Simulações de elementos finitos de estrutura auxética combinada com honeycomb utilizando propriedades de compósito de fibras de carbono contínuas e unidirecionais

Resumo

Os metamateriais têm sido estudados ao longo das últimas décadas, uma vez que podem apresentar um comportamento mecânico peculiar. Um exemplo é a estrutura auxética re-entrante, que pode exibir um coeficiente de Poisson negativo. Do mesmo modo, a estrutura honeycomb também tem sido amplamente utilizada, principalmente em painéis sanduíche. Apesar de vários estudos incluindo estas geometrias, a utilização do compósito como matéria-prima não tem sido relatada na literatura, portanto, este trabalho visou realizar simulações de elementos finitos de estruturas celulares formadas por geometrias honeycomb combinada com auxética re-entrante, utilizando propriedades de compósito de fibra de carbono contínua e unidirecional em matriz epóxi. Para tal, foram utilizados três tipos de modelagens: viga, casca e sólido e foram aplicados dois conjuntos de restrições para cada modelo. Ao analisar os perfis de deformação total obtidos para estes três modelos, foi possível observar que tanto a modelagem de viga como a modelagem de casca promoveram resultados próximos à modelagem tridimensional ao aplicar um deslocamento de compressão vertical, sendo que a modelagem de viga mostrou uma melhor aproximação. Por outro lado, ao aplicar o deslocamento de compressão horizontalmente, a modelagem de viga mostrou-se inadequada, enquanto que a modelagem de casca apresentou valores próximos do modelo tridimensional. Portanto, conclui-se que é possível modelar estruturas semelhantes utilizando elemento de casca em vez de elemento tridimensional.