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Eng. FRANCISCO JOSÉ XAVIER DE CARVALHO - IBCom
Eng. CHARLES MEDEIROS - AUMEK
IBCom - Instituto Brasileiro dos Compósitos
A utilização de postes em compósitos
tem crescido acima das expectativas,
devido às vantagens logísticas,
operacionais e durabilidade.
Porém para garantir o bom
desempenho e competitividade é
necessário uma boa tecnologia no
projeto e processo produtivo.
IBCom - Instituto Brasileiro dos Compósitos
ESCOLHA DO EQUIPAMENTO
Máquina Filament Winding:
CLP – Segue receitas, e métodos empíricos de produção, não tem
capacidade de processar trajetórias complexas;
CNC – Segue trajetórias geradas por software.
Número de eixos:
2 Eixos:
Difícil ancoragem no topo do mandril;
Ângulo de enrolamento maior que 15º
Acumulo de material nas extremidades.
4 Eixos:
Ancoragem da fibra em qualquer ponto do
mandril;
Possibilidade de trabalhar com ângulos
menores que 15º;
Permite melhor posicionamento da fibra
ao longo do mandril.
IBCom - Instituto Brasileiro dos Compósitos
EFICIÊNCIA NO CÁLCULO ESTRUTURAL
1- Garantir o máximo de propriedades mecânicas
aproveitando a anisotropia dos compósitos.
2 – Formular o material para bom desempenho
estrutural atendendo aos requisitos normativos.
3 – Realizar o cálculo estrutural com a precisão
que garanta o desempenho necessário e
suficiente.
4 – Utilizar um processo produtivo que consiga
atender a especificação com qualidade e
produtividade.
IBCom - Instituto Brasileiro dos Compósitos
EXATIDÃO NO CÁLCULO ESTRUTURAL
Para garantir esta exatidão, desenvolvemos um programa
que calcula de uma forma exata a viga cônica.
1 – São definidas a lâminas UD com o ângulo de enrolamento especificado;
calculadas as matrizes de rigidez e flexibilidade para estas lâminas
2- Determinado o módulo de elasticidade equivalente para o laminado
constituído pelas lâminas que o compõem.
0
100000
200000
300000
400000
500000
0 10 20 30 40 50 60 70 80
kg/c
m2
Ângulo graus
MODULO DE ELASTICIDADE EM FUNÇÃO DO ÂNGULO DE ENROLAMENTO
IBCom - Instituto Brasileiro dos Compósitos
EXATIDÃO NO CÁLCULO ESTRUTURAL
3 – A partir das propriedades mecânicas
precisamente determinadas é feito o
cálculo estrutural do poste utilizando um
método exato especialmente
desenvolvido para o cálculo de vigas
cônicas.
Com base nos carregamentos
determinados pelas Normas e
coeficientes de segurança aplicáveis, é
determinada a espessura necessária.
4 – O programa gera os relatórios
técnicos das características do poste, o
relatório de consumo de matéria prima,
custos e tempo de produção e gera
ainda o relatório para a produção
incluindo o código G para o sistema e
todos os parâmetros necessários.
IBCom - Instituto Brasileiro dos Compósitos
DEFLEXÃO MANTENDO ESPESSURA CONSTANTE
Ângulo Deflexão (mm)
12 509,5
15 538,6
20 610,9
23 670,6
ESPESSURA DO LAMINADO
MANTENDO A DEFLEXÃO CONSTANTE 510 mm
Ângulo Espessura (mm) Peso (kg)
12 7,54 162,36
15 7,9 174,8
20 8,82 189
23 9,56 210
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ESPESSURA (mm) Poste 12 x 300 – Espessura mínima de 7,54mm
1º Camada 2º Camada 3º Camada 4º Camada 5º Camada 6º Camada Comprimento (mm)
2,60 5,20 7,80 0,00 0,00 0,00 12000,00
2,55 5,09 7,64 0,00 0,00 0,00 11575,00
2,49 4,98 7,48 9,97 0,00 0,00 11150,00
2,44 4,88 7,31 9,75 0,00 0,00 10725,00
2,38 4,77 7,15 9,53 0,00 0,00 10300,00
2,33 4,66 6,99 9,32 0,00 0,00 9875,00
2,28 4,55 6,83 9,10 0,00 0,00 9450,00
2,22 4,44 6,66 8,88 0,00 0,00 9025,00
2,17 4,33 6,50 8,67 0,00 0,00 8600,00
2,11 4,23 6,34 8,45 0,00 0,00 8175,00
2,06 4,12 6,18 8,23 0,00 0,00 7750,00
2,00 4,01 6,01 8,02 0,00 0,00 7325,00
1,95 3,90 5,85 7,80 0,00 0,00 6900,00
1,90 3,79 5,69 7,58 0,00 0,00 6475,00
1,84 3,68 5,53 7,37 9,21 0,00 6050,00
1,79 3,58 5,36 7,15 8,94 0,00 5625,00
1,73 3,47 5,20 6,93 8,67 0,00 5200,00
1,68 3,36 5,04 6,72 8,40 0,00 4775,00
1,63 3,25 4,88 6,50 8,13 0,00 4350,00
1,57 3,14 4,71 6,28 7,85 0,00 3925,00
1,52 3,03 4,55 6,07 7,58 0,00 3500,00
1,46 2,93 4,39 5,85 7,31 8,78 3075,00
1,41 2,82 4,23 5,63 7,04 8,45 2650,00
1,35 2,71 4,06 5,42 6,77 8,13 2225,00
1,30 2,60 3,90 5,20 6,50 7,80 1800,00
ESCALONAMENTO DAS CAMADAS
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ANCORAGEM
Ancoragem é feita através do coeficiente de atrito entre a fibra e o mandril.
TURN AROUND BASE
ZONA GEODÉSICA
TURN AROUND TOPO
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
ÂNGULO
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VARIAÇÃO DO ÂNGULO DE ENROLAMENTO EM FUNÇÃO
DO COEFICIENTE DE ATRITO
.
μ 0.15
μ 0.20
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OTIMIZAÇÃO ZONA DE TURN-AROUND EM MANDRIS
DE TOPO QUADRADO
.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
ÂNGULO
μ 0.15
μ 0.20