[pt] DESENVOLVIMENTO DE LIGAÇÕES VIGA-COLUNA DE PERFIS PULTRUDADOS POR MEIO DA MANUFATURA ADITIVA

[en] DEVELOPMENT OF BEAM-TO-COLUMN JOINTS FOR PULTRUDED PROFILES USING ADDITIVE MANUFACTURING

[pt] JESSE HENRIQUE NASCIMENTO BESERRA

[pt] IMPRESSAO 3D

[pt] PULTRUDADOS

[pt] COMPOSITOS

[pt] LIGACOES

[en] 3D PRINTING

[en] PULTRUDED

[en] COMPOSITES

[en] JOINTS

[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.

DANIEL CARLOS TAISSUM CARDOSO

JOAO VICTOR AZEVEDO DE MENEZES CORREIA DE MELO

FLAVIO DE ANDRADE SILVA

ANDERSON PEREIRA

JOAO VICTOR AZEVEDO DE MENEZES CORREIA DE MELO

DANIEL CARLOS TAISSUM CARDOSO

2022-04-11

2022-02-24

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.58598