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Made available in DSpace on 2022-05-01T13:11:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2022-04-15 The aim of this study was to characterize the mechanical behavior of a carbon-glass/epoxy hybrid composite under cyclic loading and following physical-based interpretation for mode I delamination modeling. The hybrid composite shows a higher surface roughness due to a micro-change in the crack direction at the carbon/epoxy and glass/epoxy interfaces, with the simultaneous presence of both reinforcements along the entire fracture surface. The organosilane bond (at the glass fiber surface) extends the interphase chain, increasing the deformation interfacial area. In conclusion, the application of the maximal carbon-glass/epoxy interfacial number in hybrid laminates is a feasible option to increase delamination resistance, since a greater amount of energy needs to be overcome to enable damage formation, which results in longer fatigue life. Department of Materials and Technology São Paulo State University Department of Materials and Technology São Paulo State University

Submitted by Fillip Cortat Alves (fillip.cortat@unesp.br) on 2022-01-18T14:46:53Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Fillip Cortat Alves.pdf: 11961522 bytes, checksum: 9612dd46729708d599a374933ea5be1b (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2022-01-19T11:38:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alves_fc_me_guara.pdf: 11961522 bytes, checksum: 9612dd46729708d599a374933ea5be1b (MD5) Made available in DSpace on 2022-01-19T11:38:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alves_fc_me_guara.pdf: 11961522 bytes, checksum: 9612dd46729708d599a374933ea5be1b (MD5) Previous issue date: 2021-11-30 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O desenvolvimento de compósitos de matrizes poliméricas reforçados com fibras sintéticas cresce e se destaca em diversos segmentos da indústria moderna, graças às suas propriedades, como baixa massa específica e elevada resistência mecânica específica. Para aplicações estruturais, uma investigação extensa dos compósitos é requerida, com o objetivo de garantir a segurança e o bom desempenho mecânico do material. No presente estudo, compósitos de fibra de vidro/resina epóxi manufaturados através da técnica de moldagem por transferência de resina (RTM) foram avaliados quanto à influência de diferentes teores de vazios no comportamento mecânico por meio de análise dinâmico-mecânica e ensaios de fluência. A microtomografia computacional de raios X (MCT) foi utilizada para reconstrução em 3D do compósito, de modo a determinar a posição e as características morfológicas dos poros. Os resultados mostraram que o conteúdo de vazios interfere na transferência de tensão, permitindo maior armazenamento de energia na região vítrea para as mostras menos porosas. Além disso, na região de transição vítrea, o menor conteúdo de vazio apresentou um decaimento mais abrupto da rigidez, devido à maior dissipação de energia em um menor intervalo de tempo. A tendência do comportamento de fluência é igualmente afetada pelo conteúdo e morfologia do vazio. Foram utilizados os modelos de ajuste de curva de Findley, Burger e Weibull para as curvas de fluência, e os resultados indicaram que os modelos se ajustaram bem às curvas experimentais de fluência. Os parâmetros obtidos por cada modelo foram relacionados ao comportamento viscoelástico dos compósitos e associados com os demais resultados deste estudo. The development of polymer composite reinforced with synthetic fibers grows and is becoming prominent in several modern industry segments, due to the low specific mass and high relative mechanical resistance. For structural application, an in-depth investigation of composites is required. In the present study, glass fiber/epoxy composites were manufactured by resin transfer molding (RTM) with different volume fraction of voids and evaluated by dynamic-mechanical analysis and the creep behavior. The X-ray computational microtomography (MCT) was used to reconstruct the composite in 3D to determine the pore's position and morphological characteristics. The dynamic-mechanical analyzes were performed over a wide temperature range and creep tested from different temperatures and stress levels. The results showed that the void content influences the transfer of tensions, allowing higher energy storage in the vitreous region. In addition, at the glass transition temperature, a more abrupt decay is observed due to higher energy dissipation in a shorter period. The creep behavior is also influenced by the content and morphology of the void. The Findley, Burger and Weibull curve fitting models were used for creep curves. The results indicated that the models fitted well to the experimental creep curves. The parameters obtained by each model were related to the composites viscoelastic behavior and associated with the other results of this study. CAPES: 88882.433472/2019-01

Submitted by Francisco Maciel Monticeli (f.monticeli@unesp.br) on 2021-10-04T14:35:36Z No. of bitstreams: 1 Monticeli FM (Tese Doutorado).pdf: 12480493 bytes, checksum: b575cdc3d5a62f79b5776000a96741a5 (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2021-10-05T15:15:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 monticeli_fm_dr_guara.pdf: 12480493 bytes, checksum: b575cdc3d5a62f79b5776000a96741a5 (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-05T15:15:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 monticeli_fm_dr_guara.pdf: 12480493 bytes, checksum: b575cdc3d5a62f79b5776000a96741a5 (MD5) Previous issue date: 2021-09-13 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O desenvolvimento da indústria aeronáutica resultou na busca de materiais que atendam aos requisitos mecânicos para aplicação estrutural, visando também estruturais mais eficiente. Deste modo, os compósitos atendem aos requisitos, porém a dificuldade da aplicação de compósitos avançados ocorre principalmente pelo coeficiente de segurança e aplicação de modelos empíricos e fenomenológico de caracterização mecânica, elevando o dimensionamento devido à baixa resistência interlaminar. A adoção do compósito híbrido (fibra de carbono/vidro) pode apresentar uma solução viável com possibilidade de aumento de propriedade mecânica interfacial em caso de sinergia entre o comportamento de ambos os reforços. A aplicação de laminados híbridos reduz o módulo de elasticidade, considerando em relação de contribuição de cada reforço. Entretanto, notou-se a ausência de estudos de caracterização da propagação da trinca interlaminar dos compósitos laminados híbridos. O objetivo principal deste trabalho é a caracterização da progressão de dano interlaminar em compósitos híbridos (fibras contínuas de carbono/vidro) e o desenvolvimento de um modelo de predição de propagação de trinca, considerando os mecanismos físicos de fratura para um laminado com mais de um tipo de reforço. O laminado híbrido apresentou maior resistência à delaminação nos modos I e II sob carregamento quase-estático e cíclico, comparado aos laminados não-híbridos. Esse comportamento foi confirmado pela aplicação do método de balanço de energia com base em evidências físicas, na qual a maior rugosidade da interface híbrida foi relacionada à maior tenacidade à fratura. O compósito híbrido possui uma superfície mais rugosa devido a uma mudança em escala micrométrica da direção da trinca entre as interfaces fibra de carbono/epóxi e fibra de vidro/epóxi. Os agentes de acoplamento grupo silano atua na interação da interface carbono/epóxi/vidro potencializando a resistência a delaminação. O modelo proposto para a taxa de crescimento de delaminação por fadiga em um compósito híbrido foi desenvolvido baseado no fenômeno de formação de ponte de fibras, no qual foi possível gerar um modelo de predição mais realístico, considerando a medição do padrão de microfratura. Os padrões microscópicos formados durante o crescimento da delaminação refletem a taxa de crescimento no nível macroscópico sob carga cíclica. Para finalizar, a aplicação do projeto de processamento intercalado de fibra de carbono/vidro em um laminado híbrido é uma opção viável para aumentar a resistência à delaminação, uma vez que a interface híbrida requer maior energia para propagação do dano, resultando em maior vida em fadiga. Developments in the aeronautical industry have led to the search for materials that meet the mechanical requirements for structural application, aimed at obtaining more efficient structures. Many composites satisfy these requirements, but advanced composites pose challenges, mainly due to the safety coefficient and the empirical and phenomenological models used for mechanical analysis and prediction. Currently, there is a need for novel design approaches to overcome the low interlaminar resistance. The adoption of a carbon/glass fiber hybrid composite is a viable solution, reducing the manufacturing costs and environmental impacts, while allowing an increase in the properties due to synergy between the two reinforcements. The application of hybrid laminates reduces the elastic modulus, due to the contribution of each reinforcement. Also, the absence of interlaminar crack propagation has been observed for laminated composites with more than one type of reinforcement. The