Dimensionamento de um eixo em compósito de fibra de carbono e resina epóxi para transmissão de potência aplicado a semieixos homocinéticos

Abstract

Este trabalho apresenta o dimensionamento de um eixo tubular em material composto por fibra de carbono e matriz de resina epóxi para aplicação em semieixos homocinéticos de um projeto fictício. Com o objetivo de reduzir a massa do sistema e, consequentemente, o consumo de combustível e a emissão de gases poluentes na atmosfera, projetou-se um cilindro de compósito com fibras orientadas que beneficiam a transmissão de potência por torque. Foram utilizados dados teóricos para a predição das propriedades do material. Um experimento piloto foi realizado para a verificação da resistência e do modo de falha do componente. Conclui-se que, diante das simplificações e hipóteses para materiais ortotrópicos, um tubo produzido com dez camadas reforçadas a ±45°, alternadamente, satisfazem as especificações do projeto, bem como atendem às expectativas de frequência natural do conjunto, viabilizando a aplicação do componente projetado.

This study presents the sizing of a composite material tubular shaft of carbon fibers into epoxy resin matrix for constant velocity halfshafts application to a typical project. In order to reduce the system weight and, hence, the fuel consumption and the pollutant gases emission to the atmosphere, a composite cylinder with oriented fibers has been designed to benefit the power transmission by torque. Theoretical parameters have been considered to predict the material properties. A pilot experiment has been done in order to check the component resistance and its failure mode. It is possible to conclude that, regarding the assumptions and anisotropic material hypothesis done, a tube produced with ten reinforced layers with ±45 degrees, alternately, meets the project specifications, as well as the requirements of natural bending frequency, enabling the application of the designed component.