Tsai-Wu e Hashin em tubos de compósito: o poste de PRFV falha… mas falha como?
85 переглядів
O índice de Tsai-Wu diz QUANDO a peça falha. Não diz COMO. Neste treinamento técnico aplicamos os critérios de falha de Tsai-Wu e de Hashin ao poste de PRFV de 12 m × 300 daN (continuação do vídeo de cálculo estrutural do mesmo poste) e mostramos por que, em estruturas tubulares feitas por enrolamento filamentar, essa diferença muda a decisão de projeto.
O que você vai ver:
• Como os esforços combinados (flexão, cortante, normal e torção) viram tensões σ1, σ2 e τ12 em cada camada (micromecânica + teoria clássica de laminados)
• Por que von Mises e Tresca dão falsa segurança em compósitos (FS ≈ 8,6 contra R ≈ 1,92 real)
• Tsai-Wu: um índice global e interativo, fácil de programar — e sua limitação
• Hashin (1980): quatro modos físicos — fibra/matriz, tração/compressão
• Envoltórias da lâmina e do laminado, mapa do índice ao longo da altura e em volta do tubo
• Falha progressiva (descarte de lâmina) até o colapso e comparação com a flambagem local
Resultados do estudo de caso (seção crítica a 0,4 m do solo, carga nominal):
• Tsai-Wu: R = 1,86 → índice FS/R = 0,808 com FS = 1,5 (atende)
• Hashin: primeira falha = trinca de matriz por tração na camada de rotação ±88°, R = 1,92
• Ruptura de fibra (camadas ±15°): ≈ 9,3× a carga nominal
• Flambagem local da parede: 6,13× · colapso progressivo: 8,82×
A matriz avisa; a parede e a fibra decidem.
Capítulos
0:00 Abertura: o poste falha? Falha como?
0:49 O guiFW respondeu 1,027. Mas o que rompeu?
1:24 Esforços combinados na base do poste
1:58 Do tubo à lâmina: σ1, σ2, τ12
2:36 Por que von Mises dá falsa segurança
3:09 Critério de Tsai-Wu
3:45 Critério de Hashin: quatro modos de falha
4:15 Envoltórias da lâmina: elipse x quatro fronteiras
4:47 Estudo de caso: seção crítica, camada por camada
5:15 Onde falha: ao longo da altura e em volta do tubo
5:38 Falha progressiva: da primeira trinca ao colapso
6:13 A lição principal
6:36 Envoltórias do laminado no plano σx–τxθ
7:02 Decisões de projeto que atrasam a trinca
7:36 E no guiFW?
8:05 Checklist do projetista
Código do vídeo (Python): micromecânica, CLT, esforços, Tsai-Wu, Hashin, falha progressiva, envoltórias e gráficos — saída em JSON, CSV e memória de cálculo.
Referências
• Tsai, S. W.; Wu, E. M. A general theory of strength for anisotropic materials. J. Composite Materials, 1971.
• Hashin, Z. Failure criteria for unidirectional fiber composites. J. Applied Mechanics, 1980.
• Ensaios de resistência: ASTM D3039, D6641, D3518, D2290.
Os valores de material e de carga são de exemplo. Para um projeto real use as resistências medidas no seu material e no seu processo.
guiFW — software de enrolamento filamentar e G-code: https://guifw.com
#compósitos #PRFV #TsaiWu #Hashin #enrolamentofilamentar #engenhariaestrutural #filamentwinding
O que você vai ver:
• Como os esforços combinados (flexão, cortante, normal e torção) viram tensões σ1, σ2 e τ12 em cada camada (micromecânica + teoria clássica de laminados)
• Por que von Mises e Tresca dão falsa segurança em compósitos (FS ≈ 8,6 contra R ≈ 1,92 real)
• Tsai-Wu: um índice global e interativo, fácil de programar — e sua limitação
• Hashin (1980): quatro modos físicos — fibra/matriz, tração/compressão
• Envoltórias da lâmina e do laminado, mapa do índice ao longo da altura e em volta do tubo
• Falha progressiva (descarte de lâmina) até o colapso e comparação com a flambagem local
Resultados do estudo de caso (seção crítica a 0,4 m do solo, carga nominal):
• Tsai-Wu: R = 1,86 → índice FS/R = 0,808 com FS = 1,5 (atende)
• Hashin: primeira falha = trinca de matriz por tração na camada de rotação ±88°, R = 1,92
• Ruptura de fibra (camadas ±15°): ≈ 9,3× a carga nominal
• Flambagem local da parede: 6,13× · colapso progressivo: 8,82×
A matriz avisa; a parede e a fibra decidem.
