No trabalho estuda-se o crescimento de trincas em carga monotônica e cíclica nos casos de materiais quase-frágeis, introduzindo uma lei de dano cíclico. Revisam-se conceitos sobre modelos coesivos, leis de carga-descarga, leis de evolução de dano e efeito de escala. É seguido o modelo coesivo irreversível proposto por Wang e Siegmund (2006). Em particular se dá ênfase aos efeitos de escala não estatísticos. O modelo de zona coesiva irreversível apresenta uma formulação de dano e considera carregamento em fadiga. Quando o tamanho estrutural é reduzido (ou as trinca se extendem), a fratura por fadiga não mais ocorre por propagação de trinca, mas sim por uma decoesão uniforme. O objetivo desde trabalho é implementar este modelo e verificar sua potencialidade na captura de efeitos de escala, comparando com experimentos e dados disponíveis na literatura. / At present work is intended to study crack growth in cyclic and monotonic loading in the case of quasi-brittle materials, introducing a damage mechanism, is reviewed concepts of cohesive models, loading-unloading laws, damage evolution laws and effect of scale. The irreversible cohesive zone model proposed by Wang e Siegmund (2006) is followed. In particular emphasizes in the not statistical size effects. The irreversible cohesive zone model, presents a damage formulation and considers fatigue loading. It is demonstrated in this study that, when the structure size is reduced (or extend cracks), the fatigue fracture no longer occurs by crack propagation, then occurs by uniform decohesion . The objetive of this work is implementing this model and verify its capability to capture the scale effect compared with experiments and data available in literature.

Esse trabalho teve como objetivo analisar a influência da temperatura de revenimento na tenacidade à fratura dinâmica e na tenacidade à fratura assistida pelo ambiente de um aço inoxidável martensítico AISI 420. Para realização do tratamento térmico de revenimento as temperaturas de 380 e 540ºC foram selecionadas, sendo que esta última situa-se dentro da faixa de fragilização ao revenido desse material. Todos os ensaios reproduzidos neste trabalho foram realizados à temperatura ambiente utilizando corpos de prova da mecânica da fratura do tipo SE(B). As análises dos resultados obtidos mostraram uma grande susceptibilidade desse aço à fragilização ao revenido, inclusive com a mudança dos micromecanismos de fratura envolvidos no processo de falha, quando exposto ao ambiente de água do mar sintética sob proteção catódica de - 1100mVECS e a condições dinâmicas de carregamento, onde observou-se, respectivamente, uma redução na ordem de 60% e 30% do valor de tenacidade à fratura do material. / This study aimed to analyze the influence of tempering temperature on dynamic toughness and environment toughness of a stainless steel AISI 420. To carry out this study the tempering temperatures of 380 and 540ºC were selected, with the last one being within the range of the embrittlement of this material. All tests reproduced in this work were performed at room temperature on specimens of the mechanical fracture SE (B). The analysis of the obtained results showed a great susceptibility of this steel to the tempering embrittlement, with the change of fracture micromechanisms involved in the failure process, when exposed to the environment of synthetic sea water under cathodic protection of -1100mVECS and to dynamic conditions of loading, where a reduction in the order of 60% and 30% of the fracture toughness value of the material was observed, respectively.

