Comportamento mecânico de materiais compósitos submetidos a impacto de baixa velocidade na presença de concentradores de tensão

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Neto, José Lira Braga
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/30750
Resumo: Os compósitos vêm sendo amplamente utilizados em diversos setores da engenhariam devido alta resistência específica e alto módulo específico. Com a crescente aplicação de compósitos, é cada vez mais importante entender, prever e controlar suas falhas nas quais os defeitos podem desempenhar um papel fundamental. Defeitos são imperfeições de materiais gerados na fabricação ou durante serviços prolongados. Um dos defeitos mais comuns ao processamento de compósitos refere-se à formação de vazios. Os vazios causam a redução das propriedades mecânicas e por isso, torna-se importante avaliar o comportamento do material na presença deste tipo de defeito. Outro fator que pode levar a uma redução nas propriedades são os danos causados por impactos de baixa velocidade, gerando danos internos no material comprometendo sua integridade. Este trabalho tem objetivo é avaliar o comportamento devido ao impacto de baixa velocidade em compósitos poliméricos considerando concentradores de tensão (dois furos laterais ao ponto de impacto) e encontrar as propriedades mecânicas residuais destes materiais por meio do FAI (Flexural After Impact). Na análise das propriedades residuais se desmembrará os efeitos do dano e dos concentradores de tensão avaliando suas influências individuais no aumento do fator de concentração de tensão (K). Este desmembramento será realizado através de ensaios que considerem os efeitos isolados de cada caso e uma formulação que os relaciona. Além disso, também avaliará a influência do percentual de vazios no impacto e na resistência residual desenvolvendo-se dois compósitos a base de tecido de fibra de vidro-E com percentuais de vazios diferentes. Pelos ensaios realizados, verificou-se que o dano causado pelo impacto aumentou em 18% o fator de concentração do material, porém nas amostras ensaiadas com furos laterais o dano possuiu uma influência de somente 5% na diminuição da resistência residual
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Um dos defeitos mais comuns ao processamento de compósitos refere-se à formação de vazios. Os vazios causam a redução das propriedades mecânicas e por isso, torna-se importante avaliar o comportamento do material na presença deste tipo de defeito. Outro fator que pode levar a uma redução nas propriedades são os danos causados por impactos de baixa velocidade, gerando danos internos no material comprometendo sua integridade. Este trabalho tem objetivo é avaliar o comportamento devido ao impacto de baixa velocidade em compósitos poliméricos considerando concentradores de tensão (dois furos laterais ao ponto de impacto) e encontrar as propriedades mecânicas residuais destes materiais por meio do FAI (Flexural After Impact). Na análise das propriedades residuais se desmembrará os efeitos do dano e dos concentradores de tensão avaliando suas influências individuais no aumento do fator de concentração de tensão (K). Este desmembramento será realizado através de ensaios que considerem os efeitos isolados de cada caso e uma formulação que os relaciona. Além disso, também avaliará a influência do percentual de vazios no impacto e na resistência residual desenvolvendo-se dois compósitos a base de tecido de fibra de vidro-E com percentuais de vazios diferentes. Pelos ensaios realizados, verificou-se que o dano causado pelo impacto aumentou em 18% o fator de concentração do material, porém nas amostras ensaiadas com furos laterais o dano possuiu uma influência de somente 5% na diminuição da resistência residualComposites have been widely used in various engineering sectors due to specific high strength and high specific modulus. With the increasing application of composites, it is increasingly important to understand, predict and control their flaws in which defects can play a key role. Defects are imperfections of materials generated in manufacturing or during prolonged service. One of the most common defects in composite processing refers to the formation of voids. Voids cause the reduction of mechanical properties and therefore it is important to evaluate the behavior of the material in the presence of this type of defect. Another factor that can lead to a reduction in properties is the damage caused by low-speed impacts, generating internal damage to the material compromising its integrity. This work aims to evaluate the behavior due to the low velocity impact on polymeric composites considering stress concentrators (two side holes at the point of impact) and find the residual mechanical properties of these materials through fai (Flexural After Impact). In the analysis of residual properties, the effects of damage and stress concentrators will be dismembered by evaluating their individual influences on the increase of the stress concentration factor (K). This dismemberment will be carried out through tests considering the isolated effects of each case and a formulation that relates them. In addition, it will also evaluate the influence of the percentage of voids on impact and residual resistance by developing two composites based on fiberglass-E fabric with different void percentages. From the tests performed, it was found that the damage caused by the impact increased by 18% the concentration factor of the material, but in the samples tested with lateral holes the damage had an influence of only 5% in the reduction of the residual resistanceCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICAUFRNBrasilMateriais compósitos; Impacto drop test; Flexão após impacto (FAI); Resistência Residual; Dano por impacto.Comportamento mecânico de materiais compósitos submetidos a impacto de baixa velocidade na presença de concentradores de tensãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALJoseLiraBragaNeto_TESE.pdfapplication/pdf4495157https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30750/1/JoseLiraBragaNeto_TESE.pdfca20a6124a53c72643d9e8d3fd991b67MD51TEXTJoseLiraBragaNeto_TESE.pdf.txtJoseLiraBragaNeto_TESE.pdf.txtExtracted texttext/plain158090https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30750/2/JoseLiraBragaNeto_TESE.pdf.txtcd80a1df4e0867215d975e841ffd3be2MD52THUMBNAILJoseLiraBragaNeto_TESE.pdf.jpgJoseLiraBragaNeto_TESE.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1311https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30750/3/JoseLiraBragaNeto_TESE.pdf.jpg1ce2a4385667a9b8d31145738113f491MD53123456789/307502020-11-29 04:44:48.314oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/30750Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2020-11-29T07:44:48Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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