PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
Abstract
Diversas estruturas projetadas pelo homem estão suscetíveis a impacto e
quando se menciona impacto mecânico, pensa-se em um esforço de natureza
dinâmica, na qual a carga é aplicada repentinamente e rapidamente. O impacto é
um fenômeno de bastante complexidade, pois estão envolvidos o módulo da força,
duração da aplicação desta e velocidade do impacto, além do comportamento
mecânico do material. O impacto pode ser encontrado em diversas situações, entre
elas se pode citar o projeto de ferramentas, explosões, artilharia, segurança no
armazenamento de substâncias perigosas, colisões entre meios de transporte tais
como aeronaves, carros, trens, etc. O carregamento aplicado associado à
velocidade fornece o que é chamado de energia de impacto, que dependendo de
sua amplitude pode provocar grandes prejuízos estruturais, ao meio ambiente ou
ainda ao ser humano. Por isso devem-se prover meios de absorção desta energia
para reduzir suas consequências. O comportamento da estruturas mecânicas
submetidas ao impacto é um tema de bastante relevância e atualmente vem sendo
frequentemente discutido devido às colisões de veículos. Neste trabalho, foram
realizadas simulações de carregamentos dinâmicos em estruturas similares
representando componentes veiculares através do método de elementos finitos
seguidos de testes de impacto por queda de peso com medição das deformações,
registradas por um extensômetros conectado a um sistema de aquisição de sinais,
de modo a se estabelecer um método para cálculo da energia absorvida pela
estrutura.Several man-made structures are susceptible to impact forces. Mechanical
impact is associated with an effort of dynamic nature, in which the load is
suddenly and quickly applied. Impact is a complex phenomenon, because of the
intensity of the force, duration of its application, and impact speed involved,
which influence the mechanical behavior of the material. Impact can be found in
several situations, e.g. in tool design, explosions, artillery, safety systems for
dangerous substance storage, collisions between transport vehicles such as
aircraft, cars, trains, etc. The applied loading associated to high speeds supplies
the so-called impact energy. Depending on its intensity, impact can cause large
structural damage, to the environment, or even to a human being. Therefore, ways
to absorb this energy must be provided to reduce its consequences. The behavior
of mechanical structures submitted to impact is a highly relevant issue.
Nowadays, it is frequently discussed in the context of vehicle collisions. In this
work, simulations of dynamic loading are carried through, in similar structures
representing components of a vehicle, through the Finite Elements Method.
Impact tests using a drop weight machine are performed to measure deformations
using strain gauges connected to a system signal acquisition system, in order to
establish a method to calculate the impact energy absorbed by the structure