O aparecimento e a propagação de fissuras nos elementos estruturais de uma ponte de aço podem ser resultantes de flutuações de carregamento. Os elementos soldados são suscetíveis ao aparecimento de descontinuidades internas localizadas nas soldas e são bem sensíveis às variações de tensões. A consideração da redistribuição dos esforços entre os elementos da estrutura têm importância relevante no planejamento do custo de recuperação. Desenvolve-se um modelo de análise em vigas de pontes de aço para simulação de abertura de fissuras ocasionadas por carregamento cíclico. Esse modelo considera duas alternativas possíveis para governar a propagação da fissura. A fase inicial é baseada na formulação da mecânica da fratura linear elástica a qual é geralmente utilizada na análise de fissuras devido à fadiga em estruturas de aço. O modelo é expandido para consideração dos conceitos de mecânica da fratura elasto-plástico. Durante inspeções de pontes de aço é possível aplicar uma técnica não destrutiva na determinação de variações de freqüências naturais e com esse artifício auxiliar na localização e verificação da amplitude de fissuras. A diminuição da rigidez do elemento estrutural é obtida através de uma técnica inversa. São desenvolvidos algoritmos correspondentes aos modelos simplificados para implementação em microcomputadores, sendo os resultados numéricos obtidos, comparados com as soluções calculadas através de um código de cálculo largamente utilizado em análises numéricas. / Crack formation and growth in steel bridge structural elements may be due to loading oscillalions. The welded elements are liable to internal discontinuities along welded joints and sensible to stress variations. The effort redistribution among the structural elements are very important to evaluate repairing costs. In this work a steel bridge beam model has been proposed to simulate crack openings due to cyclic loads. Two possibilities have been considered to model crack propagation. The initial phase is based on the linear fracture mechanics which is often adopted to analyse fracture formation in steel structure due to fatigue. The model is extended to incorporate elastoplastic fracture mechanic concepts. For steel bridge inspections, it is possible to adopt a non destructive technique to quantify the structure eigenvalue variation that will be used to help the localisation and size evaluation of the grown fracture. The structural element stiffness reduction is obtained by inverse analysis. The corresponding numerical algorithms to be implemented in microcomputers are proposed for those simplified models. Numerical results obtained by applying those developed codes are compared with the solutions achieved by using other well known computer software.

Avaliou-se a resistência à fratura de dentes pré-molares superiores que receberam diferentes preparos cavitários (classe II-MOD) e restaurações diretas e indiretas de resina composta e restaurações indiretas de porcelana. Cinqüenta e seis dentes recém extraídos, hígidos, foram selecionados e divididos em 7 grupos: Grupo 1- hígidos, controle, não recebeu qualquer tratamento; Grupo 2- preparo cavitário com broca carbide n.º 245, produzindo cavidades retentivas, com ângulos internos arredondados, profundidade de 2 mm, abertura de istmo de metade da distância intercuspídea, caixa proximal com parede axial de 2 mm de extensão e 1,5 mm de profundidade, abertura de metade da dimensão vestíbulo-lingual, não sendo restaurado; Grupo 3 - recebeu somente preparo cavitário com ponta diamantada n.º 2136, produzindo cavidades com paredes divergentes para oclusal, ângulos internos arredondados, com as mesmas dimensões do preparo anterior, não sendo restaurado; Grupo 4 - recebeu o mesmo preparo que o grupo 2 e restaurou-se com resina composta aplicada na forma direta (Single Bond - 3M/ Z-250 – 3M); Grupo 5 - recebeu o mesmo preparo do grupo 3 e restaurou-se com resina indireta (Single Bond 3M/ Rely X- 3M/ Artglass-Kulzer); Grupo 6 - recebeu o mesmo preparo que o grupo 3, sendo restaurado com resina composta indireta (Single Bond 3M/ Rely X- 3M/ Targis- Ivoclar); Grupo 7 - mesmo preparo que o grupo 3, restaurado com restaurações indiretas de porcelana (Single Bond 3M; Rely X- 3M/ IPS Empress - Ivoclar). Submeteu-se os corpos de prova a testes de compressão axial, com um cilindro de aço (8 mm de diâmetro), acoplado a uma máquina de ensaios universal (Kratos), a uma velocidade de 0,5 mm/min, até que houvesse fratura de cúspide. Os valores obtidos foram os seguintes (em kgf): Grupo 1- 193,93 ± 24,46; Grupo 2- 108,56 ± 21,39; Grupo 3- 95,43 ± 17,73; Grupo 4- 147,65 ± 32,63; Grupo 5- 184,15 ± 56,49; Grupo 6- 183,81 ± 31,95; Grupo 7- 181,12 ± 40,49. Observou-se que os preparos cavitários reduziram significantemente a resistência dos dentes; não houve diferença significante na resistência dos dentes quando