ANALISE TERMOMECÂNICA DE MATERIAIS COM GRADAÇÃO FUNCIONAL
Palavras-chave:
Materiais com Gradação Funcional, Método dos Elementos Finitos, Análise Termo-mecânica.Resumo
Materiais com gradac ̧ao funcional (MGF) foram primeiramente estudados no Japão no inicio
da decada de 1980. Esses materiais foram desenvolvidos para atuar como barreiras térmicas em reato-
res de fusao e na indústria aeroespacial, devido aos elevados gradientes de temperatura as quais estas
estruturas sao submetidas. Esse tipo de composito geralmente é formado por dois materiais, usualmente
ceramica e metal. O uso da ceramica proporciona melhor comportamento frente a cargas térmicas,
enquanto que melhores propriedades mecanicas são obtidas graças a matriz metálica. As fraçõees de
volume variam ao longo de uma direção predefinida para se obter o comportamento termomecanico desejado. Devido a variação das propriedades mecanicas, a obtenção de soluções analíticas para estru-
turas com MGFs se torna mais difícil, sendo necessaria a utilização de métodos numéricos para análise
de estruturas com MGFs. Portanto, neste trabalho realiza-se um estudo sobre a aplicac ̧ao de MGFs a
placas submetidas a diferentes cargas mecanicas e térmicas. Para isso, são implementadas sub-rotinas
de usuario (UMAT e UMATHT) no programa de elementos finitos ABAQUS de forma a representar a
variação espacial das propriedades termomecanicas. Diferentes métodos de homogeneização são utiliza-
dos para avaliar as propriedades efetivas desses compositos como função das frações de volume. Neste
trabalho, as cargas mecanicas e térmicas são aplicadas e os resultados são comparados com soluções
anal ́ıticas encontradas na literatura, as quais consideram o desacoplamento entre os campos termico e ́
mecanico. Após a validação, realiza-se um estudo parametrico que considera diferentes métodos de
homogeneização e frações de volume.
