"A Transversalidade da Ciência, Tecnologia e Inovações para o Planeta"
5 a 7 de outubro de 2021
Trabalho 15036
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Engenharia mecânica |
| Setor | Departamento de Tecnologia de Alimentos |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Primeiro autor | Enzo Mendonca Oliveira |
| Orientador | ALEXANDRE MARTINS REIS |
| Outros membros | Bárbhara do Couto Bousada |
| Título | Caracterização mecânica de fibra de carbono visando aplicação do critério de falha de Tsai-Wu |
| Resumo | Tecnologias modernas exigem materiais avançados, ou seja, que possuam combinações incomuns de propriedades que não podem ser atendidas pelos convencionais. Dentre os materiais avançados, se destacam os compósitos, pois possuem baixa densidade, elevada resistência e rigidez. Portanto, o presente trabalho se propôs a determinar os limites de resistência em lâminas de fibras de carbono, orientadas com duas angulações diferentes ( 0º e 45º), e aplicar o critério de falha de Tsai-Wu nas análises estruturais realizadas pela equipe de aerodesign Skywards UFVoa da Universidade Federal de Viçosa. Para isso, a metodologia se dividiu em fabricação dos corpos de prova, ensaios mecânicos e análise estrutural dos componentes da aeronave 2021 da equipe de aerodesign pelo método de Tsai-Wu. A primeira etapa foi realizada na Fábrica de Ideias, onde corpos de prova foram feitos a partir do processo de laminação manual, que consiste na união de um compósito fibroso com uma matriz (fibra bidirecional e resina epóxi) obedecendo às normas da ASTM. A segunda etapa foi realizada utilizando a máquina de ensaio de tração do Laboratório de Embalagens (LABEM) do Departamento de Engenharia de Alimentos da UFV. Nesta etapa foram realizados alguns pré-testes para ajuste do equipamento utilizado, e em seguida, foram feitos ensaios de tração em 12 corpos de provas com as fibras orientadas a 0° e em outras 12 amostras com as fibras orientadas a 45°. Finalizados os ensaios de tração, os resultados obtidos passaram por um tratamento estatístico e foram aplicados em análises estruturais, destinados ao projeto de aerodesign. Como resultado, o limite de resistência obtido para fibras orientadas a 0° foi igual a 364,9 MPa e para aquelas orientadas a 45° foi de 95,6 MPa, que estão de acordo com os valores observados nas referências bibliográficas consultadas. Além disso, pôde-se verificar que as curvas de tensão versus deformação do material para ambas angulações se comportaram como era esperado, entretanto, houve uma maior discrepância entre os resultados obtidos com as amostras das fibras orientadas a 0° do que entre aqueles obtidos com os corpos de provas com as fibras orientadas a 45°. As análises estruturais resultaram em componentes bem dimensionados, de acordo com o conhecimento da equipe, e permitiram uma análise mais criteriosa da falha dos mesmos. Por fim, conclui-se que o método de Tsai-Wu é valioso para avaliar o desempenho de fibra de carbono e que a metodologia empregada é confiável para obtenção das resistências mecânicas desejadas. Vale ressaltar que para uma avaliação completa, seriam necessários ensaios nos componentes projetados, porém não foi possível realizá-los, devido à necessidade de distanciamento causada pela pandemia por Covid-19, que prejudicou a construção da aeronave 2021. |
| Palavras-chave | Fibra de carbono, Ensaio de tração, Tsai-Wu. |
| Forma de apresentação..... | Vídeo |
| Link para apresentação | Vídeo |
|---|