se comparou os diferentes tipos de preparo cavitário; os materiais restauradores contribuíram para que esses valores aumentassem, não se observando diferença estatística entre os grupos 4, 5, 6 e 7 e o grupo controle; houve um aumento significante na resistência quando se comparou os grupos 5, 6 e 7 (restaurações indiretas) em relação ao grupo 3 (preparado e não restaurado), o mesmo não sendo observado com o grupo 4 (restauração direta) em relação ao grupo 2 (preparado e não restaurado). / The purpose of this study was to evaluate the fracture resistance of teeth restored with direct and indirect restorations of composite resin and restored with indirect ceramic restorations. Fifty-six maxillary premolar teeth were selected and divided at random into seven groups; Group 1 (control): intact teeth; Group 2: MOD cavity preparations, ½ intercuspal distance, with rounded internal angles, convergent walls, unrestored; Group 3: MOD cavity preparations, ½ intercuspal distance, divergent walls; Group 4: same preparation as group 2, restored with direct composite resin (Single Bond/ Filtek Z250); Group 5: same as group 3, restored with indirect composite resin (Artglass-Kulzer/Single Bond/ Rely X); Group 6: same as group 3, restored with indirect composite resin (Targis-Ivoclar/ Single Bond/ Rely X); Group 7: same as group 3, restored with indirect ceramic restoration (IPS Empress – Ivoclar/ Single Bond/Rely X). The specimens were subject to a compressive axial load in a Universal testing machine at 0.5 mm/min by means of a steel bar (8 mm in diameter). The mean fracture strength obtained was (kgf): Group 1: 193,93 ± 24,46; Group 2: 108,56 ± 21,39 ; Group 3: 95,43 ± 17,73; Group 4: 147,65 ± 32,63; Group 5: 184,15 ± 56,49; Group 6: 183,81 ± 31,95; Group 7: 181,12 ± 40,49. There were no significant (p< 0.05) differences between intact teeth and teeth restored with indirect restorations. These results suggest that prepared teeth were significantly weaker than control group; teeth restored with direct and indirect composite resins were significantly more resistance to fracture than were similarly prepared but unrestored teeth. Restoring teeth with direct composite restoration increased the fracture resistance in relation to the control group, but was unable to strengthen them compared with unrestored teeth. These results showed that a bonded indirect restoration could be an ideal option for restoring teeth weakened by wide cavity preparation.

O objetivo deste estudo foi comparar à resistência à fratura de três técnicas de colagem usadas para restaurar dentes fraturados hígidos e com tratamento endodôntico associado ou não a colocação de pino de fibra de vidro. Noventa incisivos humanos foram aleatoriamente divididos em três grupos de 30 dentes cada. No grupo A, os dentes não foram tratados endodonticamente, enquanto os dentes dos grupos B e C foram submetidos ao tratamento endodôntico, seguido de restauração da câmara pulpar com resina composta. Todos os dentes foram fraturados por uma carga axial aplicada na superfície vestibular para obter fragmentos dentais. Os dentes de cada grupo foram novamente subdivididos em três subgrupos: colagem simples [CS], chanfro vestibular [CV] e chanfro circunferencial [CC]). Antes da colagem dos fragmentos, pinos de fibra de vidro foram colocados nos dentes do grupo C. Todos os fragmentos dos dentes (grupos A, B e C) foram colados utilizando um cimento de dupla ativação (Duo- Link, Bisco Inc). No grupo CS, nenhum preparo adicional foi realizado após colagem, porém no restante dos dentes realizou-se uma canaleta vestibular (grupo CV) ou uma canaleta circunferencial ao redor da linha de colagem (CC) com aproximadamente 1,0 mm de profundidade. As canaletas foram restauradas com resina composta microhíbrida. Por fim, os espécimes foram submetidos a mesma carga axial no mesmo ponto pré-determinado. A resistência à fratura após o procedimento restaurador foi expressa em porcentagem de resistência do dente íntegro. Os dados foram submetidos a uma análise de variância de dois fatores (Grupo vs. Técnica de colagem) e teste de Tukey (?=0,05). Somente o fator principal Técnica de colagem foi estatisticamente significante (p<0,05). Nenhuma das técnicas de colagem empregadas conseguiu restabelecer a resistência à fratura do dente hígido. A confecção de uma canaleta vestibular e circunferencial proporcionaram uma recuperação de resistência similar (p>0,05) entre si e superior ao alcançado pela técnica de colagem simples (p<0,05). Concluiu-se que o uso de pino de fibra de vidro não é essencial para reforço da estrutura dental antes da colagem de fragmentos de dentes tratados endodonticamente. As técnicas de chanfro vestibular e chanfro circunferencial devem ser preferidas ao se realizar a colagem de fragmentos devido a maior recuperação da resistência do dente hígido em relação a técnica de colagem simples. / The aim of this study was to compare the fracture strength of three techniques used to reattach tooth fragments in sound and endodontically-treated fractured teeth either associated or not with fiber post placement. Ninety human lower incisors were randomly divided into three groups of 30 teeth each. In group A teeth were not subjected to endodontic treatment; while teeth from groups B and C were endodontically treated and the pulp chamber restored with a composite resin. All teeth were fractured by an axial load applied to the buccal area in order to obtain tooth fragments. Teeth from each group were divided again into three subgroups: bonded only [BO], buccal chamfer [BC] and circumferential chamfer [CC]). Before the re-attachment procedures, fiber posts were placed in teeth from group C. All teeth (groups A, B and C) had the fragments re-attached using a dual cure resin luting cement (Duo-Link, Bisco Inc., Itasca, IL). In the BO group, no additional preparation was made. Teeth from groups BC and CC groups had a 1.0 mm-depth chamfer placed in the fracture line either on buccal surface [group BC] or along the buccal and lingual surfaces [group CC]. Increments of microhybid composite resin were used in subgroups BC and CC to restore the chamfer. The specimens were loaded until fracture in the same pre-determined area. The force required to detach each fragment was recorded and a percentage of fracture strength recovery calculated for each tooth. The data was subjected to a two-way analysis of variance (Group vs. Re-attachment technique) and Tukey\'s test (?=0.05). Only the main factor Re-attachment technique was statistically significant (p<0.05). None of the techniques used for teeth re-attachment restored the fracture strength of the intact teeth. The placement of buccal and circumferential chamfer yielded statistically similar (p>0.05) fracture strength recovery, which was superior to the bonded only technique (p<0.05). The use of fiber post is not mandatory for the reinforcement of the tooth structure before reattachment of fragments in endodontically-treated teeth. When bonding a fractured fragment, the buccal or circumferential re-attachment techniques should be preferable in comparison with the simple re-attachment without any additional preparation.

Visando contribuir com o desenvolvimento de uma metodologia adequada ao Brasil para deposição de fontes seladas fora de uso, o presente estudo avaliou cenários de migração de radionuclídeos para fora de um repositório profundo tipo poço tubular. Considerou-se uma fratura anelar como caminho preferencial de fluxo da água subterrânea, que futuramente adentrará os poços, entrando em contato direto com as fontes. No futuro, fenômenos naturais e ação antrópica poderiam levar à degradação dos materiais que formam as barreiras artificiais do repositório e formar uma via preferencial de transporte e migração dos radioisótopos depositados. Haveria intrusão de água subterrânea e contato com as fontes seladas, corrosão e transporte dos radioisótopos para o ambiente acessível ao homem. A modelagem de transporte considerou percolação de água subterrânea numa fratura causada pelo descolamento entre o tubo de aço e a pasta de cimento, que separa o repositório do meio geológico. Foram simulados cenários de migração e o estudo poderá ser aproveitado na escolha de sítio e de novas técnicas para selagem. Diferentes gradientes hidráulicos e espessuras de fratura, entre outros parâmetros, influirão diretamente no fluxo pela fratura postulada que resultarão em diferentes tempos de trânsito até a biosfera. / The present study models radionuclide migration scenarios out of a deep borehole for disposal of disused sealed radioactive sources (DSRS). The aim is to contribute to the development of methodologies for the safety assessment of the repository. It is assumed that, in the future, anthropogenic and natural phenomena could impair the capacity of the engineered barriers to prevent the radionuclides from spreading to the accessible environment. Groundwater intrudes into the repository, corrodes the sealed sources and transports the radioisotopes to the biosphere. The model considers percolation of groundwater through an annular fracture caused by a detachment between the borehole steel casing and the cement backfill. A range of values of hydraulic gradients, fracture apertures, radionuclide sorption capacity in the cement backfill were considered in calculating flow and radionuclide transport through the postulated fracture. The present study shows, by comparing different scenarios, the variation of hydraulic gradients associated with different apertures of the fracture, exposing, through charts, the radionuclides transit times. The results of the study may be used in safety assessments and for selecting sites and materials for a 400 m deep borehole repository, for the present Brazilian inventory of DSRS.