Estudo dos aspectos estruturais de espumas metálicas

Abstract

A busca por materiais mais eficientes gerou interesse em criar estruturas que permitam modificar as propriedades dos materiais utilizados. Materiais celulares têm sido uma opção inspirada em estruturas existentes na natureza, como tecidos ósseos e colmeias de abelhas. Em engenharia, os materiais celulares foram criados para se obter estruturas com a menor densidade possível, mantendo um nível de rigidez adequado aos esforços exigidos. No presente trabalho se exploram algumas características estruturais de uma estrutura celular do tipo honeycomb, onde são realizadas simulações numéricas para determinar as cargas de flambagem elástica e a carga de colapso do mesmo. Se verifica a sensibilidade da estrutura frente a imperfeições nas paredes celulares através de um modelo não linear físico e geométrico, analisando a carga de colapso plástico. Os resultados obtidos são discutidos e conclusões são apresentadas sobre as características das estruturas estudadas.

The search for more efficient materials generated interest in creating structures to modify the properties of the materials used. Cellular materials have been an option inspired by existing structures in nature, such as bone tissue and bee hives. In engineering, cellular materials were created to obtain structures with the lowest possible density while maintaining an adequate level of stiffness. In this paper, the structural properties of regular honeycombs are explored, using numerical simulations to determine the elastic buckling loads and the ultimate load. The sensitivity of the structure against geometric imperfections in the cell walls is analysed by using a physical and geometric non-linear model, analysing the plastic collapse load. The results are discussed and conclusions are drawn from the characteristics of the studied structures.