aim of this research was to characterize the interlaminar damage progression in hybrid composites (continuous carbon/glass fiber) and develop a crack propagation model, considering the physical fracture mechanisms when more than one type of reinforcement is used. The hybrid laminate showed greater resistance to delamination in modes I and II under quasi-static and cyclic loading compared to non-hybrid laminates. This behavior was confirmed by applying the energy balance method based on physical evidence, in which the high degree of roughness of the hybrid interface was related to greater fracture toughness. The hybrid composite has a rougher surface due to a microscopic change in the crack direction at the carbon fiber/epoxy and glass fiber/epoxy interfaces. Silane coupling agents influence the interaction at the carbon/epoxy/glass interface, enhancing the toughness behavior. The proposed model for the fatigue delamination growth rate of a hybrid composite was developed based on the fiber bridging phenomenon. A more realistic prediction model was obtained by considering the microfracture pattern measurement. The microscopic patterns formed during delamination growth reflect the growth rate at the macroscopic level under cyclic loading. Lastly, the application of the intercalated carbon fiber/glass stacking sequence in a hybrid laminate is a viable approach to increasing the delamination resistance, since the hybrid interface requires more energy for damage propagation, resulting in a longer life under fatigue loading CAPES: 001 FAPESP: 2017/10606-4

Submitted by FRANCISCO MACIEL MONTICELI null (francisco_monticelli@hotmail.com) on 2017-08-15T16:18:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Francisco_M_Monticeli.pdf: 22030385 bytes, checksum: 6b57793ae92e8109811a1ce2e8318122 (MD5) Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-08-22T17:27:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 monticeli_fm_me_guara.pdf: 22030385 bytes, checksum: 6b57793ae92e8109811a1ce2e8318122 (MD5) Made available in DSpace on 2017-08-22T17:27:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 monticeli_fm_me_guara.pdf: 22030385 bytes, checksum: 6b57793ae92e8109811a1ce2e8318122 (MD5) Previous issue date: 2017-07-04 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O compósito híbrido surgiu com o objetivo de reduzir a quantidade de materiais de elevado custo e, ao mesmo tempo, manter as elevadas propriedades mecânicas. Além disso, viu-se a possibilidade de, em se usando reforços diferentes, obter um novo material que evidenciasse as vantagens dos reforços e diminuísse as desvantagens simultaneamente. Um importante fator durante o processamento de compósitos poliméricos para aplicação estrutural é o controle da formação de vazios, pois estes atuam como concentradores de tensão. O objetivo deste trabalho foi produzir compósitos híbridos utilizando diferentes disposições de tecidos de fibra de vidro e carbono, sem perda significativa de propriedades mecânicas. Para a produção do compósito, a pré-forma foi inicialmente caracterizada quanto à impregnação, sendo, para isto desenvolvido um modelo analítico geral que determina o parâmetro de permeabilidade dos compósitos híbridos. O modelo foi validado através de teste de permeabilidade e a qualidade dos laminados (híbridos, e não híbridos) foi certificada pelo processamento dos compósitos e pela quantificação da fração volumétrica de vazios. Este projeto propôs, ainda, a melhoria da análise de vazios pela técnica de porosimetria de Hg com auxílio do planejamento de experimentos. Assim foi possível determinar a fração volumétrica de poros abertos e fechados, a distribuição do diâmetro dos poros e a distância entre os poros dos compósitos, em uma análise conjunta com as técnicas de digestão ácida e microscopia óptica. A pré-forma de carbono apresentou elevada taxa de resistência ao fluxo; por outro lado, observou-se um comportamento oposto para a pré-forma de vidro. Contudo, as pré-formas híbridas apresentaram um efeito híbrido positivo, resultado de uma sinergia que proporcionou um maior valor de permeabilidade. Consequentemente, pode-se conseguir uma otimização do tempo de injeção, considerando uma combinação de tecidos de vidro e carbono equilibrados. O modelo analítico foi capaz de prever o comportamento da frente de fluxo mostrando um valor superestimado de 10%. A técnica de porosimetria de Hg foi validada para análise de poro em compósito avançados com valores próximos obtidos pelas técnicas de digestão ácida e de microscopia óptica. Em função dos resultados obtidos dos valores de diâmetro dos poros, que foi semelhante para todos os compósitos, concluí-se que este ocorre em função do tipo de processo e da resina. Do mesmo modo, a distância e a fração de poros abertos dependem diretamente da quantidade de poros presente no material. Os resultados encontrados indicaram que os compósitos híbridos estudados neste trabalho são materiais promissores para a aplicação aeronáutica, combinando as excelentes propriedades mecânicas da fibra de carbono com a viabilidade do ciclo de injeção da fibra de vidro. Com isso, o laminado híbrido 2 foi o compósito ideal para um processamento com fração de vazios próximo ao uso aeronáutico, resultando em uma redução de custo de matéria prima e tempo de processamento. Hybrid composite arose with the aim of reducing high cost materials and, at the same time, maintaining mechanical properties suitable for use. In addition, using different reinforcements, a new material could be obtained which would evidence the advantages of the reinforcements and decrease the disadvantages simultaneously. An important factor, during the processing of polymeric composites for structural application, is the voids formation control, since they act as stress concentrators. The aim of this work was to produce hybrid composites using different stacking of glass and carbon fabrics without significant loss of mechanical properties. For the composite manuftacturing, the preform was initially characterized as the impregnation, for which a general analytical model was developed that determines the permeability parameter of the hybrid composites. In addition, the model was validated by conducting permeability test and the quality of several laminates (hybrid, and non-hybrid) was certified by processing them, and voids were quantified thereof. This project also proposed the improvement of voids analysis by the Hg porosimetry technique with the support of design of experimental. Therefore, it was possible to determine the volumetric fraction of open and closed voids, pore diameter distribution and the distance between voids, in an ensemble analysis with acid digestion and optical microscopy. Carbon preform presented high flow resistance; on the other hand, an opposite behavior was observed for the glass preform. The hybrid architecture presented a positive hybrid effect, which means a synergy that provided a higher permeability value. Therefore, optimization in injection time can be achieved, considering a combination of balanced glass and carbon fabrics. The analytical model was enabled to predict the flow front behavior by showing an overestimated value of 10%. The Hg porosimetry technique was validated for advanced composite voids analysis with similar results obtained by acid digestion techniques and optical microscopy. Based on the results obtained from pore diameter values, which were similar for all composites, it was concluded that this occurs as a function of the type of process and the resin. Although, the distance and the open pores fraction depend directly on the amount of pores along the laminate. Hybrid composites have proven to be a promising material in which it combines the excellent mechanical properties of carbon fiber with the viability of the fiberglass injection cycle. With that, hybrid 2 laminate is the ideal composite for a processing with voids fraction close to the aeronautical use requirement with reduction of high-cost material and processing time. FAPESP: 2015/19967-4

