Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-26T21:10:23Z No. of bitstreams: 1 JOÃO VITOR DE QUEIROZ MARQUES - DISSERTAÇÃO PPGEM 2015..pdf: 10546995 bytes, checksum: acf6dba421165a1333cc0862541902b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T21:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO VITOR DE QUEIROZ MARQUES - DISSERTAÇÃO PPGEM 2015..pdf: 10546995 bytes, checksum: acf6dba421165a1333cc0862541902b2 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Os compósitos poliméricos costumam ter uma elevada resistência mecânica em relação à sua densidade. Uma característica fundamental para que os materiais possam ser utilizados na engenharia é a previsibilidade de seu comportamento quanto ao carregamento. Devido à natureza heterogênea da estrutura dos compósitos e devido a interação entre suas fases constituintes as características deste material dependem das propriedades das fases constituintes, da fração volumétrica de cada fase constituinte, da iteração entre suas fases e do método de fabricação. Este trabalho trata do desenvolvimento de garras para ensaio mecânico, para materiais compósitos, que possibilitem obter o valor do cisalhamento interlaminar de compósitos poliméricos. O cisalhamento interlaminar permite avaliar, entre outras coisas, a influência do método de fabricação na resistência do compósito. Foram desenvolvidos dois tipos de garras: o tipo Iosipescu e o tipo V-notched Rail Shear. Para o desenvolvimento das garras de ensaio foi utilizada a metodologia seguinte: Projeto Informacional, Projeto conceitual, Projeto Preliminar, Projeto Detalhado, Fabricação e Testes. Além da montagem de um sistema de Instrumentação para avaliar a deformação localizada no centro dos corpos de prova. Os resultados obtidos com a garra Iosipescu apresentaram uma variação de 13,6% em relação a literatura, enquanto naquelas obtidas com a garra V-notched Rail Shear obtiveram uma variação de 3,9 % em relação a literatura.

[pt] Materiais compósitos pultrudados poliméricos reforçados com fibra de vidro (PRFV) são aplicados em diversos setores da indústria por apresentarem boas resistências mecânicas, baixo peso específico e alta resistência à corrosão. A exposição a ambientes agressivos tais como imersão em água, condicionamento sob alta umidade relativa, temperatura baixa e elevada, ciclos térmicos e úmidos, bem como a combinação desses efeitos, tornou-se cada vez mais objeto de estudo para esses tipos de materiais. A compreensão dos efeitos das condições ambientais no comportamento do material é essencial para avaliar seu desempenho e, desta forma, garantir a segurança necessária ao projeto estrutural. Com o objetivo de compreender melhor a influência de diferentes condições ambientais nas propriedades do material compósito PRFV, foram estudados os efeitos da temperatura e umidade, além da ação combinada dessas duas condições, nas suas propriedades físicas, químicas, térmicas e mecânicas. Neste estudo, foram levados em conta aspectos importantes que influenciam o comportamento do material, como a resina utilizada, o grau de cura, e características químicas e físicas do material. Os ensaios experimentais foram conduzidos em quatro condições ambientais: (i) exposição a temperaturas moderadas/elevadas (70 graus C à 330 graus C), (ii) imersão em água deionizada (25 graus C, 55 graus C e 70 graus C), (iii) exposição à névoa salina em câmaras de envelhecimento higrotérmico (35 graus C, 55 graus C e 70 graus C), e (iv) exposição a ambiente externo real. Além disso, foram aplicados modelos teóricos para avaliação dos resultados. Foi observado que a temperatura, o tempo de condicionamento e a umidade são fatores preponderantes no comportamento do material. Adicionalmente, uma questão importante para o estudo de pultrudados reside na compreensão das propriedades interlaminares do material. Nesse contexto, a fratura interlaminar, associada às fissuras no plano longitudinal entre as camadas do material, é uma das principais causas de falha em compósitos pultrudados. Consequentemente, a análise da fratura em modo II, que avalia o mecanismo da propagação da fissura no plano interlaminar, vem ganhando espaço no estudo de materiais compósitos. A análise de fratura em modo II não é trivial ou normatizada para compósitos pultrudados PRFV, de forma que poucos dados e conclusões efetivas foram obtidos até o momento a esse respeito. Com o objetivo de suprir essa lacuna, realizou-se uma extensa investigação experimental, culminando na proposição de uma nova metodologia para avaliação da fratura em modo II em materiais compósitos poliméricos pultrudados reforçados com fibra de vidro (PRFV). / [en] Pultruded glass-fiber reinforced polymer (GFRP) composites are applied in various industrial sectors due to their good mechanical strength, low specific weight, and high resistance to corrosion. Exposure to aggressive environments has become an increasingly studied topic for these materials, such as immersion in water, conditioning under high relative humidity, low and high temperatures, thermal and humid cycles, as well as the combination of these effects. Understanding the effects of environment condition on material behavior is essential to evaluate its performance and ensure the necessary safety for structural design. In order to better understand the influence of environmental conditions on the properties of GFRPs, the effects of temperature and humidity, as well as the combined action of these two effects, on their physical, chemical, thermal, and mechanical properties were studied. Important aspects that influence the material s behavior were considered, such as the resin used, the degree of curing, and the chemical and physical characteristics of the material. Experimental tests were conducted under four environmental conditions: (i) exposure to moderate/high temperatures (70 degrees C to 330 degrees C), (ii) immersion in deionized water (25 degrees C, 55 degrees C, and 70 degrees C), (iii) exposure to salt spray in hygrothermal aging chambers (35 degrees C, 55 degrees C, and 70 degrees C), and (iv) exposure to real outdoor environment. In addition, theoretical models were applied to evaluate the results. It was observed that temperature, conditioning time, and moisture are predominant factors in material behavior. Additionally, a important issue for the study of pultruded composites lies in understanding the interlaminar properties of the material. In this context, interlaminar fracture, associated with longitudinal cracks between the layers of the material, is one of the main causes of failure in pultruded composites. Consequently, mode II fracture analysis, which evaluates the mechanism of crack propagation in the interlaminar plane, has been gaining ground in the study of composite materials. Mode II fracture analysis is not trivial or standardized for pultruded GFRP composites, so few data and effective conclusions have been obtained in this regard so far. In order to fill this gap, an extensive experimental investigation was carried out, culminating in the proposal of a new methodology for evaluating mode II fracture in pultruded GFRPs.