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Title: Estudo da descontinuidade geométrica em lâmina de tecido híbrido bidirecional vidro/carbono
Authors: Souza, Filipi Marques de
Keywords: Tecido híbrido;Resistência residual;Descontinuidades geométricas;Processo de moldagem manual
Issue Date: 30-Mar-2017
Citation: SOUZA, Filipi Marques de. Estudo da descontinuidade geométrica em lâmina de tecido híbrido bidirecional vidro/carbono. 2017. 72f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: Os crescentes desenvolvimentos tecnológicos e econômicos convergem para a necessidade de criação de materiais cada vez mais eficientes, os quais buscam unir alto desempenho e baixo custo. Os compósitos surgem como solução para substituição de materiais convencionais, por serem desenvolvidos para aplicações especificas, podendo apresentar características desejadas. Os tecidos híbridos aplicados em compósitos fibrosos, se projetados adequadamente, possibilitam uma melhoria ainda maior no rendimento, já que, diferentemente dos tecidos convencionais, os tecidos híbridos combinam fibras diferentes com alinhamento dependente do tipo de solicitação de carga, podendo obter um material mais eficiente. Neste trabalho, foram realizadas análises com o intuito de estudar o comportamento de uma lâmina de compósito reforçado por tecido híbrido bidirecional vidro/carbono em presença de descontinuidades geométricas. Para a realização desse estudo o compósito foi fabricado a partir do processo de moldagem manual (hand-lay up). A partir dos ensaios realizados, de acordo com as normas da ASTM, obtiveram-se as características e propriedades do material (Percentual mássico e volumétrico de fibras, gráficos de tensão x deformação, resistência última e módulo de elasticidade). Foram analisadas configurações com as fibras alinhadas nas direções principais (0° e 90°) e em ângulo (30°, 45° e 60°). A lâmina obteve um percentual mássico total de fibras de 38,98%, sendo 19,49% de fibra de vidro e 19,49% de fibra de carbono. Já para o percentual volumétrico obtiveram-se os seguintes resultados: 10,91% de fibra de vidro e 14,88% de fibra de carbono. A partir dos resultados obtidos nos ensaios de tração pôde-se observar que os materiais com fibras em ângulo apresentam resistência inferior aos com alinhamento na direção principal e ao mesmo tempo apresentaram maiores alongamentos. A resistência residual apresentou resultados semelhantes tendo valores em torno de 0,774, exceto para o material com angulação de 30°, o qual apresentou um valor de 0,676. Diante dos resultados encontrados, torna-se evidente que a descontinuidade geométrica é um fator relevante na resistência deste compósito e deve ser considerada.
Abstract: The technological and economic development growing converge to the necessity of create increasingly efficient materials, which seek to combine high performance and low cost. The composites appear as solution to substitute conventional materials, because they are developed for specific applications and may have desired characteristics. Hybrid fabrics applied to fibrous composites, if adequately designed, allow an even greater improvement in efficiency, since, unlike conventional fabrics, these combine different fibers with different load-dependent alignment and can obtain a more efficient material. In this work, analyzes were carried out with the aim of studying the behavior of a composite lamina reinforced by bi - directional (glass/carbon) hybrid fabric in presence of geometric discontinuities. In order to carry out this study, the composite material was fabricated from the manual molding process (hand-lay up). From the tests performed, according to ASTM standards, the characteristics and properties of the material were obtained (mass and volume percentages of fibers, stressstrain curve, ultimate strength and modulus of elasticity). Configurations were made with fibers aligned in the main directions (0° and 90°) and at angles (30°, 45° and 60°). The composite lamina had a total mass percentage of fibers of 38.98%, being 19.49% of glass fiber and 19.49% of carbon fiber. For the volumetric percentage, the following results were obtained: 10.91% of glass fiber and 14.88% of carbon fiber. From the results obtained in the stress tests it was noted that the materials with angled fibers have lower resistance than those with alignment in the main direction and at the same time they presented greater stretches. The residual strength presented similar results having values around 0.774, except for the material with 30° angulations', which presented a value of 0.676. Considering the found results, it is evident that the geometric discontinuity is a relevant factor in the strength of this composite and should be considered.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23690
Appears in Collections:PPGEM - Mestrado em Engenharia Mecânica

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