Submitted by DIELLY CAVALCANTI DA SILVA null (dielly93@hotmail.com) on 2017-06-05T18:43:54Z No. of bitstreams: 1 Microsoft Word - Disertação Dielly 23-05.docx.pdf: 2704173 bytes, checksum: 4afb4f1bb21d460e680b2bd523117f6c (MD5) Rejected by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2017-06-06T16:42:53Z (GMT) Submitted by DIELLY CAVALCANTI DA SILVA null (dielly93@hotmail.com) on 2017-06-08T10:20:04Z No. of bitstreams: 1 Disertação Dielly 23.pdf: 2704320 bytes, checksum: f92f0c48d40e21ce8170b28fc79cc28e (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-08T16:13:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vidal_dcsm_me_guara_par.pdf: 308205 bytes, checksum: 14fd525cf98f3ce0cbc5997943d35ff3 (MD5) Made available in DSpace on 2017-06-08T16:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vidal_dcsm_me_guara_par.pdf: 308205 bytes, checksum: 14fd525cf98f3ce0cbc5997943d35ff3 (MD5) Previous issue date: 2017-03-23 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Os compósitos são materiais atrativos para a indústria aeronáutica, devido a alta resistência mecânica em relação ao peso significativamente baixo. Isso possibilita a redução de custos ao mesmo tempo que mantém suas propriedades físicas. Quando se utiliza diferentes reforços os compósitos se caracterizam como híbridos, os quais têm o benefício de combinar as vantagens das diferentes fibras e reduzir, simultaneamente, os seus atributos menos desejáveis. Dentre os processos de manufatura de compósitos, o RTM tem sido de grande interesse, o que pode ser justificado pela maior facilidade de fabricação com um custo relativamente baixo quando comparado a outros métodos tradicionais como a autoclave. Porém, por se tratar de um processo no qual um molde rígido fechado é usado, muitas tensões residuais podem ser inseridas na matriz. Além disso, em se tratando de híbridos, durante a cura pode haver mudanças nas propriedades relacionadas ao fenômeno da relaxação das cadeias poliméricas. Sendo assim, ter conhecimento do comportamento do material, com base nas relaxações das cadeias, é fundamental e isso pode ser realizado pelas análises dinâmico-mecânicas. Assim, o objetivo deste trabalho foi compreender o efeito dos dois reforços no fenômeno de relaxação da matriz epóxi por meio de propriedades viscoelásticas. Essas propriedades foram obtidas pela análise dinâmico-mecânica de dois compósitos híbridos, reforçados com fibras de carbono e de vidro em matriz epóxi. Esses compósitos foram processados por RTM e tiverem suas propriedades comparadas a dos compósitos produzidos somente com a fibra de carbono e somente com a fibra de vidro. Na DMA foi possível observar o fenômeno de relaxação para todos os compósitos, sendo verificado o efeito híbrido positivo, além da maior adesão interfacial para esses compósitos. Composites are attractive materials for the aircraft industry due to have high mechanical strength to a significantly underweight, which make possible the cost reduction keeping, at the same time physical properties. The use of different reinforcements it is possible and, then, the composite is characterized as hybrid, which have benefit to combine advantages of different fibers, reducing, simultaneously, their less desirable characteristics. Among the RTM, it has been of great interest due to the ease of manufacture in a relatively low cost compared to other traditional methods such as autoclaving. However, because it is a process in which a closed rigid mold is used, many residual stresses could be occurred in the matrix. Furthermore, regarding hybrid composites, during the cure process changes in properties related to the relaxation phenomenon of the polymeric chains could occur, which has a great influence on the physical properties of the advanced composite. Therefore, it is essential to have information about the relaxation phenomena, which is provided by dynamic mechanical analysis. The objective of this work was to understand the effect of two different reinforcements in the relaxation phenomena of epoxy matrix through viscoelastic properties. These properties were obtained by dynamic mechanical analysis of the hybrid composite reinforced with carbon fiber glass epoxy matrix, which was processed by RTM and compared to those produced with carbon fiber and glass fiber. By DMA analysis was possible to observe the relaxation phenomena to all composites and the positive hybrid effect was determined, furthermore the higher fiber/reinforce interfacial adhesion for these composites. FAPESP: 2015/10906-2

Submitted by MARCELO MAJEWSKI null (marcelomajewski@bol.com.br) on 2017-03-20T20:40:04Z No. of bitstreams: 1 Marcelo [v13-03-2017vFINAL].pdf: 3845690 bytes, checksum: c51d5240a6bf0ae87ee09592959712cc (MD5) Rejected by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2017-03-22T13:50:06Z (GMT) Submitted by MARCELO MAJEWSKI null (marcelomajewski@bol.com.br) on 2017-03-23T01:46:44Z No. of bitstreams: 1 Marcelo [v13-03-2017vFINAL].pdf: 3845690 bytes, checksum: c51d5240a6bf0ae87ee09592959712cc (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-03-23T16:39:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 majewski_m_me_guara.pdf: 3845690 bytes, checksum: c51d5240a6bf0ae87ee09592959712cc (MD5) Made available in DSpace on 2017-03-23T16:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 majewski_m_me_guara.pdf: 3845690 bytes, checksum: c51d5240a6bf0ae87ee09592959712cc (MD5) Previous issue date: 2017-02-06 O aumento do uso de compósitos estruturais tem levado a uma preocupação constante com a confiabilidade destes materiais. Em particular, o processo de cura das resinas na fabricação é citado como um dos problemas mais significativos no processamento de compósitos estruturais. Assim, para que essa classe de materiais possa ser economicamente viável e atender às exigências dos padrões de qualidade do setor aeronáutico, tecnologias de processamento automatizado e novas formas de matéria-prima estão sendo desenvolvidas e implantadas na fabricação. Desta forma, o objetivo da presente pesquisa foi estudar a influência das propriedades térmicas dos materiais de moldes, utilizados no processamento de compósitos via RTM, nas propriedades finais dos laminados. Foram processadas três placas de compósitos com reforço não dobrável (NCF-non-crimp fabric) biaxial [+45°/-45°] via RTM: em molde de aço 1020, laminado 1; e em liga de alumínio 5052-F, laminados 2 e 3. Para verificar a influência dos materiais dos moldes nas propriedades finais, foram analisadas a tenacidade à fratura interlaminar em modo I e investigação das superfícies de fratura pelo Microscópio Eletronico de Varredura (MEV). O comportamento térmico estudado via análise térmica dinâmico-mecânica (DMA), que avaliou as diferenças no grau de cura dos laminados 1, 2 e 3 com a análise da Tg. Nos processamentos, evidenciou-se que o molde de alumínio apresentou maior controle e estabilidade térmica, enquanto que o molde de aço apresentou maior estabilidade dimensional. Pelo modo I, observou-se maior energia de iniciação de trinca (GIc) para o laminado 1 em relação aos laminados 2 e 3. Nas imagens de fratura no MEV constatou-se a influência da fração volumétrica de fibras e a quantidade de fiber bridging. No laminado 1, observou-se mechas de fibra sobre a costura e fibras rompidas originadas do fiber bridging, que foram responsáveis pela energia adicional exigida na propagação da trinca (GI). No laminado 2 observou-se acúmulo de resina e menor quantidade de fiber bridging, consequentemente, valores intermediários de GI, já no laminado 3 notou-se a ausência de fiber bridging, o que proporcionou a propagação da trinca no domínio da matriz, apresentando o menor valor GI entre os laminados. Nos dois últimos laminados a diminuição de GIc foi atribuida ao grau de cura da resina. Na qual observou-se as transições vítreas (Tg) próximas entre os laminados 1 e 3, e para o laminado 2 a Tg foi inferior, o que demonstrou efetiva correlação entre as características térmicas dos moldes com as propriedades físicas e mecânicas finais dos laminados compósitos obtidos via RTM. The increase use of structural composites has led to a constant concern on the reliability of these materials. In particular, curing process of resins during manufacturing are cited as one of the most significant problems in the structural composites. Therefore, in order to this class of materials can be economically viable and meet the requirements of quality in the aeronautic industry standards, automated processing technologies and new materials have been developed and implemented in manufacturing sector. Thus, this research aimed to investigate the influence of thermal properties of the mold, which was used in the processing of composites via RTM, on the final properties of the laminates. Three composite plates comprised with NCF (non-crimp fabric) reinforcement, which has biaxial [+45°/-45°] configuration, and epoxy matrix. Two molds were employed for this investigation: steel 1020, for laminate 1, and aluminum alloy 5052-F, for laminates 2 and 3, all laminates with the same fiber stacking sequence. The influence of the materials of the molds in the final properties were verified with interlaminar fracture toughness in mode I (GIc), and their images of the fractured surfaces investigated by Scanning Electron Microscope (SEM). The thermal analysis conducted with Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMA), which evaluated the differences in the degree of cure of laminate 1, 2 and 3 by vitreous temperature transitions (Tg). It was evidenced that the aluminium mold showed better thermal conductivity and temperature stability, while the steel mold showed higher dimensional stability. Mode I showed higher energy crack initiation (GIc) for laminate 1 than for laminates 2 and 3. In the SEM images, it was verified a change in fiber volume fraction and the amount of fiber bridging. Laminate 1 showed fiber tows on the stitch regions and ruptured fibers originated from the fiber bridging, which were responsible for the additional energy of propagation (GI). Laminate 2 showed resin accumulation and less loose fibers, and consequently, intermediate values of GI, Laminate 3 no fiber bridging occured, which showed the propagation of the crack in the matrix domain, presenting the lowest GI value between the laminates. In laminates 2 and 3, the decrease in GIc can be attributed to the degree of cure, in which correlated to the glass transitions (Tg) results. Overall, the tests demonstrated a good correlation between the thermal characteristics of the molds with the final physical and mechanical properties of the laminates obtained via RTM.

