Determinação numérico-analítico-experimental da permeabilidade transversal de compósitos híbridos utilizados em processos de moldagem líquida
Autor: Cristiano Peres Oliveira (Currículo Lattes)
Resumo
Este trabalho concentra-se em determinar a permeabilidade transversal de compósitos homogêneos e híbridos. Baseado nos dados de pressão e vazão, obtidos experimentalmente, um modelo matemático baseado na resistência ao escoamento foi desenvolvido com o objetivo de determinar as permeabilidades dos materiais utilizados no composto híbrido (kevlar e vidroE). Em uma etapa seguinte, a modelagem numérica foi realizada a partir dos dados provenientes dos ensaios experimentais. Dois tipos de simulações numéricas foram testados e validados por comparação direta com dados experimentais: axissimétrico e tridimensional. Os dois métodos numéricos apresentaram resultados muito similares, portanto, o modelo axissimétrico, que tem menor tempo de processamento, foi selecionado e utilizado em todas as simulações. Como primeiro resultado deste trabalho, foi proposto e verificado que a área da secção transversal usada para determinar a permeabilidade deve ser a área real do escoamento, ou seja, deve-se considerar apenas a área dos furos da placa perfurada. Todos os trabalhos encontrados na literatura utilizam a área total da seção transversal. Outra contribuição deste trabalho, para o estado da arte, diz respeito ao desenvolvimento do modelo axissimétrico, o qual permitiu, com um menor tempo de simulação, a geração de resultados praticamente idênticos aos obtidos com o modelo numérico tridimensional. O último resultado importante está relacionado à metodologia proposta para determinação da permeabilidade transversal, que é capaz de calcular, por meio de um único experimento, a permeabilidade de cada um dos reforços fibrosos (de diferentes materiais) em compósitos híbridos multicamadas. Isto foi possível aliando-se a utilização de dados experimentais, o modelo analítico desenvolvido e um conjunto de simulações numéricas.