Simulação numérica e otimização multiobjetivo de tubos híbridos de alumínio/plástico reforçado com fibra de carbono de paredes finas sob esmagamento axial

A análise do comportamento de esmagamento e a otimização da absorção de energia são cruciais para estruturas leves em aplicações automotivas. O presente artigo tem como objetivo investigar o comportamento de esmagamento de tubos híbridos de alumínio/CFRP de paredes finas sob carga axial usando uma simulação de elemento finito (FE) explícita. Os modelos constitutivos de dano do alumínio e do CFRP são implementados por meio da codificação da sub-rotina definida pelo usuário VUMAT no ABAQUS/Explicit, que inclui as leis de iniciação e evolução de dano e esquema de exclusão de elementos. Estudos paramétricos são realizados para avaliar os efeitos do raio e da espessura da camada de alumínio no desempenho de esmagamento dos tubos híbridos. Além disso, uma otimização multiobjetivo é realizada na plataforma Isight usando um algoritmo genético de ordenação não dominante (NSGA-II) e técnica de preferência por similaridade com a solução ideal (TOPSIS) com método de peso de entropia. A otimização visa maximizar a resistência a impactos e aumentar a capacidade de absorção de energia, permitindo que os designers selecionem uma razão de tamanho otimizada.