Modelagem de materiais e estudo de falha de diferentes compósitos reforçados com fibras para vasos de pressão

Resumo

Vasos de pressão são ferramentas industriais essenciais para o armazenamento de fluidos sob alta pressão. A utilização de vasos de pressão em ambiente industrial comum impõe sérios perigos à vida humana em caso de falha. O material de fabricação e a pressão de trabalho de acordo com a resistência do material são argumentos necessários para um projetista de vasos de pressão. Neste estudo, cinco materiais compósitos são selecionados para investigar o comportamento de vasos de pressão sob alta pressão. A técnica FEA é usada para verificar tensões e deformações em diferentes camadas compostas. A pressão aplicada a todos os modelos de materiais neste estudo é de cerca de 20 MPa. As teorias de Tsai Wu e tensão máxima são usadas para estudar a falha nas duas primeiras camadas compostas de diferentes materiais compostos. Os compósitos de vidro epóxi têm bom desempenho em termos de falha de carga estática. Eles demonstram resistência razoável sem sofrer falha na segunda camada. Os compósitos T300/976 também são adequados para as condições de carregamento pretendidas do modelo, pois não apresentaram falha na segunda camada, tornando-os uma opção viável. Portanto, recomenda-se a utilização dos compósitos Vidro/Epóxi e T300/976 em condições extremas de pressão como as encontradas em cilindros de GNV. Três dos materiais compósitos testados não satisfizeram as teorias de falha. Portanto, não é seguro usá-los em condições extremas de carregamento. Embora esses materiais não apresentassem nenhuma falha na primeira camada, as deformações na segunda camada os tornavam suscetíveis à falha.