Submitted by THATIANE BROCKS null (thati_bd@yahoo.com.br) on 2016-01-26T15:16:32Z No. of bitstreams: 1 Tese-Final_Thatiane.pdf: 6342092 bytes, checksum: 83c445b71067dd566dde09cca2116de3 (MD5) Approved for entry into archive by Sandra Manzano de Almeida (smanzano@marilia.unesp.br) on 2016-01-26T18:05:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 brocks_t_dr_guara_int.pdf: 6342092 bytes, checksum: 83c445b71067dd566dde09cca2116de3 (MD5) brocks_t_dr_guara_par.pdf: 674984 bytes, checksum: cff9b6faaf994d7681cab5eb8e53be46 (MD5) Made available in DSpace on 2016-01-26T18:05:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 brocks_t_dr_guara_int.pdf: 6342092 bytes, checksum: 83c445b71067dd566dde09cca2116de3 (MD5) brocks_t_dr_guara_par.pdf: 674984 bytes, checksum: cff9b6faaf994d7681cab5eb8e53be46 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O aprofundamento no conhecimento das propriedades dos compósitos, especialmente aquelas com função estrutural, tem se mostrado necessário como uma forma de segurança à indústria de transportes na aplicação de compósitos em estruturas primárias. Considerando o esforço cíclico como responsável por 90% das falhas mecânicas de componentes em serviço, o estudo dos efeitos deste tipo de carregamento sobre as propriedades mecânicas do compósito e seus mecanismos de falha se faz necessário. Estudos recentes têm mostrado que a combinação entre técnicas de análise mecânica e térmica é muito útil no estudo do comportamento mecânico dos compósitos de matriz polimérica, pois considera-se também o efeito da relaxação das cadeias poliméricas sobre seu comportamento mecânico. A análise dinâmico-mecânica (DMA) é uma das técnicas mais sensíveis na detecção de movimentação molecular causada pela incidência de temperatura, frequência ou uma combinação de ambos, por este motivo foi a técnica determinada como ideal para a relação com os resultados de resistência à fadiga em função de tensão e temperatura apresentados neste trabalho. Esta relação, DMA-Fadiga, é ainda pouco explorada devido à dificuldade em relacionar parâmetros viscoelásticos e propriedades mecânicas, portanto, o ineditismo deste trabalho está em definir uma relação que contribua com a predição de vida em fadiga de um compósito carbono/epóxi. O desenvolvimento do trabalho consistiu inicialmente na confecção de laminados compósitos pelo processo de RTM (do inglês, resin transfer molding) a partir de uma matriz epóxi aeronáutica monocomponente (Prism EP2400 do fabricante Cytec) e reforço não tramado (NCF) de fibras de carbono quadriaxial (0°/+45°/-45°/90°) empilhados de forma a atingir uma fração volumétrica de fibras maior que 50%. O compósito produzido foi submetido à análises dinâmico-mecânicas isotérmicas entre -70°C e 220°C, em intervalos de 10°C, nas frequências de 0,01; 0,05; 0,2; 0,5; 1; 5; 28; 40 e 100 Hz. Os conjuntos de resultados obtidos foram trabalhados para construção de curvas STT (superposição tempo-temperatura) para E’, E” e tan delta (tδ), tanto para a resina quanto para o compósito. Estes dados permitiram a construção da STT de resistência interfacial para três temperaturas de referência, sendo elas: 0 °C, temperatura ambiente (~25 °C) e 80 °C. O compósito foi submetido à testes de fadiga em flexão em todas as três temperaturas de referência citadas. Durante o teste de fadiga o decaimento do Módulo de Young foi monitorado, permitindo determinar o momento de início de delaminação para cada carga e temperatura de teste aplicados. Os resultados mostraram que a resistência à fadiga diminui com o aumento da temperatura devido ao aumento da ductilidade da matriz, o que facilita o surgimento de trincas e consequente delaminação do compósito. Testes de flexão estática foram realizados após a fadiga, uma vez que o critério de falha adotado não levou o corpo de prova à ruptura final, permitindo a determinação da resistência residual do material após determinado grau de decaimento do modulo de Young, que neste estudo pode ser relacionado com a delaminação do compósito. As fraturas foram analisadas com auxílio de um microscópio eletrônico de varredura e mostraram que temperaturas mais altas causam maior deformação na matriz, corroborando com os resultados do teste de fadiga. Dentre os resultados obtidos com DMA, a curva STT de E’ mostrou maior correlação com o comportamento em fadiga do compósito, uma vez que mostra uma tendência da resistência à delaminação e por este motivo foi o parâmetro dinâmico-mecânico escolhido para ser relacionado com a vida em fadiga. Outro dado escolhido foi o decaimento do valor do módulo de Young, uma vez que é função do crescimento da delaminação e afeta diretamente a vida em fadiga do compósito. Portanto, este trabalho propõe um método de predição de vida em fadiga baseado na relação entre o tempo de estabilidade de E’ e a vida em fadiga de um compósito, uma vez que, conhecendo-se E’ é possível ter uma ideia aproximada da vida em fadiga do compósito. The knowledge of composite properties, especially in the structural application case, have been considered extremely necessary in order to support the transportation industry into apply these materials. It is widely known that 90% of failures can be attributed to cyclic loading, so the study of fatigue effects on composites behavior and failure mechanisms become extremely necessary. Recent studies have shown that mechanical and thermal analysis techniques association is very usefull in order to determinate mechanical behavior of polymeric composites since the polymeric chain relaxation effects over that are also considerate. The dynamical mechanical analyzes (DMA) is the most sensitive technique for detection of molecular motion caused by temperature and/or frequency incidence over polymers, reason that classify the DMA as ideal to get results in order to relate with fatigue results in this study. The fatigue-DMA results correlation is not very explored because the difficulties involved in associates viscoelastic and mechanical properties, so, the originality of this study is define a correlation between fatigue and DMA results able to contribute with a carbon/epoxy composite fatigue life prediction. This work development has consisted initially in the composite laminates manufactured by RTM (resin transfer molding) process, using a one-part aeronautical epoxy resin (Prism EP2400 - Cytec) as matrix and a quadriaxial (0°/+45°/-45°/90°) carbon non crimp fabric (NCF) as reinforcement, stacked to reach a fiber volume fraction up to 50%. The manufactured composite was characterized regarding impregnation quality and thermal stability and using the DMA (dynamical mechanical analyses) in a isothermal form between -70 °C and 220 °C, at each 10 °C, for frequencies of 0,01; 0,05; 0,2; 0,5; 1; 5; 28; 40 and 100 Hz. Results obtained were used to plot the TTS (time-temperature superposition) curves for E’, E” and Tanδ for both, matrix and composite. These data were used to plot the interfacial strength TTS curve for three references temperatures: 0 °C, room temperature (~25 °C) and 80 °C. The composite was also tested under fatigue in the same three references temperature. During the fatigue tests the Young´s Modulus decreasing were monitored, allowing determine the delamination starts for each load applied on each test temperature. Results reveals that the composite fatigue resistance decreases with the temperature rise due to matrix ductility increasing which provides the cracks onset, followed by delamination process. Quasi-static flexural tests were carried out after fatigue tests, since the failure criterion adopted did not allow the samples failure. This fact allowed the residual flexural resistance ascertainment after fatigue. Fractures were observed using a scanning electronic microscope (SEM) and showed that highest temperatures induces highest deformations in the matrix, corroborating with the fatigue test results. Among the DMA results, the E’ TTS curve have showed the best correlation with the composite fatigue behavior due to the delamination resistance tendency showed and due to this it was the dynamical mechanical parameter choose to be related with the composite fatigue life. Thus, this work proposes a relation between E’ and the composite fatigue life as a time function for all of the three temperatures as a prediction fatigue life method. FAPESP: 2011/11311-1

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-25Bitstream added on 2015-05-14T16:58:44Z : No. of bitstreams: 1 000825396.pdf: 18579983 bytes, checksum: b592bc65fe954c0a216a07f77c7563db (MD5) A produção de nanobiocompósitos tem crescido nos últimos anos considerando a necessidade no desenvolvimento de materiais que visam substituir aqueles produzidos com matéria-prima oriunda do petróleo e que demoram muito tempo para se degradarem, prejudicando o meio ambiente. Dentro deste contexto, foram confeccionados nanobiocompósitos de PHBV/nanocristais de celulose (NCC) por casting e eletrofiação. O desenvolvimento do trabalho consistiu inicialmente na determinação da melhor sequência de tratamentos químicos para a obtenção da celulose a partir do capim-sapê, e as condições determinadas foram: tratamento alcalino com solução de NaOH 5% (m/m), a 75°C, seguido por três etapas de branqueamento com H2O2/NaOH. Em seguida, foi realizado um planejamento de experimentos (PE) com o qual foi possível determinar as melhores condições de hidrólise ácida para a obtenção dos NCC, que foram: H2SO4 60% (m/m), a 60°C por 30 min (NCC4) e H2SO4 64% (m/m), a 35°C por 75 min (NCC9). Posteriormente, outro PE foi realizado para determinar os parâmetros mais adequados para a solubilidade e processamento do PHBV, e os resultados obtidos levaram à escolha dos seguintes parâmetros: solução de PHBV com 5% (m/m) de polímero em solventes dimetilformamida e clorofórmio (razão 22/78) solubilizados a 50°C por 30h, casting a 153°C e eletrofiação com agulha 20x10, rotação do tambor de 27 rpm, distância de trabalho de 10 cm, com condições ambientais próximas a 25°C e 50% de umidade. Por fim, foram confecionados os nanocompósitos PHBV/NCC4 e PHBV/NCC9, com a adição de 1% (m/m) de reforço, pelos processos de casting e eletrofiação, seguindo as condições de solubilidade e processamento estabelecidas no PE. A adição dos NCC nos nanocompósitos obtidos por casting não alterou a transparência dos filmes e proporcionou uma redução ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) The production of nanobiocomposites has grown in recent years considering the need to develop materials to replace those produced using raw materials derived from petroleum and that take a long time to degrade, damaging the environment. However, nanobiocomposites of PHBV/cellulose nanocrystals (CNC), were obtained by solvent casting and electrospinning. First of all, was determined the best sequence of chemical treatments to obtain cellulose from brazilian satintail, and the conditions were: alkali treatment with NaOH solution (5% w/w) at 75°C , followed by three stages of bleaching with H2O2/NaOH. Then, following a design of experiments (DOE) it was possible to determine the best conditions of acid hydrolysis to obtain the CNC: H2SO4 60% (w/w) at 60°C for 30 min (CNC4) and H2SO4 64% (w/w) at 35°C for 75 min (CNC9). Afterwards, other DOE was conducted to determine the most appropriate PHBV solubility and processing parameters, and the results obtained led to the choice of the following parameters: PHBV solution containing 5% (w/w) of polymer in solvent dimethylformamide and chloroform (ratio 22/78), solubilized at 50°C for 30h; casting at 153°C, and electrospinning with needle (20x10), drum rotation of 27 rpm, working distance of 10 cm and environmental conditions close to 25°C and 50% of moisture. Finally, the nanocomposites PHBV/NCC4 and PHBV/NCC9 were obtained with the addition of 1% (w/w) of reinforcement by casting and electrospinning process, following the solubility and processing conditions determined at DOE. The addition of CNC in the nanocomposites obtained by solvent casting did not change the transparency of the films and provided a significant decrease in the polymer crystallization temperature, mainly with the addition of CNC4, whereas for electrospun nanocomposites, provided a considerable improvement in process efficiency, by ... