Comparación de Diferentes Criterios y Modelos Analíticos para el Análisis de Cilindros Compuestos Asistido por Software en Línea
Autores: de Menezes, Eduardo A. W.; Theisen, Clara S.; Farias, Thiago V. P.; Dick, Gabriel M.; Tonatto, Maikson L. P.; Amico, Sandro C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Comparación de Diferentes Criterios y Modelos Analíticos para el Análisis de Cilindros Compuestos Asistido por Software en Línea
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Shells cilíndricas reforzadas con fibra
Predicción de fallos
Datos experimentales
Análisis de fallos
Análisis de sensibilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Debido a su mayor relación resistencia-peso y capacidad para operar en entornos adversos, el uso de cascarones cilíndricos reforzados con fibra experimentó un aumento significativo en las últimas décadas. La novedad clave de este estudio radica en la implementación de enfoques analíticos duales para abordar los complejos mecanismos de fallo y las distribuciones de estrés en compuestos. Se investigaron dos soluciones teóricas distintas, la teoría de membrana y la teoría de Mindlin-Reissner, para la predicción de fallos en estructuras enrolladas con filamento, proporcionando de manera única una plataforma para una fácil comparación de enfoques teóricos. Se recopilaron datos experimentales de diferentes configuraciones, materiales y ángulos de enrollado en la literatura y se compararon utilizando el software MECH-Gcomp desarrollado en línea. También se llevó a cabo un análisis de fallos aplicando cinco criterios de fallo diferentes bien establecidos para materiales compuestos. Los resultados de la teoría de Mindlin-Reissner mostraron una desviación del 46.9% y los de la teoría de membrana una desviación del 36.2%, considerando más de 120 casos. El análisis de sensibilidad de Sobol identificó la presión (P), la resistencia a la tracción transversal, el ángulo de enrollado y el radio como los parámetros más influyentes respecto al índice de fallo de los cilindros compuestos.
Descripción
Debido a su mayor relación resistencia-peso y capacidad para operar en entornos adversos, el uso de cascarones cilíndricos reforzados con fibra experimentó un aumento significativo en las últimas décadas. La novedad clave de este estudio radica en la implementación de enfoques analíticos duales para abordar los complejos mecanismos de fallo y las distribuciones de estrés en compuestos. Se investigaron dos soluciones teóricas distintas, la teoría de membrana y la teoría de Mindlin-Reissner, para la predicción de fallos en estructuras enrolladas con filamento, proporcionando de manera única una plataforma para una fácil comparación de enfoques teóricos. Se recopilaron datos experimentales de diferentes configuraciones, materiales y ángulos de enrollado en la literatura y se compararon utilizando el software MECH-Gcomp desarrollado en línea. También se llevó a cabo un análisis de fallos aplicando cinco criterios de fallo diferentes bien establecidos para materiales compuestos. Los resultados de la teoría de Mindlin-Reissner mostraron una desviación del 46.9% y los de la teoría de membrana una desviación del 36.2%, considerando más de 120 casos. El análisis de sensibilidad de Sobol identificó la presión (P), la resistencia a la tracción transversal, el ángulo de enrollado y el radio como los parámetros más influyentes respecto al índice de fallo de los cilindros compuestos.