Ref.: MpoPr08-001

Avaliação numérica-experimental da resistência mecânica de núcleos com geometrias auxéticas e não auxéticas projetados em manufatura aditiva de corpos de prova em PET

Apresentador: Vanessa Seriacopi

Autores (Instituição): Brochado, E.C.(Universidad Tecnológica de Bolívar); Seriacopi, V.(Centro Universitário do Instituto Mauá de Tecnologia); Bordinassi, Ã.C.(Centro Universitário do Instituto Mauá de Tecnologia); Lebrão, G.W.(Centro Universitário do Instituto Mauá de Tecnologia); Tovar, J.C.(Universidad Tecnológica de Bolívar);

Resumo:
O presente trabalho avalia a capacidade de absorção de energia em condições de flexão ou compressão de núcleos projetados com geometrias auxéticas e não auxéticas para possível utilização na indústria naval. Modelagens e simulações computacionais por elementos finitos foram realizadas no SolidWorks, e ensaios mecânicos foram conduzidos em peças distintas formadas com dois tipos de núcleos auxéticos (reentrante e bicelular) e dois tipos de núcleos não auxéticos (circular e elíptico), fabricando-se inicialmente em politereftalato de etileno (PET) para posteriormente definir parâmetros geométricos a serem aplicados em materiais metálicos. As geometrias delineadas no software CAD foram processadas por manufatura aditiva, utilizando-se filamento de PET em máquina de impressão 3D da empresa CREALITY. Em adição, os corpos de prova foram submetidos aos testes de compressão (100 x 100 x 10 mm) e flexão em três pontos (100 x 10 x 10 mm), em uma máquina universal INSTRON EMIC 23-50, seguindo-se as normas ASTM C 365/C 365M – 05 e ASTM C. C393/ C393M, respectivamente. Os resultados de comportamento mecânico mostram que núcleos/painéis com geometrias auxéticas têm uma taxa de absorção de energia aprimorada quando comparados aos núcleos/painéis não auxéticos, aproximadamente 70% em compressão por exemplo, possibilitando identificar e refinar as geometrias mais eficientes para cada tipo de núcleo. A comparação dos resultados das simulações numéricas com os dados experimentais correspondentes indica resultados consistentes, com diferenças numéricas abaixo de 10%. Os resultados sugerem a aplicação de núcleos engenheirados auxéticos/não auxéticos na indústria naval devido ao seu reduzido peso e resistência à compressão e/ou flexão.