Análise Estrutural de Elementos Compósitos com a Utilização do Método de Elementos Finitos

Abstract

Ao longo das últimas décadas, foi possível observar um grande crescimento do segmento náutico brasileiro. Em virtude desta crescente demanda, a competitividade gerada entre as empresas deste ramo tem contribuído para a evolução dos produtos e serviços oferecidos, uma vez que estes devem apresentar diferenciação no mercado por meio de inovação, qualidade e redução de custos. No presente trabalho, são apresentadas metodologias de análise estrutural para uma plataforma de popa da lancha de 32 pés (10 metros) de comprimento fabricadas pelo estaleiro Fibrafort, onde foi proposto um estudo envolvendo a análise de uma estrutura sanduíche com a utilização do método de elementos finitos. Após análise preliminar do projeto, identificou-se a necessidade de conhecer a real capacidade da peça e também a influência de alguns parâmetros de projeto, como direção dos reforços de fibra, posicionamento dos reforços, espessura e posicionamento do núcleo. O estudo consistiu na identificação de uma proposta de melhoria em termos estruturais, avaliando também possíveis reduções de massa e custos de produção do conjunto. Para tanto, foram propostas análises em um software comercial a fim de simular os esforços que a plataforma pode ser submetida e mapear a contribuição de cada camada (lâmina) no laminado final e assim propondo um plano de laminação alternativo e obter um comparativo entre o produto atual e a proposta, em termos de seu comportamento mecânico. Desta forma, o estudo envolvendo um problema real encontrado no dia-a-dia de um engenheiro naval serviu para aprimorar os conceitos estudados em sala de aula juntamente com o trabalho desenvolvido durante o estágio curricular. Finalmente, como resultado do estudo, conclui-se que com a adequação do plano de laminação a conceitos clássicos da engenharia de estruturas resultou em uma melhora no comportamento mecânico da peça estudada, sem necessitar de grandes investimentos, sem grandes alterações no material utilizado e nem alterações drásticas no processo de fabricação.

Over the past decades, we observed a large growth of the Brazilian nautical segment, because of this growing demand, competitiveness generated between the companies in this sector has contributed to the evolution of products and services, since they have to provide market differentiation through innovation, quality and cost reduction. In this paper, we present methods of structural analysis for aft deck of the boat 32 feet (10 meters) in length manufactured by Fibrafort shipyard where it was proposed a study involving the analysis of a sandwich structure using the method of elements Finite by. After preliminary analysis of the project, identified the need to know the real the capacity and also the influence of some design parameters, such as direction of fiber reinforcements, placement of reinforcements, thickness and positioning of the core. The study consisted in identifying a proposal for improvement in structural terms, evaluating also possible mass reductions and production costs. Therefore, it has been proposed analysis in commercial software to simulate the efforts that the platform can be submitted and map the contribution of each layer (blade) in the final laminate and so proposing an alternative rolling plan and get a comparison between the product current and the proposal in terms of their mechanical behavior. Thus, the study of a real problem encountered in day-to-day of a naval engineer served to enhance the concepts learned in the classroom with the work carried out during the traineeship. Finally, as a result of the study, it is concluded that the adequacy of the rolling plan to classical concepts of structural engineering resulted in an improvement in the mechanical behavior of the play studied without requiring large investments, without major changes in the material used and not drastic changes in the manufacturing process.