universidade federal de santa catarina

105 Pages·2013·4.17 MB·Portuguese

Vitor Takashi Endo

IMPLEMENTAÇÃO DE MODELO CONSTITUTIVO DE
VISCOELASTICIDADE LINEAR ORTOTRÓPICA ASSOCIADA
À TÉCNICA DE IDENTIFICAÇÃO DE PARÂMETROS

Dissertação submetida ao Programa de
Pós-Graduação em Engenharia
Mecânica da Universidade Federal de
Santa Catarina para a obtenção do
Grau de Mestre em Engenharia
Mecânica.
Orientador: Prof. Dr. Eng. José Carlos
de Carvalho Pereira

Florianópolis
2013
Catalogação na fonte elaborada pela biblioteca da
Universidade Federal de Santa Catarina

Endo, Vitor Takashi
Implementação de modelo constitutivo de
viscoelasticidade linear ortotrópica associada à técnica de
identificação de parâmetros / Vitor Takashi Endo ;
orientador, José Carlos de Carvalho Pereira -
Florianópolis, SC, 2013.
105 p.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa
Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Mecânica.

Inclui referências

1. Engenharia Mecânica. 2. Materiais compostos
injetados. 3. Modelo constitutivo. 4. Viscoelasticidade linear
ortotrópica. 5. Método de elementos finitos. I.
Pereira, José Carlos de Carvalho. II. Universidade Federal
de Santa Catarina. Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Mecânica. III. Título.
Vitor Takashi Endo

IMPLEMENTAÇÃO DE MODELO CONSTITUTIVO DE
VISCOELASTICIDADE LINEAR ORTOTRÓPICA ASSOCIADA
À TÉCNICA DE IDENTIFICAÇÃO DE PARÂMETROS

Esta Dissertação foi julgada adequada para obtenção do Título de
“Mestre em Engenharia Mecânica” e aprovada em sua forma final pelo
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

Florianópolis, 26 de julho de 2013.

________________________
Prof. Dr. Eng. Armando Albertazzi Gonçalvez Jr
Coordenador do Curso

Banca Examinadora:

________________________
Prof. Dr. Eng. José Carlos de Carvalho Pereira
Orientador

________________________
Prof. Dr. Eng. Lauro Cesar Nicolazzi
Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC

________________________
Prof. Dr. Gean Vitor Salmoria
Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC

________________________
Prof. Dr. Eng. Guilherme Mariz de Oliveira Barra
Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC

Este trabalho é dedicado à
Universidade Federal de Santa
Catarina.

AGRADECIMENTOS

Ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da
Universidade Federal de Santa Catarina.
Ao orientador e professor José Carlos de Carvalho Pereira.
Aos demais professores do Departamento de Engenharia
Mecânica da universidade.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior.
Aos meus familiares, em especial aos meus pais: Armando Haruo
Endo e Elena Tieko Sato Endo.
Aos colegas e amigos do Grupo de Análise e Projeto Mecânico:
Luiz Carlos Pinagé de Lima Filho, Armin Sonnenhohl, Diego Fernandes
Rodrigues e Vinicius Bianchezzi.
Aos colegas da empresa Whirlpool Latin America: Thyago
Morette Kiam e Pablo Filgueira Rodeiro.
A minha namorada e companheira Josiane Giese.

RESUMO

O conhecimento acerca das propriedades dos materiais figura
como aspecto essencial no contexto da mecânica de sólidos
computacional aplicada ao desenvolvimento de produtos. Com o intuito
de promover a utilização de materiais compostos injetados em
componentes estruturais, torna-se relevante a investigação de técnicas
adequadas para a caracterização do material, considerando a variação de
propriedades mecânicas em relação à orientação das fibras e ao tempo
de carregamento mecânico. Deste modo, foi descrita uma metodologia
para a obtenção de corpos de prova, assim como a condução dos ensaios
mecânicos e o tratamento dos dados. A representação matemática das
propriedades do material foi feita por meio de um modelo constitutivo
de viscoelasticidade linear descrito por séries de Prony,
convenientemente adaptado para materiais ortotrópicos. Devido ao
elevado número de coeficientes do modelo constitutivo proposto, foi
aplicada a técnica de identificação de parâmetros para a determinação
das incógnitas da função matemática que representa o modelo
constitutivo. A metodologia utilizada permitiu a obtenção de uma boa
correlação entre dados experimentais, analíticos e numéricos do ensaio
de fluência. Tais resultados favorecem o emprego da simulação
numérica para o desenvolvimento de componentes estruturais ao utilizar
o modelo constitutivo proposto de viscoelasticidade linear ortotrópica.

Palavras-chave: Materiais compostos injetados, modelo constitutivo,
viscoelasticidade linear ortotrópica, método de elementos finitos,
identificação de parâmetros.