[pt] O presente trabalho propõe um novo tipo de ligação entre perfis pultrudados que
não exija furação do material, seja leve e fabricado por manufatura aditiva. Para
isso, fez-se uma revisão do estado da arte no âmbito das ligações entre perfis de
compósitos, abordando ligações parafusadas simples, cujos parafusos estão sujeitos
apenas ao corte, bem como as ligações semirrígidas, que são menos contempladas
pela literatura atual. Além disso, tratou-se do uso de otimização topológica em
componentes mecânicos voltados à impressão 3D. Posteriormente, define-se a
geometria básica do componente proposto e o respectivo modelo numérico adotado
no processo de otimização topológica, expondo todas as condições de contorno,
carregamento e otimização. A fim de verificar experimentalmente o
comportamento do componente apresentado, ensaios momento-rotação foram
realizados em três grupos, sendo um composto por exemplares com a geometria
original básica e os demais por componentes otimizados (com e sem reforço). Por
fim, foi observado que o caminho de fibras estabelecido foi coerente com as
solicitações às quais o componente está submetido, haja vista a maior eficiência
manifestada pelo aumento de resistência e rigidez por unidade de massa. A mesma
constatação se aplica ao processo de otimização e ajuste. No mais, a utilização do
reforço com fibras implicou numa maior repetibilidade na resposta mecânica da
ligação. / [en] The current work proposes a new type of joint between pultruded profiles that
does not require drilling, is lightweight and build by additive manufacturing. To
accomplish that, a state of art review on pultruded profiles joints was carried,
addressing simple bolted joints which have their bolts only subjected to shear, as
well as semi-rigid joints. Besides, the use of topology optimization on 3D-printed
mechanical components is also addressed. Posteriorly, the basic geometry of the
proposed component is defined and its respective numeric model used within the
topology optimization, presenting their boundary, load and optimization conditions.
In order to experimentally verify the behaviour of the component, moment-rotation
tests were carried in three groups, namely, the original geometry group, the simple
optimized group and the reinforced optimized group. In the end, it was observed
that the defined fibre path is consistent with the stresses acting within the
component, regarding the greatest efficiency shown in terms of strength and
stiffness per unit mass for the reinforced specimens. The same applies to the
optimization and adjusting processes. Furthermore, the use of fibre reinforcement
led to a greater repeatability of mechanical response.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:58598 |
| Date | 11 April 2022 |
| Creators | JESSE HENRIQUE NASCIMENTO BESERRA |
| Contributors | DANIEL CARLOS TAISSUM CARDOSO, DANIEL CARLOS TAISSUM CARDOSO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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