Overview of Composite Shells

Compostos são uma combinação de dois ou mais materiais que, macroscopicamente, apresentam propriedades diferentes.  O número de fases do material geralmente é dois e elas não solúveis uma na outra. Uma é a fase de reforço (ex.: fibra de carbono ou de vidro, partículas de sílica) e a outra é a fase de matriz (ex.: epóxi, éster vinil), na qual a fase de reforço é dispersada. Elas podem ser classificadas em compostos de fibra contínua, compostos de fibra curta e compostos particulados.

Há três tipos de opções de compostos para definir a disposição das camadas, sua espessura, propriedades de material e orientações.

  • Um laminado assimétrico tem uma disposição assimétrica de camadas na superfície média. Esta é a opção de composto mais geral. A ilustração mostra um esquema de um laminado assimétrico com cinco camadas. Cores diferentes representam as diferentes propriedades de material e orientações. A malha da casca é criada no plano médio.

  • Um laminado simétrico tem uma disposição simétrica de camadas (materiais, orientação das camadas e espessura) na superfície média. Isso implica em simetria nas espessuras das camadas, propriedades e orientações do material no plano médio.

  • O composto sanduíche é um caso especial de laminado simétrico com três camadas. Esses laminados podem ser usados quando é necessária uma resistência mais alta a cargas de curvatura. Recomenda-se que as duas camadas externas sejam mais rígidas, resistentes e finas do que a camada do meio.

    Normalmente, o núcleo é mais leve para reduzir a massa total e tem um módulo de elasticidade de cisalhamento alto para resistir ao deslizamento das coberturas.

Você pode usar uma casca composta para componentes estruturais em que é necessário restringir o peso. Cascas compostas também oferecem resistência superior à fadiga e corrosão, assim como melhor condutividade térmica.

É possível processar modelos com cascas compostas das seguintes maneiras:

Definição de casca Use o PropertyManager de Definição de casca para definir um laminado simétrico, assimétrico ou um composto sanduíche. É possível definir 2 a 50 camadas para uma casca composta. O PropertyManager permite definir diferentes espessuras, orientações do material e materiais iguais ou diferentes para cada camada.
Sequência de empilhamento das camadas O programa posiciona as camadas da parte inferior até a face da casca superior. Por isso, a primeira camada está localizada na face inferior da casca e a última na face superior da casca.
inverter a malha inverte a disposição das camadas, fazendo com que a primeira camada fique localizada na parte inferior.
Ângulo da camada A orientação de cada camada pode ser definida por meio da coluna Ângulo na tabela Camadas de casca composta do PropertyManager de Definição de casca. A orientação do material com ângulo de 0 grau para cada camada é representada visualmente por listras no espaço de trabalho do modelo. Além disso, você pode ajustar as opções de orientação de camada por meio das opções de Orientação do composto.
Resultados Além dos resultados disponíveis para cascas, é possível exibir as seguintes plotagens:
  • Tensão máxima em todas as camadas.
  • Tensão na face superior ou inferior de cada camada.
  • Tensão ao longo da direção da orientação da camada ou na direção transversal ao ângulo da camada.
  • Tensão de cisalhamento interlaminar na junção entre duas camadas diferentes.

Consulte Análise de tensão para Cascas compostas para interpretar os resultados. Consulte os PropertyManagers de Plotagem de tensão e Plotagem do fator de segurança.

Os deslocamentos e esforços são contínuos em todas as camadas e não podem ser controlados no nível da camada. A tensão em diferentes camadas é plotada para camadas individuais, visto que normalmente ela não é contínua (as propriedades do material e as orientações variam pela espessura).