validaÃÃo do modelo de junta colada tipo sobreposta à investigada pela comparaÃÃo dos resultados numÃricos com outras duas tÃcnicas. Na primeira tÃcnica, ambos os aderentes e adesivo sÃo discretizados em elementos sÃlidos do Nastran, resultando num modelo completamente 3D; na segunda tÃcnica à utilizado o programa comercial para anÃlise estrutural de compostos ESAComp 2.2. Os resultados comparados sÃo as distribuiÃÃes de tensÃes normais, cisalhantes e o campo de deslocamentos ao longo da junta. Os resultados obtidos com o mÃtodo proposto estÃo prÃximos do modelo 3D para todos os estudos de caso, com vantagem de ser mais simples e numericamente mais eficiente.

ASSUNTO(S)

laminados estruturas coladas simulaÃÃo mÃtodo de elementos finitos modelagem (processos) estrutura de aeronaves materiais compÃsitos juntas (junÃÃes)

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