Caracterização mecânica de um compósito de matriz poliéster insaturado reforçado com fibras de sisal em diferentes orientações utilizando correlação digital de imagens
Autor(a) principal: | |
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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/2199 |
Resumo: | The use of composite materials of polymer matrix reinforced with natural fibers, such as sisal, is of great relevance for the environmental and social benefit, since there is a large contingent of labor involved in the implantation, maintenance, harvest and fiber defibration. For this reason, this work has the objective of confection and mechanical characterization of composites of unsaturated polyester matrix reinforced with sisal fibers. This preparation was done by the method of molding by manual lamination, because it is suitable the conditions available in the regions producing sisal. Traction tests were performed on sisal fibers and unidirectional composites with and without alkaline treatment at different concentrations (2% and 5%) as a way of evaluating the influence of this on their mechanical properties. In the resin and in the composites with the fibers, without treatment, in the longitudinal and transverse directions and in those with different orientations, [90, 0, 90] and [0, 90, 90,0], tensile and tensile tests were carried out. to evaluate the influence of fiber orientation on its properties. Finally, composites with orientation [0, 90, 90, 0] were made with different fiber volume concentrations (10%, 20% and 30%) to evaluate the influence of the concentration on its mechanical tensile properties. The Digital Image Correlation (CDI) technique was used in the tensile tests as an alternative to measure the displacement and deformation fields along the surface of these materials. The loss of mass, density and mechanical properties of sisal and unidirectional composites were increased as the NaOH concentration of the chemical treatment was increased. The unidirectional composites [0] had good mechanical properties, whereas those tested in the transverse direction of the fiber [90] were low. The composites oriented in the two configurations presented similar results. The tensile strength of the composites increased with increasing fiber concentration |
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Caracterização mecânica de um compósito de matriz poliéster insaturado reforçado com fibras de sisal em diferentes orientações utilizando correlação digital de imagensCompósitosFibras de sisalResina poliéster insaturadoCaracterização mecânicaCorrelação Digital de ImagensCompositesSisal fibersUnsaturated polyester resinMechanical characterizationDigital Image CorrelationENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAThe use of composite materials of polymer matrix reinforced with natural fibers, such as sisal, is of great relevance for the environmental and social benefit, since there is a large contingent of labor involved in the implantation, maintenance, harvest and fiber defibration. For this reason, this work has the objective of confection and mechanical characterization of composites of unsaturated polyester matrix reinforced with sisal fibers. This preparation was done by the method of molding by manual lamination, because it is suitable the conditions available in the regions producing sisal. Traction tests were performed on sisal fibers and unidirectional composites with and without alkaline treatment at different concentrations (2% and 5%) as a way of evaluating the influence of this on their mechanical properties. In the resin and in the composites with the fibers, without treatment, in the longitudinal and transverse directions and in those with different orientations, [90, 0, 90] and [0, 90, 90,0], tensile and tensile tests were carried out. to evaluate the influence of fiber orientation on its properties. Finally, composites with orientation [0, 90, 90, 0] were made with different fiber volume concentrations (10%, 20% and 30%) to evaluate the influence of the concentration on its mechanical tensile properties. The Digital Image Correlation (CDI) technique was used in the tensile tests as an alternative to measure the displacement and deformation fields along the surface of these materials. The loss of mass, density and mechanical properties of sisal and unidirectional composites were increased as the NaOH concentration of the chemical treatment was increased. The unidirectional composites [0] had good mechanical properties, whereas those tested in the transverse direction of the fiber [90] were low. The composites oriented in the two configurations presented similar results. The tensile strength of the composites increased with increasing fiber concentrationA utilização de materiais compósitos de matriz polimérica reforçada com fibras naturais, como o sisal, é de grande relevância para o benefício ambiental e social, visto que há um grande contingente de mão-de-obra envolvido nas atividades de implantação, manutenção, colheita e desfibramento das fibras. Por essa razão, esse trabalho tem como objetivo a confecção e a caracterização mecânica de compósitos de matriz poliéster insaturado reforçada com fibras de sisal. Essa confecção foi feita pelo método de moldagem por laminação manual, em virtude de ele ser adequado às condições disponíveis nas regiões produtoras de sisal. Foram realizados ensaios de tração nas fibras de sisal e nos compósitos unidirecionais sem e com tratamento alcalino em diferentes concentrações (2% e 5%), como forma de avaliar a influência deste nas suas propriedades mecânicas. Na resina e nos compósitos com as fibras, sem tratamento, nas direções longitudinal e transversal e naqueles com diferentes orientações, [90, 0, 0, 90] e [0, 90, 90,0], foram realizados ensaios de tração e de flexão, para avaliar a influência da orientação das fibras nas suas propriedades. Por fim, compósitos com orientação [0, 90, 90, 0] foram confeccionados com diferentes concentrações em volume de fibra (10%, 20% e 30%), para avaliar a influência da concentração nas suas propriedades mecânicas de tração. Utilizou-se a técnica da Correlação Digital de Imagens (CDI) nos ensaios de tração, como alternativa para medir os campos de deslocamentos e deformações ao longo da superfície desses materiais. A perda de massa, a densidade e as propriedades mecânicas do sisal e dos compósitos unidirecionais foram aumentadas conforme se aumentou a concentração de NaOH do tratamento químico. Os compósitos unidirecionais [0] tiveram boas propriedades mecânicas, enquanto que os testados na direção transversal da fibra [90] foram baixas. Os compósitos orientados nas duas configurações apresentaram mesmo resultado de tração. A resistência a tração dos compósitos aumentou com o incremento de concentração em volume da 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://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4718772Y6Codes, Rodrigo Nogueira de62534670344http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4742394D4Cavalcante, Fabricio José Nobrega02355457409http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4764125J0Lobo, Cândido Jorge de Sousa80231209304http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4236080Y0Silva, Fernanda Monique da2019-10-23T20:13:33Z2019-04-302019-10-23T20:13:33Z2018-02-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCitação com autor incluído no texto: Silva (2018) Citação com autor não incluído no texto: (SILVA, 2018)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/2199porSILVA, Fernanda Monique da. Caracterização mecânica de um compósito de matriz poliéster insaturado reforçado com fibras de sisal em diferentes orientações utilizando correlação digital de imagens. 2018. 113 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:UFERSA2023-12-20T21:26:13Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/2199Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2023-12-20T21:26:13Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false |
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