Capítulos
0:00 Abertura: o poste falha? Falha como?
0:49 O guiFW respondeu 1,027. Mas o que rompeu?
1:24 Esforços combinados na base do poste
1:58 Do tubo à lâmina: σ1, σ2, τ12
2:36 Por que von Mises dá falsa segurança
3:09 Critério de Tsai-Wu
3:45 Critério de Hashin: quatro modos de falha
4:15 Envoltórias da lâmina: elipse x quatro fronteiras
4:47 Estudo de caso: seção crítica, camada por camada
5:15 Onde falha: ao longo da altura e em volta do tubo
5:38 Falha progressiva: da primeira trinca ao colapso
6:13 A lição principal
6:36 Envoltórias do laminado no plano σx–τxθ
7:02 Decisões de projeto que atrasam a trinca
7:36 E no guiFW?
8:05 Checklist do projetista
Código do vídeo (Python): micromecânica, CLT, esforços, Tsai-Wu, Hashin, falha progressiva, envoltórias e gráficos — saída em JSON, CSV e memória de cálculo.
Referências
• Tsai, S. W.; Wu, E. M. A general theory of strength for anisotropic materials. J. Composite Materials, 1971.
• Hashin, Z. Failure criteria for unidirectional fiber composites. J. Applied Mechanics, 1980.
• Ensaios de resistência: ASTM D3039, D6641, D3518, D2290.
Os valores de material e de carga são de exemplo. Para um projeto real use as resistências medidas no seu material e no seu processo.
guiFW — software de enrolamento filamentar e G-code: https://guifw.com
#compósitos #PRFV #TsaiWu #Hashin #enrolamentofilamentar #engenhariaestrutural #filamentwinding
Переглядів
- 85 Всього переглядів
- 85 Переглядів на сайті
Дії
- Поділилися у соцмережах
- 0 Сподобалося
- 0 Не сподобалося
- 0 Коментарі
Лічильник поширень
- 0 Facebook
- 0 Twitter
- 0 LinkedIn
- 0 Google+
-
尺寸与限位调整
366 Переглядів . -
Ajustes de tamaños y límites
350 Переглядів . -
第 2 部分 - 变壁厚电杆
326 Переглядів . -
Regolazione di dimensioni e limiti
324 Переглядів . -
भाग 1 - एनवायरनमेंट तैयार करना
298 Переглядів . -
第 1 部分 - 搭建环境
296 Переглядів . -
Teil 2 - Mast mit variabler Wanddicke
294 Переглядів . -
Part 2 - Variable-thickness pole
290 Переглядів . -
Partie 1 - Préparer l’environnement
287 Переглядів . -
Parte 2 - Poste com espessura variavel
284 Переглядів . -
Parte 1 - Preparando el entorno
283 Переглядів . -
パート2 - 厚さが変化するポール
280 Переглядів . -
الجزء 2 - عمود بسماكة متغيرة
277 Переглядів . -
الجزء 1 - إعداد البيئة
276 Переглядів . -
חלק 2 - עמוד בעובי משתנה
275 Переглядів . -
ضبط الأبعاد والحدود
270 Переглядів . -
サイズとリミットの調整
269 Переглядів . -
Parte 1 - Montando o ambiente
264 Переглядів . -
Ajustes de tamanhos e limites
258 Переглядів . -
भाग 2 - परिवर्ती मोटाई वाला पोल
249 Переглядів .