OTIMIZAÇÃO VIA METAMODELAGEM DE PAINÉIS SUBMETIDOS AO IMPACTO
O presente estudo é motivado pela compreensão do desempenho de materiais leves quando
submetidos a impactos de alta velocidade, uma questão crítica em estruturas leves
aeroespaciais e de segurança balística, onde a capacidade de absorção de energia e densidade
areal são alguns dos fatores cruciais para a obtenção de materiais leves e resistentes a
impactos. Para a abordagem desta questão, investigou-se cinco materiais distintos através da
validação numérica: polipropileno autorreforçado (SRPP), alumínio 2024-T3, titânio
Ti6Al4V, Kevlar/Epoxy e polietileno de alto peso molecular (UHMWPE) DyneemaHB26.
Foram utilizadas simulações de impacto parametrizadas, seguindo a norma NIJ 0101.06 para
que todos os materiais fossem investigados sob as mesmas condições. Foram empregadas
técnicas avançadas de metamodelagem e otimização multiobjetivo para a obtenção de painéis
que atendessem à necessidade de máxima absorção de energia e mínima densidade areal. Isto
inclui a realização de experimentos numéricos com 25 combinações diferentes entre os cinco
materiais validados. Os resultados revelaram que os modelos de painéis otimizados,
especialmente baseados em combinações de UHMWPE Dyneema HB26 apresentaram
desempenho superior em termos de absorção de energia e densidade areal reduzida. Os
métodos de metamodelagem e otimização foram eficazes na busca por soluções leves e
seguras em aplicações de impactos de alta velocidade. Os resultados obtidos possuem
aplicações significativas em áreas que requerem resistência a impactos de alta velocidade,
como a indústria de defesa, segurança balística e aeroespacial. Os modelos de painéis
otimizados podem ser implementados em estruturas que buscam maximizar a absorção de
energia, minimizar a densidade areal e garantir a segurança em situações de impacto.