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Título: Compósitos poliméricos reforçados por tecidos multiaxiais acoplados: anisotropia, configuração e concentração da deformação
Autor(es): Fontes, Raphael Siqueira
Palavras-chave: Materiais compósitos;Tecidos multiaxiais acoplados;Propriedades mecânicas;Furo central;Concentração da deformação
Data do documento: 14-Dez-2017
Citação: FONTES, Raphael Siqueira. Compósitos poliméricos reforçados por tecidos multiaxiais acoplados: anisotropia, configuração e concentração da deformação. 2017. 148f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Resumo: The proposal of this Doctoral Thesis is to determine the influence on the mechanical response of composite laminates based on E-glass multiaxial Non-Crimp Fabrics and epoxy vinyl ester matrix, with the presence of geometric discontinuity, here characterized by a circular hole. In this study of the stress concentration phenomenon, emphasis is given to the strain behavior in the vicinity of the hole, since the reinforcing fabric characteristic, whose basic layers are coupled by stitching, making them more compact in their load support capacity. This study is developed from the strain measurement in the vicinity of the hole, using the technique of measurement by strain gages, during uniaxial tensile tests. Finally, the effect of the presence of the geometric discontinuity will be presented in quantitative terms, by means of the Residual Strength (RS), Residual Modulus (RM) and the Stress Concentration Factors (K, obtained by different analytical methods), in addition to the determination of strain distributions (obtained from strain gage measurements) in the vicinity of the hole in the laminates under study, in 0°, 90° and 45° orientations of the specimens. These distributions are validated using the analytical solution proposed by Lekhnitskii (1968) and Konish and Whitney (1975), widely used for orthotropic composite materials. When comparing the experimentally measured values with the analytical distributions of the strains, was observed little interference of the K values adopted to obtain the analytical curves, resulting in an agreement between the values obtained by the strain gages and the analytical model.
metadata.dc.description.resumo: A proposta desta Tese de Doutorado é determinar a influência na resposta mecânica de laminados compósitos à base de tecidos multiaxiais acoplados de fibras de vidro-E e matriz epóxi éster vinílica, quando em presença de descontinuidade geométrica, aqui caracterizada por um furo circular. Nesse estudo do fenômeno da concentração de tensão é dado ênfase ao comportamento da deformação na vizinhança do furo, tendo em vista a característica do tecido de reforço ter suas camadas básicas acopladas através de fios de costura, tornando-os mais compactos em sua capacidade de suporte de carga. Esse estudo é desenvolvido a partir da medição das deformações na vizinhança do furo, utilizando a técnica de medição por Extensometria, frente aos ensaios de tração uniaxial. Por fim, serão apresentados os resultados em termos quantitativos sobre o efeito da presença da descontinuidade geométrica, mediante os cálculos da Resistência Residual (RS), do Módulo Residual (RM) e dos Fatores de Concentração de Tensão (K, calculados a partir de variados métodos analíticos), além da determinação das distribuições das deformações (obtidas das leituras dos extensômetros) na vizinhança do furo nos laminados em estudo, nas orientações 0°, 90° e 45° dos CPs. Essas distribuições são validadas utilizando a solução analítica proposta por Lekhnitskii (1968) e Konish e Whitney (1975), amplamente utilizada para materiais compósitos ortotrópicos. Ao ser efetuada a comparação entre os valores medidos experimentalmente e as distribuições analíticas das deformações, observou-se pouca interferência dos valores de K adotados para a obtenção das curvas analíticas, resultando numa concordância entre os valores obtidos pelos extensômetros e o modelo analítico.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25067
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