ReP USP - Detalhe do registro: Contribuição para o estudo de estruturas resistentes ao impacto com base na biomimética: observação e reexploração da natureza
Felisberto, Luiz Carlos
Autor USP: FELISBERTO, LUIZ CARLOS - EESC
Subjects: ENSAIOS MECÂNICOS; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
Abstract: A Biônica/Biomimética tem por objetivo reproduzir formas, princípios e funções da natureza com a tecnologia disponível nas áreas de engenharia, ciência dos materiais e química. Das estruturas naturais envolvidas com impactos, foi escolhido para este estudo o crânio do carneiro da espécie Ovis aries, que utilizam a cabeça, sem chifres, como arma de ataque e defesa. Foi estudada a parte superior desses crânios na região de junção dos ossos parietal e frontais. Foram feitos ensaios de impacto em exemplares naturais e em modelos construídos com resina de poliuretano à base de óleo de mamona. Também foi executado o modelamento dessa estrutura pelo método dos elementos finitos. Os resultados mostram qualitativamente e quantitativamente a resistência dinâmica e estática dessa estrutura, as regiões mais tensionadas e a influência dos Sinus Frontais. Foi notado que as junções (suturas) amortecem e distribuem o carregamento e que a forma geométrica de algumas partes do crânio têm desempenho superior. Com base nesses resultados foi proposta uma estrutura geométrica tridimensional e a mesma foi estudada através do ensaios de impacto com modelos em resina e através de simulações com carga estática utilizando modelos gerados por elementos finitos. Os resultados demonstram que a estrutura proposta tem desempenho melhor que uma estrutura esferoidal quanto aos valores e à distribuição de tensões e que a aba de reforço proposta melhora seu desempenho. Por fim foram apresentadaspropostas de aplicação prática dos resultados obtidos com várias disposições da geometria proposta que melhoram o comportamento de estruturas ao impacto
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