Análise Numérica do Comportamento Mecânico de Placas Finas Perfuradas de Materiais Compósitos sob Flexão

Resumo

Este trabalho busca analisar numericamente o comportamento mecânico de placas de dois materiais compósitos submetidas à flexão causada por um carregamento estático transversal uniforme, comparando com o comportamento de uma placa de material isotrópico. Todas as placas estudadas possuem uma perfuração elíptica centralizada. De acordo com o método Constructal Design, esse furo elíptico pode variar em função do parâmetro H₀/L₀ (relação entre os semi-eixos da elipse), entretanto a relação entre o volume da perfuração e o volume da placa (φ) é mantida constante. Dessa maneira é possível avaliar a influência da geometria do furo no comportamento mecânico das placas, tendo como objetivo minimizar a deflexão sofrida pela placa. Além disso, foram consideradas ainda três condições de vinculação para as placas: apoiada nos quatro lados, engastada nos quatro lados e apoiada em dois lados e engastada nos outros dois. Um modelo computacional desenvolvido no software ANSYS, que é baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), foi empregado para simular numericamente a flexão nas placas. Os resultados mostraram que a geometria do furo pode influenciar de maneira significativa na performance das placas como componentes estruturais. Melhorias de até aproximadamente 115% foram obtidas para a deflexão máxima da placa.