Compressão Axial de Vigas de Alumínio Preenchidas com Espumas Vegetais
Materiais de origem renovável têm sido cada vez mais demandados pela indústria automotiva, impulsionados pela busca por soluções mais sustentáveis e pela redução do impacto ambiental associado à produção de veículos. Entretanto, a substituição de componentes estruturais por materiais renováveis ainda enfrenta desafios relacionados à viabilidade técnica e à produção em escala. Nesse contexto, o uso de espumas biodegradáveis à base de óleo de mamona surge como uma alternativa promissora para aplicação como material de preenchimento em vigas de alumínio de paredes finas submetidas à compressão axial, visando avaliar seu potencial de utilização em dispositivos de absorção de impacto, como crash boxes automotivas. A motivação deste estudo está associada à crescente necessidade de estruturas veiculares capazes de dissipar energia de impacto de forma eficiente, ao mesmo tempo em que atendam às exigências de redução de massa e incorporação de materiais sustentáveis. Estudos prévios indicam que o preenchimento de tubos metálicos com materiais celulares pode estabilizar o colapso estrutural, modificar os modos de deformação e aumentar a capacidade de absorção de energia, embora efeitos indesejados, como o aumento do pico inicial de força, também possam ocorrer. Diante disso, o objetivo deste trabalho é analisar a influência de espumas vegetais de diferentes densidades na força de colapso, no modo de deformação e na capacidade de absorção de energia de perfis quadrados de alumínio. A metodologia inclui a caracterização mecânica experimental do alumínio por meio de ensaios de tração conforme a norma ASTM E8/E8M-22, bem como a fabricação controlada de espumas renováveis a partir de polióis derivados do óleo de mamona. As vigas de alumínio serão divididas em amostras com comprimentos de 50 mm e 100 mm, com e sem preenchimento de espuma. Ensaios de compressão quasiestáticos serão conduzidos para obtenção das curvas força–deslocamento, complementados pelo desenvolvimento e validação de um modelo numérico pelo Método dos Elementos Finitos, utilizando formulações explícitas adequadas a problemas altamente não lineares. Espera-se identificar um aumento na capacidade das vigas preenchidas pelas espumas de absorver energia e de resistir cargas de colapso.