Simulação computacional de compósitos aplicados em componentes externos de automóveis

César Tadeu Medeiros Branco¹; Geisiane Freitas Miranda¹; Monteiro Almeida Luciano¹; Mauro José Guerreiro Veloso¹; Roberto Tetsuo Fujiyama¹

¹ Universidade Federal do Pará

doi:10.20906/CPS/CON-2016-1144

Resumo

tualmente, uma grande variedade de materiais metálicos vem sendo substituídos por materiais alternativos que apresentam propriedades mecânicas semelhantes, além de serem mais leves, como é o caso dos materiais compósitos. Na década de setenta, o uso de compósitos foi intensificado na indústria automobilística sendo utilizados amplamente em carros de Fórmula 1. Esta é a indústria que mais revela interesse em novos materiais, pois muitos países europeus decidiram que os veículos automotores, deveriam ser parcialmente biodegradáveis, decompostos ou recicláveis, como é o caso dos compósitos com reforço de fibras naturais. Alguns carros já utilizam fibras naturais em seu interior e na parte externa usam fibras sintéticas, principalmente as fibras de vidro. O grupo de pesquisa em materiais compósitos da UFPA tem uma linha de pesquisa que envolve a simulação do comportamento dos compósitos poliméricos reforçados por fibras naturais. Como etapa desta linha de pesquisa o domínio da simulação de materiais compósitos, com reforço de fibras sintéticas, se torna importante para depois extrapolar os modelos para reforço com fibras naturais. Neste artigo são apresentados resultados preliminares de um modelo computacional para material compósito de matriz polimérica de polipropileno e reforço de fibras de vidro tipo E e R, onde foi considerado inicialmente para simplificação, que o compósito é homogêneo. O objetivo do trabalho é verificar a aplicação das diferentes fibras de vidro, por meio das tensões equivalentes e do fator de segurança baseado na tensão de ruptura do compósito. Para isso, são aplicados baixos valores de força no parachoque do carro. Essa força perpendicular ao parachoque e às fibras contribui para a fratura do material. Assim foi determinado os valores de tensão de flexão do parachoque, considerado como uma viga bi-apoiada, para determinar a força aplicada no elemento de volume representativo durante a simulação computacional. Os resultados mostraram que a fibra de vidro-R apresentou maior resistência à fratu

Palavras-chave: Propriedades elásticas; Polipropileno; Fibra de vidro; Materiais compósitos; Modelagem numérica