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O Grupo de Mecânica Computacional e Experimental (GMEC) desenvolve e fornece soluções avançadas de engenharia baseadas no design de metamateriais, atuando na manipulação de ondas elásticas e acústicas e na dissipação de energia mecânica. Nossa infraestrutura permite projetar estruturas celulares customizadas que superam as limitações dos materiais convencionais, atendendo a demandas críticas dos setores aeroespacial, naval, automotivo e de defesa.
Aplicações Estratégicas
- Controle Vibroacústico: Desenvolvimento de metamateriais fonônicos e estruturas periódicas projetadas para criar bandgaps acústicos. Nossas soluções bloqueiam ou direcionam faixas específicas de frequência, mitigando ruídos e vibrações indesejadas em maquinários, cascos de embarcações e painéis aeronáuticos, garantindo conforto e preservação estrutural.
- Proteção Balística: Engenharia de blindagens leves e de alta performance. Por meio do design de microarquiteturas complexas, criamos metamateriais capazes de dispersar a energia cinética de projéteis e explosões de forma otimizada, reduzindo drasticamente o peso do sistema de proteção sem comprometer a segurança balística.
- Atenuadores de Impacto: Criação de absorvedores de energia (crashworthiness) para proteção contra colisões e desacelerações bruscas. Utilizando geometrias celulares avançadas, as estruturas são projetadas para sofrer deformação plástica e colapsar de maneira previsível e controlada, absorvendo o máximo de energia de impacto.
Suporte Tecnológico e Metodológico Para garantir a viabilidade e a máxima eficiência estrutural de cada solução, o GMEC integra um ciclo completo e rigoroso de desenvolvimento:
- Modelagem Computacional: Simulações de alta fidelidade utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) para mecânica de contato não linear, dinâmica explícita e análises acústicas acopladas. O comportamento fenomenológico do metamaterial é mapeado rigorosamente em cenários extremos antes de qualquer etapa física.
- Otimização de Topologia: Aplicação de algoritmos dedicados para determinar a distribuição ideal de material dentro de um domínio de projeto. Refinamos a arquitetura interna (utilizando arranjos reticulados e superfícies TPMS) para maximizar a relação rigidez-peso, a capacidade de atenuação e as propriedades funcionais da célula unitária.
- Caracterização Mecânica: Validação experimental contínua dos modelos numéricos. Realizamos ensaios mecânicos estáticos e dinâmicos (tração, compressão, fadiga e impacto) em protótipos e corpos de prova gerados por manufatura aditiva, garantindo que a resposta física real do metamaterial corresponda integralmente aos parâmetros do projeto computacional.
A intersecção entre o design virtual validado in silico, a otimização matemática e a experimentação física permite ao GMEC entregar projetos preditivos e altamente confiáveis, transformando a teoria dos metamateriais em soluções tangíveis e prontas para implementação industrial.