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-12. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:39Z : No. of bitstreams: 1 000839292.pdf: 7094828 bytes, checksum: d8751f18339287cf120ccf1c205c7a20 (MD5) Quando se estudam materiais para aplicação em componentes estruturais aeronáuticos deve-se considerar que os mesmos serão submetidos à carregamentos cíclicos, sendo um parâmetro importante para projetos o estudo da vida em fadiga dos materiais. Considerando, por exemplo, em um trem de pouso em operação, o estudo do desgaste e da corrosão é fundamental principalmente quando se pretende utilizar novas técnicas de tratamentos superficiais. Atualmente, materiais de alta resistência mecânica, como o aço ABNT 4340, são utilizados em diversos componentes do trem de pouso. Devido à necessidade de alta resistência ao desgaste e à corrosão, os componentes são geralmente revestidos por cromo e cádmio. Estes tratamentos produzem resíduos, como o Cr+6 e cianetos, por exemplo, que são prejudiciais à saúde e ao meio ambiente. Este projeto tem origem na necessidade da indústria aeronáutica nacional, ELEB/EMBRAER, em reduzir o uso de materiais revestidos, principalmente o cádmio eletrodepositado. O projeto tem como foco, o estudo de uma técnica alternativa aos revestimentos por eletrodeposição, trata-se da implantação iônica por imersão em plasma (3IP) de nitrogênio aplicado em atuadores do trem de pouso. Considerando os esforços sofridos pelos atuadores, os aços ABNT 4340 e o aço inoxidável 15-5PH foram ensaiados em fadiga axial, corrosão em névoa salina e desgaste pino-disco. Também foram realizados ensaios de microindentação, nanoindentação, microscopia óptica para análise microestrutural, microscopia eletrônica de varredura para análise fractográfica, microscopia de força atômica e análise de tensão residual When study materials to use in aircraft structural components must be considered that they are subjected to cyclic loads, being an important parameter for the study of fatigue life of materials. Considering, for example, a landing gear into operation, the study of wear and corrosion is critical, especially when you intend to use new surface treatments techniques. Currently, high strength materials, especially AISI 4340 steel, are widely used as landing gear components. Due to the high resistance to wear and corrosion requirements, components are usually coated with hard chromium or cadmium. Treatments can produce wastes such as cyanide and Cr+6, for example, generated after the application hard chromium and cadmium coatings, which are harmful to health and environment. This project was originated from the national aircraft industry, ELEB/EMBRAER, requirements to reduce the use of electroplated coated materials, mainly electroplated cadmium. The project focus is to study an alternative technique to coatings by electroplating, plasma immersion ion implantation (PI3) applied on the landing gear actuators. Considering the load sustained by the wheel axis of the landing gear, AISI 4340 steel and 15-5 PH stainless steel were tested in axial fatigue, corrosion and wear pin-disc. Also tests were performed, microindentation, nanoindentation, optical microscopy for microstructural analysis, scanning electron microscopy for fractographic analysis, atomic force microscopy and residual stress analysis

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-11Bitstream added on 2015-05-14T16:58:57Z : No. of bitstreams: 1 000825412.pdf: 26718696 bytes, checksum: b6b3b9b1c7422cd74687af551ba4e14d (MD5) Os materiais compósitos em fibra de carbono são largamente empregados no setor de transporte aéreo e vem crescendo em outros setores. Esses materiais, porém ainda apresentam susceptibilidade à delaminação, devido à baixa resistência a carregamentos fora do plano, tornando-se força motriz para a redução da vida em fadiga de compósitos laminados. Devido à importância desse tipo de dano, esta pesquisa visa entender os mecanismos que geram delaminações em compósitos tramados (biaxiais), utilizando-se o conceito energético de Griffith da mecânica da fratura linear elástica, como parâmetro de controle da delaminação. Portanto, o objetivo deste trabalho é entender a interação dos modos de propagação I e II, bem como as frações de cada modo na delaminação em fadiga axial tração-tração (denominado modo misto), em corpos de prova planos. Para isso, foram estudados os modos puros I (DCB) e II (ENF) de propagação de trinca nos compósitos processados, além de se comparar a região que delimita a propagação estável com o modo misto, o qual exigiu estudos de uma geometria apropriada para a obtenção de delaminação bem definida. Para a decomposição dos modos que agem na fadiga axial, foram aplicados critérios de falha nos dados experimentais. O ensaio de fadiga, para todos os modos de propagação, foi conduzido à razão de carga de 0,1, frequência de 5 Hz e os dados de taxa de propagação versus energia de deformação foram ajustados por uma lei empírica, previamente estudada e comparada com os mecanismos de delaminação por análise fractográfica. Os resultados mostraram que a força motriz para delaminação possui maior influência da tenacidade à fratura (GIc) e do carregamento máximo (Gmax), os quais foram adaptados na lei de Paris para delaminação estável. Para o modo misto, constatou-se que a geometri ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) Carbon fiber composite materials are currently widely employed in air transportation as structural components in Boeing 787 Dreamliner, which has around 80% (v/v) in composite. However these materials are susceptible to delamination due to low strength in through-the-thickness direction which is the driving force to reduce the fatigue life. Considering the importance of delamination, the aim of this research is to have a clear understanding of this type of damage in woven composites by using the Griffith energy approach of the linear elastic fracture mechanics as a delamination parameter. The aim of this work was to achieve insight into the interaction process of crack propagation modes I and II, and mainly to determine the mode fractions in the delamination process of tension-tension axial fatigue tests. For the mode decomposition process from axial fatigue tests, it was employed two failure criteria. In order to obtain it, the crack growth rate associated with pure modes I and II delamination were compared with the behavior of a specimen subjected to in-plane tension-tension cyclic loading that exhibits a mixed delamination mode for which needed an appropriate specimen geometry to generate a sharp delamination front. Fatigue test in all modes of propagation were conducted with a loading ratio of 0,1 and a frequency of 5 Hz. The crack growth rate versus energy release rate was described by an appropriate empirical power law which fits the experimental results and compared with delamination mechanisms observed by fractography. The results showed that the driving force for fatigue has major influence of GIc and Gmax based on the studied fractures, where both were considered in the Paris law. For the mixed mode, the geometry known as CLS had regions of crack propagation rate comparable to pure delamination modes in the stable propagation region which ... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-31Bitstream added on 2014-06-13T21:05:01Z : No. of bitstreams: 1 000741157.pdf: 6056735 bytes, checksum: f1bb0b006564f885494890d006f5706c (MD5) Devido às suas elevadas propriedades mecânicas específicas, os materiais compósitos estão enfrentando demandas novas, onde a capacidade de produção em massa a um custo mais acessível se tornou indispensável. O processo de Moldagem por Transferência de Resina ou RTM (Resin Transfer Molding) constitui um promissor processo de fabricação de materiais compósitos. Na produção de compósitos estruturais de alto desempenho, considerando os critérios aeronáuticos, a reprodutibilidade e o baixo custo, a indústria tem mostrado grande interesse no processo RTM. Neste trabalho de tese, foi realizado um estudo experimental para a fabricação de compósitos com propriedades adequadas às aplicações tecnológicas, tendo como principal objetivo a otimização dos parâmetros de processamento: tempo de degasagem da resina, temperatura de injeção e temperatura de cura, além de avaliar a influência desses parâmetros no volume de vazios gerados em compósitos carbono/epóxi. O mérito da pesquisa está no uso do planejamento de experimentos em apoio à otimização do processamento de compósitos, com a utilização da metodologia de Taguchi e da Superfície de Respostas, para o controle e a minimização da formação de vazios, contribuindo dessa maneira, na concepção e caracterização de compósitos laminados poliméricos para aplicações aeronáuticas. As frações volumétricas de vazios foram determinadas por três diferentes métodos: método de Arquimedes (ASTM C830), digestão ácida da matriz (ASTM D3171) e porosimetria de mercúrio. Dentre os três métodos estudados para a determinação de vazios, o de digestão ácida mostrou-se mais adequado para quantificação de vazios em compósitos carbono/epóxi, uma vez que considera os poros abertos e em contato com a superfície do laminado, além dos poros fechados. A partir dos...