Ref.: MpoMss08-001
Apresentador: Lilian Alves Dickie
Autores (Instituição): Dickie, L.A.(Universidade Federal do Ceará); Miná, .M.(Universidade Federal do Ceará); Silva, C.C.(Universidade Federal do Ceará); Mota, M.F.(Universidade federal do Ceará); Aguiar, W.M.(Universidade Federal do Ceará); Pequeno, D.A.(Universidade Federal do Ceará); Miranda, H.C.(Universidade Federal do Ceará);
Resumo:
Estruturas celulares são largamente utilizadas nos mais diversos campos de atuação, como nas indústrias automotiva, aeroespacial, médica e marítima, pois possuem diversas propriedades que se aplicam diariamente nessas variadas situações. Entretanto, as propriedades de um material podem ser mudadas a partir de modificações da sua geometria estrutural original. O novo modelo de células, chamado de células auxéticas, apresenta propriedades incomuns de compressão e tração que se dão pelo coeficiente de poisson negativo que permite que elas tenham essa característica. Assim, a palavra “auxético” tem origem grega, referente à “auksetikós”, e significa aquele que se expande transversalmente ao ser esticado ou que se contrai transversalmente ao ser pressionado. Em vista disso, suas principais propriedades em comparação com células consideradas comuns, são os melhores resultados de resistência à fratura, resistência à compressão e melhor absorção de energia. Desse modo, o objetivo do presente trabalho consiste em analisar os diferentes tipos de estruturas de células auxéticas, a fim de avaliar a mais apta a sofrer diferentes esforços mecânicos. Portanto, essa análise foi realizada a partir da modelagem 3D em desenho assistido por computador (CAD) considerando as diferentes configurações de células propostas utilizando o método numérico de elementos finitos (EF) mediante a simulação computacional com o programa Ansys. Os resultados processados foram validados em uma máquina de ensaios mecânicos com estruturas de células auxéticas produzidas a partir da manufatura aditiva utilizando os filamentos de poliácido lático (PLA) e poliuretano termoplástico (TPU). No presente trabalho, foi mostrado que existe uma magnitude ótima de resistência e um conjunto de parâmetros geométricos de estruturas auxéticas através da qual a energia máxima absorvida poderia ser colhida para os diferentes tipos de materiais. Os modelos estudados de nervuras faltantes e de células cilíndricas tubulares apresentaram uma excelente absorção de energia em ambos os ensaios de tração e compressão, podendo-se validar então os modelos de simulação computacional propostos. A análise comparativa das diferentes configurações dessas células, realizada através de modelagem 3D e simulações computacionais, seguida de validação experimental, evidencia a viabilidade e eficácia dessas estruturas para suportar diferentes esforços mecânicos. Assim, a utilização de células auxéticas promete contribuir significativamente para o desenvolvimento de materiais mais robustos e eficientes em uma ampla gama de aplicações industriais, impulsionando avanços tecnológicos e inovação.