Caracterização mecânica de compósitos de matriz epóxi reforçado com fibras de sisal em diferentes orientações com auxílio da correlação digital de imagens

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mesquita, Pedro Henrique Xavier De
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
Texto Completo: https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/2197
Resumo: Composite materials are obtained by combining two or more elements, one so-called matrix, which is continuous and involves the other element, called reinforcement. The great advantage of composite confection is the possibility of obtaining a new material with properties that are not presented by the constituents. The properties of the composites depend on the characteristics of their constituents, on the relative quantity of each element, on the distribution and on the interaction between the constituent materials. The objective of this work is to evaluate the influence of chemical treatment on the mechanical properties of fiber and its composites and the influence of orientation and fiber concentration on the composites mechanical properties. The main materials used in this research were the sisal fiber obtained in its raw state and the epoxy resin. The composites were manufactured by the manual lamination technique. To obtain the results, tensile tests were performed on the fiber, resin and composites and Three-point flexural test were performed on the resin and composites. In this research, the tensile tests were aided by the digital image correlation technique, used to extract information about the deformation of the test specimens. It was observed that 2%, 5% and 8% NaOH chemical treatments promote an increase in weight loss, density and mechanical properties of the sisal fiber. The alkaline treatment also stimulated an improvement in the mechanical properties of the unidirectional composite. The results also showed that the unidirectional composites have excellent properties when tested in the fiber direction [0] and poor properties when tested orthogonally to the fiber [90]. On the other hand, the oriented composite presented the same tensile result in the two tested configurations: [90,0,0,90] and [0,90,90,0]. Oriented composites were also tested using three different fiber concentrations (10%, 20% and 30%), it was observed a growth in the final material mechanical properties as the fiber concentration was increased
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The objective of this work is to evaluate the influence of chemical treatment on the mechanical properties of fiber and its composites and the influence of orientation and fiber concentration on the composites mechanical properties. The main materials used in this research were the sisal fiber obtained in its raw state and the epoxy resin. The composites were manufactured by the manual lamination technique. To obtain the results, tensile tests were performed on the fiber, resin and composites and Three-point flexural test were performed on the resin and composites. In this research, the tensile tests were aided by the digital image correlation technique, used to extract information about the deformation of the test specimens. It was observed that 2%, 5% and 8% NaOH chemical treatments promote an increase in weight loss, density and mechanical properties of the sisal fiber. The alkaline treatment also stimulated an improvement in the mechanical properties of the unidirectional composite. The results also showed that the unidirectional composites have excellent properties when tested in the fiber direction [0] and poor properties when tested orthogonally to the fiber [90]. On the other hand, the oriented composite presented the same tensile result in the two tested configurations: [90,0,0,90] and [0,90,90,0]. Oriented composites were also tested using three different fiber concentrations (10%, 20% and 30%), it was observed a growth in the final material mechanical properties as the fiber concentration was increasedMateriais compósitos são obtidos pela combinação de dois ou mais elementos, onde um deles é denominado matriz, que é contínuo e envolve o outro elemento, chamado de reforço. A grande vantagem da confecção compósitos é a possibilidade de obtenção de um novo material com propriedades que não são apresentadas pelos constituintes, sendo as propriedades dos compósitos dependentes das características de seus constituintes, da quantidade relativa de cada elemento, da distribuição e da interação entre as matérias-primas. O objetivo desse trabalho é avaliar a influência do tratamento químico nas propriedades mecânicas das fibras de sisal e em seus compósitos e a influência da orientação e concentração da fibra nas propriedades mecânicas dos compósitos. Os principais materiais utilizados nessa pesquisa foram a fibra de sisal obtida em seu estado bruto e a resina epóxi. Os compósitos foram fabricados através da técnica de laminação manual. Para o levantamento dos resultados, foram realizados ensaios de tração na fibra, na resina e nos compósitos e ensaios de flexão três pontos na resina e nos compósitos. Nessa pesquisa, os ensaios de tração foram auxiliados pela técnica da correlação digital de imagens, utilizada para retirar informações sobre a deformação dos corpos de prova. Foi observado que os tratamentos químicos de 2%, 5% e 8% de NaOH promovem um aumento na perda de massa das fibras, na sua densidade e nas suas propriedades mecânicas. O tratamento alcalino também promoveu uma melhoria nas propriedades mecânicas do compósito unidirecional. Os resultados também mostraram que, os compósitos unidirecionais apresentam ótimas propriedades quando testado no sentido da fibra [0] e propriedades reduzidas quando testado perpendicularmente à fibra [90]. Já o compósito orientado apresentou o mesmo resultado nas duas configurações testadas: [90,0,0,90] e [0,90,90,0]. Também foram testados três compósitos orientados utilizando três concentrações de fibras diferentes (10%, 20% e 30%), sendo observado um aumento nas propriedades mecânicas do material final à medida que foi aumentada a concentração de fibraTrabalho não financiado por agência de fomento, ou autofinanciadoUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoBrasilCentro de Engenharias - CEUFERSAPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisVilar, Zoroastro Torres04417246475http://lattes.cnpq.br/7898145238516247Codes, Rodrigo Nogueira de62534670344http://lattes.cnpq.br/1099550358065745Cavalcante, Fabrício José Nóbrega02355457409http://lattes.cnpq.br/8960475539004192Deus, Enio Pontes de24220396349http://lattes.cnpq.br/4103000464634050Mesquita, Pedro Henrique Xavier De2019-10-23T20:12:59Z2019-04-292019-10-23T20:12:59Z2018-03-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCitação com autor incluído no texto: Mesquita (2018) Citação com autor não incluído no texto: (MESQUITA, 2018)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/2197porMESQUITA, Pedro Henrique Xavier de. Caracterização mecânica de compósitos de matriz epóxi reforçado com fibras de sisal em diferentes orientações com auxílio da correlação digital de imagens. 2018. 122 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2018.CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2023-12-20T21:26:03Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/2197Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2023-12-20T21:26:03Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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description Composite materials are obtained by combining two or more elements, one so-called matrix, which is continuous and involves the other element, called reinforcement. The great advantage of composite confection is the possibility of obtaining a new material with properties that are not presented by the constituents. The properties of the composites depend on the characteristics of their constituents, on the relative quantity of each element, on the distribution and on the interaction between the constituent materials. The objective of this work is to evaluate the influence of chemical treatment on the mechanical properties of fiber and its composites and the influence of orientation and fiber concentration on the composites mechanical properties. The main materials used in this research were the sisal fiber obtained in its raw state and the epoxy resin. The composites were manufactured by the manual lamination technique. To obtain the results, tensile tests were performed on the fiber, resin and composites and Three-point flexural test were performed on the resin and composites. In this research, the tensile tests were aided by the digital image correlation technique, used to extract information about the deformation of the test specimens. It was observed that 2%, 5% and 8% NaOH chemical treatments promote an increase in weight loss, density and mechanical properties of the sisal fiber. The alkaline treatment also stimulated an improvement in the mechanical properties of the unidirectional composite. The results also showed that the unidirectional composites have excellent properties when tested in the fiber direction [0] and poor properties when tested orthogonally to the fiber [90]. On the other hand, the oriented composite presented the same tensile result in the two tested configurations: [90,0,0,90] and [0,90,90,0]. Oriented composites were also tested using three different fiber concentrations (10%, 20% and 30%), it was observed a growth in the final material mechanical properties as the fiber concentration was increased
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