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) Due to their high specific mechanical properties, composite materials are facing new demands, in which the capacity of mass production at a more affordable cost became important. The Resin Transfer Molding process or RTM is a promising process for manufacturing composite materials. In the production of high performance structural composites, taking into account the aeronautical criteria, the reproducibility and the low cost, industries have shown great interest in RTM process. In this thesis, an experimental study for the manufacturing of composites with properties suitable for technological applications was performed with the main objective of optimizing the processing parameters: time of resin degassing, injection temperature and curing temperature, as well as the evaluation of the influence of these parameters on the volume of voids generated in carbon/epoxy composites. The merit of the research is the use of the design of experiments to support the optimization of composites processing, using Taguchi’s Methodology and Response Surface Methodology, in order to control and to minimize the formation of voids, thus contributing in the design and characterization of polymeric laminate composites for aircraft applications. The volumetric fractions of voids were determined by three different methods: the Archimedes’ method (ASTM C830), acid digestion of the matrix (ASTM D3171) and mercury porosimetry method. Among the three methods considered for the determination of voids, the acid digestion one was the most suitable for the quantification of voids in carbon/epoxy composites, since it considers the open pores and the ones in contact with the surface of the laminate, in addition to the closed pores. From the results of the volumetric fractions of voids obtained by the acid digestion method, taking into account the optimization parameters levels for the RTM ... (Complete abstract click eletronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-24Bitstream added on 2014-06-13T19:52:29Z : No. of bitstreams: 1 rodrigues_cem_me_guara.pdf: 1067916 bytes, checksum: 304fc3131d37ab34b15724649897cab7 (MD5) Os compósitos compreendem uma classe de material de grande importância industrial. Compósitos carbono/epóxi apresentam inúmeras vantagens em comparação aos materiais convencionais, possibilitando projetos complexos, mais leves e de elevada resistência à corrosão e à fadiga. Contudo, sua baixa resistência a carregamentos transversais requer avaliação do comportamento do material, como consequência de impacto de objetos. O foco deste trabalho foi estudar a resposta ao impacto, caracterizada como tolerância ao dano, em compósito carbono/epóxi processado via Moldagem por Transferência de Resina (RTM). Foram analisadas as propriedades do compósito carbono/epóxi obtido e a degradação de suas propriedades após impacto. Neste trabalho, foi realizada a seleção da resina epóxi e do tecido de fibra de carbono, bem como seu arranjo, a fração volumétrica e o controle dos parâmetros de injeção e de cura. A caracterização do compósito foi realizada por microscopia de inspeção acústica CScan. O estudo da tolerância ao dano foi realizado utilizando corpos de provas impactados em dois níveis de energia, conforme norma ASTM D 7136M e a sua resistência à compressão residual, conforme norma ASTM D 7137M, foi avaliada em comparação com a resistência à compressão do compósito isento de defeitos, conforme norma ASTM D6641M. Os resultados mostram redução na resistência à compressão de aproximadamente 50% e energias absorvidas a 20 J e 30 J respectivamente, de 0,51 J/cm2 e 0,58 J/cm2 para o laminado 1 e de 0,37 J/cm2 e 0,90 J/cm2 para o laminado 2 Composites comprise a material class of high industrial importance. Carbon/epoxy composites offer a wide amount of advantages in comparison with traditional materials, enabling complex projects, lighter and with high corrosion and fatigue resistance. However, the low transverse load resistance characteristic requires an evaluation of material behavior, as a consequence of impact occurrence. The work focus was study the damage response, defined as damage tolerance, in a carbon/epoxy composite processed by Resin Transfer Moulding (RTM). It was analyzed carbon/epoxy composite properties obtained and properties degradation after impact test. In this work were done the selection of epoxy resin and reinforcement, further the lay-up of carbon fabric, volumetric fraction and injection and curing parameters control. The composite assessment was done by acoustic microscopy inspection C-Scan. The damage tolerance study was done using impacted coupons with two energy levels, in accordance to ASTM D 7136M standard, and the residual compression resistance, in accordance to ASTM D 7137M standard, was evaluated in comparison with compression resistance in a composite without damage in accordance to ASTM D 6641M standard. Results show compressive resistance reduction about 50% and absorbed energy to 20 J and 30 J respectively, of 0,51 J/cm2 and 0,58 J/cm2 for the laminate 1 and 0,37 J/cm2 and 0,90 J/cm2 for the laminate 2

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-06Bitstream added on 2015-03-03T12:07:17Z : No. of bitstreams: 1 000807017.pdf: 1312834 bytes, checksum: 2940e7d3f1fe6e52b4d71e6b46a2e372 (MD5) No cenário sócio-ambiental atual percebe-se um aumento da preocupação com o meio ambiente quanto à utilização dos recursos naturais e, ainda, na importância da reutilização dos produtos e subprodutos derivados desses recursos. A reciclagem reintroduz no sistema produtivo parte da matéria ou da energia que seria descartada, o que diminui o volume de lixo despejado. O poliestireno expandido, que hoje em dia é descartado por fábricas, construção civil, setores comerciais e residenciais, é depositado em aterros sanitários ou lixões sem nenhum controle, como consequência, este material tem grande contribuição na poluição ambiental. Na presente dissertação foram propostas soluções de aproveitamento destes materiais, adequando-os a novas aplicações a partir de sua reciclagem. O poliestireno expandido foi reciclado por dissolução, moldagem por compressão e injeção para a produção de placas de circuito impresso, o material obtido em cada processo foi caracterizado quanto à resistência a flexão, por termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medida de condutividade elétrica em 4 pontos, inspeção acústica e análise da textura. Com a análise dos resultados obtidos foi possível avaliar a viabilidade da reciclagem de poliestireno expandido para aplicação em placas de circuito impresso, visto a reprodutibilidade e qualidade do material obtido. Dentre os materiais obtidos aquele homogeneizado termocineticamente e injetado foi o que apresentou as propriedades mas adequadas à aplicação In the current socio-environmental scenario an increase in concern to environment and the use of natural resources beyond the importance of reuse of products and by-products derived from these resources are observed. Recycling is a way of reintroducing a part of dicharged matter or energy in the productive system, reducing the amount of dumped garbage. Polystyrene materials, which are discarded by industries, construction, commercial and residential sectors, are deposited in landfills or dumps without any control causing, as a consequence, an increase in the environmental pollution. This work proposes some solutions for the use of recycled polystyrene, make it suitable for new applying. Then, expanded polystyrene was recycled by dissolution, compression molding and injection process in order to produce printed circuit board. Obtained materials were characterized by mechanical, electrical and physical-chemical characterization on flexure, thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), electrical conductivity measurements at 4 points and analysis of texture. With the analysis of the results was possible to evaluate the availability of recycling of expanded polystyrene for application to printed circuit boards since the reproducibility and quality of the obtained material. The thermokinetically homogenized and injected material presented the adequate properties to the application

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-03Bitstream added on 2014-06-13T20:24:12Z : No. of bitstreams: 1 vieira_lfs_dr_guara.pdf: 12571289 bytes, checksum: 0784fba14c816c566b5f3385624070f4 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O aço AISI 4340 tem sido utilizado largamente devido as suas propriedades físicas, químicas, mecânicas e resistência à fadiga, atendendo ao rigoroso e crescente aumento das exigências para aplicações na engenharia. Revestimentos superficiais são aplicados objetivando proteção contra corrosão e desgaste, por exemplo, a eletrodeposição de Cromo, pois apresenta resistência à corrosão, alta dureza, resistência ao desgaste abrasivo e adesivo, soldabilidade e baixo coeficiente de atrito. Por outro lado, microtrincas derivadas da camada de Cromo diminuem a resistência à fadiga, com isso o componente é submetido ao tratamento superficial para deformação plástica, shot peening, criando tensões residuais compressivas na superfície, que retardam ou eliminam a propagação de trincas, tendendo a aumentar sua vida em fadiga. Entretanto, durante o processo de deposição do Cromo duro é liberada uma substância cancerígena, o Cromo hexavalente. Por essa razão, estuda-se a substituição do Cromo por outros revestimentos que apresentem propriedades mecânicas similares, mas que não tenham restrições ambientais. O processo HVOF (High-Velocity-Oxigen-Fuel) para deposição de revestimentos alternativos, como carbeto de tungstênio, é considerado uma técnica promissora, pois fornece alta dureza e boa resistência ao desgaste e uma menor redução da resistência à fadiga do substrato quando comparado à redução fornecida pelo revestimento de Cromo duro aplicado ao aço AISI 4340. Portanto, o objetivo deste estudo é avaliar o comportamento mecânico do aço AISI 4340 com alta resistência mecânica (50 HRC), revestido com WC-CrC-Ni, WC-10Ni, Ni-20Cr, Ni-Cr-B-Si- Fe, e Cr3C2-NiCr, depositados através do processo HVOF; revestimentos alternativos à camada de Cromo duro. Os dados de fadiga axial são representados por curvas σ x N... AISI 4340 steel is being used in the aeronautical industry because its good physical, chemical, mechanical and fatigue properties. Chromium coatings are used in applications to guarantee protection against wear and corrosion, combined with chemical resistance and good lubricity. The reduction in the fatigue strength of base material and since this technology presents detrimental environmental and health effects, resulted in the search on coatings viewed as being capable of replacing hard chrome plating. Thermally sprayed HVOF coatings are being considered to replace galvanic chromium deposits in industrial applications with comparable performance for wear and corrosion resistance. With respect to fatigue life, the HVOF technique induces tensile residual stress on the interface. In this case, the initiation and propagation phases of fatigue process are accelerated because the coating; on the other hand, compressive residual stresses close to the surface increases fatigue life. The technique to improve the coated materials fatigue strength is the shot peening process, which induces compressive residual stress in the surface, which delay nucleation and propagation process In the present research is verified the influence of WC-CrC-Ni; WC-10Ni; Ni-20Cr; Ni-Cr-B-Si-Fe; Cr3C2-NiCr HVOF process, coated high strength AISI 4340 with and without shot peening on the axial fatigue strength, in comparison with EHC. Corrosion resistance is also conducted by salt spray tests. S-N curves are obtained in axial fatigue tests. In order to study the influence of residual stresses on fatigue life, the stress field is measured by X-ray tensometry. Scanning electron microscopy and optical metallographic are used to investigate the fatigue source appearance. Experimental data show lower axial fatigue resistance for HVOF coated specimens in comparison to base material...(Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-08Bitstream added on 2014-06-13T19:47:37Z : No. of bitstreams: 1 brocks_t_me_guara.pdf: 1127902 bytes, checksum: d3d7631f1ee3c081efb6530997375ebd (MD5) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) A indústria aeronáutica nacional tem intensificado sua busca por materiais alternativos, com características e propriedades que permitam a substituição segura do material metálico. Com o objetivo de ganhar competitividade no mercado internacional e contribuir para o desenvolvimento tecnológico no país, o presente trabalho apresenta a técnica de processamento de moldagem por transferência de resina (RTM), utilizada na fabricação de materiais compósitos estruturais e ainda pouco estudada no Brasil. Os compósitos processados por essa técnica apresentam maior fração volumétrica de fibras, melhor acabamento superficial e pouca ou nenhuma necessidade de acabamento do componente produzido. Este trabalho compreende o processamento e a caracterização de compósitos produzidos com resina epóxi monocomponente Cycom 890 e dois tipos de tecidos, plain weave e twill 2x2, ambos de fibra de carbono. Para a determinação dos parâmetros de processamento, a resina foi caracterizada quanto aos seus comportamentos térmico e viscoso. Com base nos resultados e testes preliminares foi determinada a temperatura mais adequada de injeção em 100°C, a pressão de injeção entre 0,2 e 0,4 MPa e de vácuo em 250 mPa.s. Os compósitos produzidos foram analisados pela técnica de ultrassom C-Scan e os resultados mostraram que os laminados processados estão homogêneos quanto à impregnação. Testes de tração mostram que os laminados com tecido tipo Twill apresentam maior média de resistência à tração, enquanto que a diferença de trama não influencia significativamente às propriedades de flexão e cisalhamento, que se mostraram superiores as propriedades de compósitos produzidos em autoclave com maiores porcentagens de reforço. Em fadiga, ambos os laminados apresentaram um curto intervalo, com tensões próximas à de tração, no entanto, o laminado PW/Cycom apresentou maior... The national aeronautical industry has intensified your search for alternative materials, with characteristics and properties that allow the safety replacement of metallic material. The goal is to gain competitiveness on international market and contribute with technological development in the country. This work presents a processing technique of resin transfer molding (RTM), used on manufacture of structural composites and understudied in Brazil. Composites processed by this method have a higher fibers volume fraction, better surface finish and little or no finishing require of produced component. This work includes the processing and characterization of composites made with monocomponent epoxy resin Cycon 890 and two types of carbon fiber fabrics, plain weave and twill 2x2. To determine processing parameters, the resin was characterized regarding thermal behavior and viscosity. Based on this results and preliminary tests, it was determined the most appropiate injection temperature at 100°C, the injection pressure between 0.2 and 0.4 MPa and vacuum pressure in 250 mPa.s. Composites produced were analyzed by C-scan ultrasound technique showing a homogeneous impregnation of processed panels. Tensile and flexural tests characterized mechanically composites, allowing seeing that Twill fabric has higher medium tensile performance, while the difference of weft does not influence significantly the flexural and shear properties, that are superior than properties of composites made by autoclaving with higher reinforced volume. In fatigue, both composites showed short interval, close to ultimate tensile strength (uts), however, the PW/Cycom laminated showed higher fatigue resistance, with an interval between 85-92% of uts. About the thermal behavior, it was observed an improvement in properties with the addition of carbon... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-09Bitstream added on 2014-06-13T19:35:03Z : No. of bitstreams: 1 shiino_my_me_guara.pdf: 3902027 bytes, checksum: 6b8b675f5c370e00fec9d53eaca61233 (MD5) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O setor de transporte tem buscado materiais mais leves e resistentes para melhorar a autonomia e capacidade de seus veículos. Os materiais compósitos de carbono/epóxi têm superado as expectativas neste setor e volumes significativos já são empregados na aviação. Com a intenção de produzir peças estruturais para a área aeronáutica, esse trabalho propôs a implantação do processo RTM e produção de compósitos com potencial aplicação estrutural. O foco principal do trabalho foi o domínio total na montagem e uso do equipamento RTM para um perfeito funcionamento de forma a evitar erros de processamento. O trabalho envolveu a seleção de fibras de carbono e resina epóxi com a intenção de atingir propriedades superiores às ligas metálicas, principalmente as ligas de alumínio. Para estabelecer os parâmetros de processo a resina foi caracterizada quanto a viscosidade e propriedades físico-químicas. Para avaliar a qualidade do processamento foi utilizada a inspeção por ultrassom A-scan e C-scan e as frações volumétricas foram determinadas através da metodologia da norma ASTM D 3171-09. Já para a caracterização do compósito foram utilizados ensaios mecânicos de tração, flexão, fadiga e posterior análise fractográfica. Análise térmica foi empregada para assegurar que o material foi completamente curado. Ao todo foram avaliados dois tipos de laminados: com 4 camadas do tipo Satin Harness (5HS) com 10 camadas e quasi-isotrópico com 5 camadas The transportation field has searched for lighter and strengthen materials to improve the autonomy and load capacity of their vehicles. Carbon/epoxy composites have overcome the expectations in this field. Appreciable volume production of structural components has been employed in aircrafts. Aiming of producing structural parts for aeronautic field, this research work focuses on the implementation of the RTM process and production of carbon/epoxy composite material. The work had the main objective on managing the assemblage and usage for a perfect operation, in the way to avoid processing errors. The research involved the right choice of carbon fibers and resin system intended to obtain higher specific properties than the metal alloys, mainly the aluminum alloys. Process parameters were established by characterizing the viscosity and physicalchemical properties. The quality assessment was performed by A-Scan and CScan ultrasonic test and volumetric fractions analysis. The volumetric analysis were performed according to the ASTM 3171-09. Besides the evaluation of material performance it was performed tensile, flexure, fatigue tests and further fractographic analysis was carried out using scanning electron microscopy. To ensure complete cure thermal analyze was performed. Two laminate architectures were evaluated: one 10 plies Harness Satin (5HS) and one 5 plies quasi-isotropic laminate

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-08Bitstream added on 2014-06-13T19:35:00Z : No. of bitstreams: 1 bonora_rg_me_guara.pdf: 4519447 bytes, checksum: b9da7f058f4c7f84708e972b68f012ba (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) No desenvolvimento de materiais para aplicação aeronáutica estrutural, como no caso de componentes de trens de pouso, deve-se considerar que os mesmos serão submetidos a carregamentos cíclicos. Em especial, estudar a fadiga dos materiais é um parâmetro fundamental. Além disso, para o trem de pouso em operação, o estudo da corrosão é fundamental, principalmente quando se pretende utilizar novos materiais. Atualmente, materiais de alta resistência mecânica, como o aço ABNT 4340, são utilizados em diversos componentes. Devido à necessidade de alta resistência ao desgaste e à corrosão, os componentes são geralmente revestidos por cromo duro e cádmio, respectivamente. Esses tratamentos produzem resíduos, como o Cr+6 e cianetos, por exemplo, gerados após a aplicação dos revestimentos. Este projeto teve origem na necessidade da indústria aeronáutica nacional em reduzir o uso de materiais revestidos com cromo ou cádmio eletrodepositado que geram resíduos nocivos à saúde e ao meio ambiente. O material escolhido foi o aço inoxidável Custom 465, também de uso aeronáutico, pois apresenta alta resistência mecânica. Considerando os esforços sofridos pelo eixo da roda do trem de pouso, o Custom 465 foi ensaiado em fadiga axial e corrosão em névoa salina. O objetivo é comparar o comportamento do Custom 465 com o do aço ABNT 4340 cadmiado. São também analisados os resultados obtidos em microscopia óptica, para análise microestrutural, e microscopia eletrônica de varredura, para análise fractográfic Considering material development for landing gear aircraft structural components, it should be considered that cyclic loading occurs. One important parameter for design is the fatigue of materials. The study of corrosion is also fundamental specially in the case of new materials application. Currently, high strength materials, especially AISI 4340 steel, are widely used as landing gear components. Due to the high resistance to wear and corrosion requirements, components are usually coated with hard chromium or cadmium. Treatments can produce wastes such as cyanide and Cr+6, for example, generated after the application hard chromium and cadmium coatings, which are harmful to health and environment. This project was originated from the national aircraft industry requirements to reduce the use of coated materials with electroplated chromium or cadmium that produce waste, which is harmful to health or the environment. The selected material is a Custom 465 stainless steel used in the aeronautical field due to its high mechanical strength. Considering the load sustained by the wheel axis of the landing gear, the Custom 465 is tested in axial fatigue and corrosion. The objective is to compare the behavior of the Custom 465 with plated AISI 4340 steel coated with cadmium. Fractographic analysis was conducted using optical and scanning electron microscopy

