Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Resumo: Esta pesquisa visa o processamento de compósitos termorrígidos laminados multifuncionais, via moldagem por compressão a quente, constituídos por fibras de carbono, resina epóxi e mantas de poli(butadieno) (BR) produzidas via processo de eletrofiação. Estas mantas têm como função proporcionar maior tenacidade ao compósito obtido, aumentando sua tolerância ao dano e consequentemente, elevando sua aplicabilidade no setor aeroespacial. Para o desenvolvimento deste trabalho de pesquisa, primeiramente, foram produzidas mantas de poli(butadieno) por eletrofiação. Todas as condições de processamento foram avaliadas nesta etapa do projeto. Posteriormente, estas mantas foram utilizadas para a obtenção de diferentes compósitos com resina epóxi e fibra de carbono, utilizando-se oito distintas configurações, processados via moldagem por compressão a quente. A qualidade dos compósitos fabricados foi avaliada a partir de ensaios de digestão ácida, microscopia, análise dinâmico mecânica (DMA) e inspeção acústica por ultrassom. Com o intuito de se avaliar eventuais ganhos na tenacidade à fratura dos laminados, foram realizados ensaios de excitação por impulso e resistência ao impacto, o qual foi seguido pela técnica de ultrassom. Também foram realizados ensaios de End-Notched Flexure (ENF) pelo modo II de fratura (modo de deslizamento) e ensaios de cisalhamento interlaminar (ILSS) e após os respectivos ensaios, os compósitos também foram avaliados por microscopia. A partir da técnica de eletr... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This research aims the processing of multifunctional laminated thermosetting composites by hot compression molding, consisting of carbon fibers, epoxy resin and polybutadiene (BR) mats produced by electrospinning. These mats can provide greater toughness to the composite obtained, increasing its damage tolerance and consequently increasing its applicability in the aerospace field. For the development of this research, polybutadiene mats were produced by the electrospinning process. All processing conditions were evaluated at this stage of the project. Subsequently, these mats were used to obtain different epoxy resin/ carbon fiber composites with 8 distinct configurations, processed by hot compression molding process. The quality of the manufactured composites was evaluated using acid digestion tests, microscopy, dynamic mechanical analysis (DMA) and acustic inspection by ultrasound. After processing, in order to evaluate possible gains in fracture toughness, these laminates were submitted impulse excitation tests, impact resistance, and after tests the specimens were analyzed by ultrasound. Also, End-Notched Flexure (ENF) testes were performed using mode II fracture (sliding mode) and interlaminar shear tests (ILSS) and after the respective tests, the composites were also evaluated by microscopy. Using the electrospinning technique, it was possible to manufacture polybutadiene microfibers successfully, and use them to process laminated composites consisting of carbon fibers ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Resumo: Este trabalho de pesquisa consiste na obtenção e caracterizações térmica, mecânica, reológica e elétrica de compósitos multifuncionais obtidos a partir da utilização de fibras de carbono (FC), resina furfurílica (RF) e nanotubos de carbono (CNT) para aplicações aeroespaciais. O uso de uma bioresina como fonte alternativa ao petróleo em compósitos multifuncionais e a avaliação dos ganhos de propriedades na utilização de nanotubos de carbono (0, 1,3 e 2,5% em volume) associados a fibras contínuas de carbono (tecido plain weave) são os objetivos principais deste trabalho. O desenvolvimento deste trabalho de pesquisa estabelece os parâmetros de processo mais adequados para a obtenção de compósitos multifuncionais com propósitos estruturais, térmicos e/ou elétricos. Neste trabalho, os compósitos multifuncionais foram processados com a utilização de moldagem por compressão a quente, sendo esta uma das contribuições desta dissertação. Após processados, os laminados foram avaliados a partir de ensaios mecânicos (cisalhamento interlaminar por compression shear test (CST), impacto a baixas velocidades, DCB (Double Cantilever Beam test), ENF (End Notched Flexure) e fadiga); assim como, a partir de análises térmicas (DMA (Análise Dinâmico-Mecânica), DSC (Calorimetria Exploratória Diferencial), TGA (Análise Termogravimétrica) e TMA (Análise Termomecânica)), ensaios elétricos, análises morfológicas (MO (Microscopia Óptica), MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura) e ultrassom) e análises ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor