Autor: Thiago da Silveira (Currículo Lattes)
Resumo
A flambagem elástica é um fenômeno de instabilidade estrutural indesejado para um projeto de engenharia. Na engenharia naval, placas delgadas utilizadas nas estruturas de navios e plataformas podem sofrer com esse fenômeno. Através da aplicação de carregamentos compressivos, a estrutura pode curvar-se repentinamente no sentido transversal, ou seja, fora do plano da placa. Para tal, o carregamento deve ser superior à carga crítica de flambagem da estrutura. O uso de materiais compósitos em meio oceânico é uma tecnologia relativamente atual e que pode trazer muitos benefícios a médio e longo prazo, visto que estes materiais não sofrem com a degradação através de corrosão marinha e estruturas de material compósito em geral são mais leves do que estruturas de aço, o que pode gerar um ganho na capacidade de carga e armazenagem das embarcações. A flambagem de placas laminadas ortotrópicas ainda é uma área a ser pesquisada, especialmente quando as placas possuem perfurações. Perfurações em placas utilizadas em aplicações navais e oceânicas se fazem necessárias para instalação de vigias, passagem de cabos e tubulações, janelas de visita e inspeção, escotilhas e afins. Em busca de uma otimização estrutural de placas laminadas compósitas, fazendo com que as perfurações afetem o mínimo possível o comportamento mecânico da estrutura, o Design Construtal pode ser aplicado. Este método é baseado em elementos da natureza e possibilita encontrar a ótima distribuição das imperfeições se associado a problemas da mecânica dos sólidos como o de placas delgadas perfuradas. Aplicando diferentes laminações foi possível encontrar um aumento da carga crítica de flambagem para uma placa compósita, com laminação simétrica e sem perfurações, de até 10,47%. Esta condição é encontrada quando o esquema de laminação obedece (45º/45º)3s ou (-45º/45º)3s. No entanto a aplicação de furos reduz a carga crítica de flambagem, podendo a melhor carga crítica obtida para a placa com furo atendendo à fração volumétrica do furo Ø = 0,25 ficar até 35,22% menor do que para uma placa sem furo. Para uma fração volumétrica Ø = 0,05, a carga crítica é melhor, representando uma redução de 18,56% em relação à placa sem furo. Percebeu-se que quanto maior a fração volumétrica do furo, maior seu efeito redutor sobre a carga crítica de flambagem.