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-17Bitstream added on 2014-06-13T19:22:31Z : No. of bitstreams: 1 costa_myp_dr_guara.pdf: 6972028 bytes, checksum: 99390a220ba003846f11527479388013 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Na indústria aeronáutica, propriedades como elevada razão resistência mecânica/peso e resistência à corrosão são as razões principais para o uso das ligas de titânio em componentes estruturais, substituindo ligas de alumínio e de aço. Contudo, em componentes mecânicos submetidos ao desgaste, a estrutura hexagonal compacta do titânio somada ao baixo limite de resistência ao cisalhamento requer o uso do material base com um tratamento superficial específico. Os componentes de trem-de-pouso, geralmente submetidos a um ambiente corrosivo sob carregamentos cíclicos, exigem caracterização quanto a resistência à fadiga. Nesta pesquisa é realizado o estudo do comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V tratada superficialmente em 3 condições: Anodizada, revestida por HVOF com carbeto de tungstênio; e revestida com TiN, CrN e WC por PVD. Os ensaios pino-disco proporcionam uma análise comparativa da resistência ao desgaste dos revestimentos estudados. O principal objetivo deste estudo é avaliar o comportamento em fadiga e ao desgaste da liga Ti-6Al-4V sob diferentes tratamentos superficiais de tal forma que esse material possa substituir as ligas de aço atualmente utilizadas em componentes aeronáuticos. Os resultados mostram que a liga Ti-6Al-4V revestida com WC:H (DLC) por PVD é o melhor sistema de revestimento a ser empregado considerando o desempenho em resistência a fadiga e ao desgaste. In the aeronautical industry, properties as high strength/weight ratio and effective corrosion resistance are primary reasons for the use of titanium alloys in structural components, in the replacement of steel or aluminum alloys. In mechanical components subjected to friction, the titanium hexagonal close packed crystalline structure in addition to the low shear resistance limit the use of the base material as received, then a specific surface treatment is required. Fatigue strength is an important property for components under cyclical loading and corrosive environment as landing gears. This research presented an evaluation of fatigue strength of Ti-6al-4V alloy in three main conditions: anodized, coated by HVOF with WC-10%Co-4% Cr and coated by PVD with TiN, CrN e WC. The pin-disc tests were carried out to obtain a comparative analysis among coatings wear resistance. The main propose of this research is replace the AISI 4340 alloy by Ti-6Al-4V, reducing the aeronautic component weight. Ti-6Al-4V DLC coated by PVD process is the chosen coating system alternative considering fatigue and wear resistance.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-26Bitstream added on 2014-06-13T18:59:49Z : No. of bitstreams: 1 faria_mcm_me_guara.pdf: 1588754 bytes, checksum: 9b1c6339bf770de5c7936e9e915a4c01 (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O contínuo crescimento na utilização de compósitos termoplásticos em componentes estruturais na indústria aeroespacial deve-se, primordialmente, à flexibilidade de projeto, excelência de suas propriedades mecânicas e baixa massa específica, aliadas aos elevados valores de resistência mecânica e rigidez e baixa incidência de corrosão, atendendo aos severos requisitos de desempenho dessas estruturas quando em serviço. No entanto, componentes que requerem exigências estruturais, quando expostos a ambientes agressivos como elevada temperatura e umidade, podem ter suas propriedades mecânicas sensibilizadas por esses fatores ambientais, e devem ser cuidadosamente avaliados antes de serem colocados em serviço. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência do condicionamento higrotérmico (câmara climática e imersão em banho termostatizado) nas propriedades mecânicas (resistências à tração, fadiga e cisalhamento) e viscoelásticas de laminados PPS/Carbono e PPS/Vidro. Os laminados utilizados neste trabalho foram fornecidos pela empresa holandesa TenCate. Os resultados mostram que os laminados condicionados em câmara climática apresentaram absorção de umidade segundo as leis de Fick, entretanto, os laminados de PPS/Vidro submetidos ao condicionamento por imersão em banho termostatizado apresentaram um comportamento anômalo. Associado a estes resultados foi também observado que os laminados condicionados tiveram um decréscimo no valor de suas resistências ao cisalhamento, entretanto, apresentaram um aumento nos valores de temperatura de transição vítrea e resistência à tração. Os resultados obtidos a partir dos ensaios de fadiga praticamente não sofreram alteração com o condicionamento ambiental. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, pode ser concluído que a utilização de laminados de PPS/Carbono e PPS/Vidro em aplicações... The continuous use of thermoplastic composites in structural components of aerospace industry is due to essentially to the project flexibility, good mechanical properties and low specific mass, allied with elevated values of mechanical strength and rigidity and low corrosion incidence, attempted to severe requirements of these structures in service. However, components that require structural demand, when exposed in aggressive atmosphere such as high temperature and moisture, can have mechanical properties sensibility for these factors, and should be carefully studied before to be available in service. This way, the purpose of this work is to evaluate the hygrothermal conditioning influence (by using hygrothermal chamber and thermostatic bath immersion) on the mechanical properties (tensile strength fatigue and interlaminar shear) and on the viscoelastic behavior of PPS/carbon and PPS/glass laminates. The laminates used in this work were supplied by TenCate Dutch Company. The results obtained shows that conditioning laminates in hygrothermal chamber presented moisture absorption according to the Fick‟s law, however, the PPS/glass laminates submitted to thermostatic bath immersion presented a anomalous behavior. Associated to these results, it was also observed that the conditioned laminates had a decrease of shear strength values, however, presented an increase of glass transition temperature and tensile strength values. Results obtained according to fatigue tests practically do not change with the atmosphere conditioning. According to the results obtained in this work can be concluded that the use of thermoplastic laminates in aerospace applications is viable, because these laminates are less susceptible to atmosphere effect problems.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-22Bitstream added on 2014-06-13T18:55:38Z : No. of bitstreams: 1 milanese_ac_me_guara.pdf: 2514140 bytes, checksum: 9589c032265999cf58a6e043fe217bae (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A madeira foi o material mais empregado em estruturas, sendo amplamente encontrada em edificações históricas. Esse material sofre constantemente com a atuação de agentes físicos, químicos e biológicos que comprometem sua durabilidade, por isso muitas vezes, as peças estruturais acabam sendo restauradas e reforçadas com materiais que apresentam alta densidade, baixa resistência às altas temperaturas, no caso de incêndios, e susceptibilidade às intempéries, tornando complexo seu trabalho de recuperação. Diante do exposto, esta pesquisa se propôs a desenvolver compósitos poliméricos reforçados por fibras naturais e vidro para uso como material de reforço nas ligações de estruturas em madeira e a estudar o comportamento destes materiais. São apresentados os estudos e as caracterizações dos materiais empregados nos compósitos, tais como, síntese das resinas, cinética química de cura, análise térmica por meio das técnicas de termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração dos raios X, resistências à tração e à flexão e análise fractográfica com o auxílio do microscópio eletrônico de varredura (MEV). Em seqüência, o trabalho apresenta o processamento e as caracterizações térmica, física e mecânica de quatro placas laminadas formadas pelas matrizes, poliuretana à base de óleo de mamona e fenólica, reforçadas com fibras de vidro e sisal. Os laminados compostos por uma camada de tecido são ensaiados em tração e flexão, TG e por difração dos raios X. As análises termogravimétricas indicaram que os laminados podem ser utilizados em ambientes, onde a temperatura local não exceda 175ºC. Os dados de tração mostraram baixos valores para as resinas poliuretana e fenólica, 2,5 MPa e 4,9 MPa, respectivamente. Porém, uma vez reforçadas com fibras de sisal e de vidro foi observado... Wood was the material used in higher amount to structures application and nowadays is noticed in historic buildings. This material is susceptible to the physical, chemical and biological degradations, which influence the usefulness and consequently the structures should be restored using high density material with low temperature resistance characteristic, environmental suitable make complex the restore process. This work proposes processing polymeric composites and studies the behavior of those materials which will be applied as reinforcement connection into wood structures. Characterizations of base materials as cure kinetic studies, thermal analysis by thermogravimetric and differential scanning calorimetric, X-ray diffraction, tensile tests and scanning electron microcopies are conducted. It will also present the thermal, physical and mechanical characterization of four composites laminates: PU resin based on castor oil reinforced by glass and sisal fibers and phenolic reinforced by glass and sisal fibers. Composites laminates produced by one fabric layers are tested in tensile and flexural modes, by thermogravimetric and X-ray diffraction. Thermogravimetric analyses show that the laminates can be used in environments, which the place temperature does not exceed 175ºC. Tensile tests results show low values to polyurethane and phenolic resins, 2.5 MPa and 4.9 MPa, respectively. However, it was observed that the presence of fibers in the laminates show an increase of tensile strength when compared to matrixes. Tensile strength values were 17 MPa, 95 MPa, 25 MPa and 205 MPa for polyurethane/sisal, polyurethane/glass, phenolic/sisal and phenolic/glass fibers laminates, respectively. Flexural strength presents values about 0.45 MPa, 8.6 MPa, 3.7 MPa, 14 MPa, 11 MPa and 21.8 MPa for polyurethane and phenolic resins and polyurethane/sisal, polyurethane/glass, phenolic/sisal and phenolic/glass laminates, respectively.