Publicação
Estudo e simulação em OpenFOAM do processo de infusão vácuo
| Resumo: | A simulação computacional tem ganho uma importância crescente na indústria, sendo de grande utilidade no estudo de processos produtivos, permitindo a diminuição de tempo e da necessidade de utilização de materiais para a produção de protótipos ou para a obtenção de resultados experimentais. Com o desenvolvimento da tecnologia foram criados vários softwares que permitem a simulação de vários processos com resultados fidedignos, e já validados através de vários estudos. Os softwares de simulação computacional são, atualmente, mais completos em termos de conteúdo e de opções de simulação. Este maior desenvolvimento deve-se a uma maior percentagem de estudos realizados sobre eles e a uma maior comparação dos resultados dos mesmos com resultados experimentais. O OpenFOAM é um software livre que surgiu pelo trabalho de alguns investigadores, mas que foi aberto a uma comunidade maior após um desenvolvimento significativo. Atualmente recebe desenvolvimento proveniente do trabalho dessa mesma comunidade e de vários investigadores, tendo um crescimento gradual ao longo dos anos. O processo de infusão de resina com ajuda de vácuo, permite a produção de materiais que apresentam aplicações na indústria naval, automóvel e aeronáutica. O processo industrial centra-se na introdução de resina num molde com um fundo duro selado com um saco maleável. São colocadas as percentagens necessárias de fibras no fundo do molde, posteriormente estas são envolvidas pela resina produzindo o produto final que consiste num material compósito de matriz polimérica e de reforço com fibras metálicas/cerâmicas. O OpenFOAM será utilizado na simulação de um processo de infusão de resina com ajuda de vácuo (VARI), utilizado na produção de materiais compósitos de matriz polimérica, de grande dimensão e de alta-performance. Os resultados finais foram comparados com os de um software comercial, o PAM-Composites de forma a perceber-se a diferença de resultados. Para além disso foram utilizados, nas simulações, resultados experimentais obtidos no PIEP em que foi analisado o avanço da resina através de um molde de vidro, com o objetivo de calcular a velocidade de escoamento e a partir disso a permeabilidade das fibras consideradas. Concluindo, os resultados finais até demostraram que os resultados obtidos em simulação são muito próximos aos resultados experimentais e que são um bom método de estudo de processos experimentais. |
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| Autores principais: | Silva, Ana Sofia Machado |
| Assunto: | CFD Simulação computacional Materiais compósitos Fibras Permeabilidade OpenFOAM VARI PAM-Composites Open-Source Computacional simulation Composite materials Fibers Permeability |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A simulação computacional tem ganho uma importância crescente na indústria, sendo de grande utilidade no estudo de processos produtivos, permitindo a diminuição de tempo e da necessidade de utilização de materiais para a produção de protótipos ou para a obtenção de resultados experimentais. Com o desenvolvimento da tecnologia foram criados vários softwares que permitem a simulação de vários processos com resultados fidedignos, e já validados através de vários estudos. Os softwares de simulação computacional são, atualmente, mais completos em termos de conteúdo e de opções de simulação. Este maior desenvolvimento deve-se a uma maior percentagem de estudos realizados sobre eles e a uma maior comparação dos resultados dos mesmos com resultados experimentais. O OpenFOAM é um software livre que surgiu pelo trabalho de alguns investigadores, mas que foi aberto a uma comunidade maior após um desenvolvimento significativo. Atualmente recebe desenvolvimento proveniente do trabalho dessa mesma comunidade e de vários investigadores, tendo um crescimento gradual ao longo dos anos. O processo de infusão de resina com ajuda de vácuo, permite a produção de materiais que apresentam aplicações na indústria naval, automóvel e aeronáutica. O processo industrial centra-se na introdução de resina num molde com um fundo duro selado com um saco maleável. São colocadas as percentagens necessárias de fibras no fundo do molde, posteriormente estas são envolvidas pela resina produzindo o produto final que consiste num material compósito de matriz polimérica e de reforço com fibras metálicas/cerâmicas. O OpenFOAM será utilizado na simulação de um processo de infusão de resina com ajuda de vácuo (VARI), utilizado na produção de materiais compósitos de matriz polimérica, de grande dimensão e de alta-performance. Os resultados finais foram comparados com os de um software comercial, o PAM-Composites de forma a perceber-se a diferença de resultados. Para além disso foram utilizados, nas simulações, resultados experimentais obtidos no PIEP em que foi analisado o avanço da resina através de um molde de vidro, com o objetivo de calcular a velocidade de escoamento e a partir disso a permeabilidade das fibras consideradas. Concluindo, os resultados finais até demostraram que os resultados obtidos em simulação são muito próximos aos resultados experimentais e que são um bom método de estudo de processos experimentais. |
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