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2018. / Este trabalho avaliou as condições de propagação de trincas que emanam de entalhes. Nesse sentido, foram considerados para análise os formatos de entalhe em V, entalhe em U e uma placa com furo central, com raios de concordância variando entre 0,12 a 4 mm. Uma rotina de simulação numérica de elementos finitos capaz de calcular o fator de intensidade de tensão foi desenvolvida. Para análise da propagação ou parada do crescimento da trinca, as condições para cálculo de foram extraídas de importantes artigos utilizados como referências: Du Quesnay (1986), Susmel e Taylor (2007) e Tanaka (1983). Para determinar o tamanho característico da trinca, foi utilizado o método da teoria da distância crítica (especificamente, o método do ponto). Após obter numericamente o valor de , comparou-se com o limiar de propagação do material ℎ, e se observou a propagação da trinca em 33% dos entalhes com raios maiores, dos quais 17% ficaram na iminência de propagação. No entanto, para os raios menores, as trincas não se propagaram. O método do ponto mostrou-se conservador e as condições impostas para cálculo de foram 60% menores em comparação ao valor de ℎ. / This work evaluated the propagation conditions of a crack emanating from notches. In this perspective, were considered for analysis the V and U notch formats and a central hole plate with concordance radius from 0.12 to 4 mm. A numerical simulation routine of finite elements capable to calculate the stress intensity factor KI was developed. The circumstances of propagation or stop of the crack growth were analyzed and the conditions for calculating KI were extracted from important references articles: Du Quesnay (1986), Susmel and Taylor (2007) and Tanaka (1983). The theory of critical distances (specifically the point method) was used in order to determine the characteristic size of the crack. After the numerically obtaining of the KI value we compared the material propagation threshold Kth, the crack propagation was observed in 33% of the larger radius notches, of which 17% will be in the imminence of propagation. Conversely, for the smaller radius, the cracks did not spread. The point method was shown to be conservative and the conditions imposed for KI calculation were 60% lower compared to the value of Kth.

Desenvolvem-se a formulação do Método dos Elementos de Contorno e correspondente algoritmo (para implementação em microcomputador) para a análise de propagação de fraturas em domínios bidimensionais. São utilizados elementos lineares isoparamétricos, tanto para discretizar o contorno quanto para simular a fratura. Os elementos de fratura são descontínuos. A formulação é baseada em equações integrais de tensões e de deslocamentos, onde o termo que considera tensões iniciais concentradas na linha de fratura é formulado a partir da definição de dipolos. O critério adotado é o modelo de fratura coesiva. Os termos singulares e hiper-singulares da formulação são tratados analiticamente e os termos quase-singulares são calculados através de um esquema numérico baseado na utilização de sub-elementos. Os valores dos dipolos são estimados ponto a ponto. Ao longo das fraturas, o valor máximo da tensão normal de tração permite definir novos elementos. As tensões de cisalhamento são removidas para manter a direção principal durante o processo. / The Boundary Element Method formulation and corresponding algorithrn (for microcomputer implementation) are developed for crack growth analysis in two-dimensional domains. Linear isoparametric elements are used to discretize both boundary and crack path. Fracture elements are assumed to be discontinuous. The formulation is based on stress and displacement integral equations, where the term that takes into account initial stresses concentrated along fracture line is formulated from dipoles definition. The coesive fracture rnodel is the criterium adopted. Singular and hipersingular formulation terms are anallitically treated and quasi-singular terms are computed by a numerical scheme based on element subdivision. Dipole values are estirnated point by point. Along fractures, the maximum normal tensile strenght is used to define new elements. Shear stresses are also removed to maintain the principal direction during the process.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2220_1.pdf: 5350178 bytes, checksum: d4a4325cd53be7393326f220a55b3d33 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Universidade Federal de Pernambuco / A influência de rotas termomecânicas na microestrutura e propriedades mecânicas do aço API 5L X70 foi estudada neste trabalho. Foram propostas 5 rotas onde todas iniciaram com aquecimento até 950°C, sendo mantidas por 15 minutos para completa austenitização, em cujas trajetórias envolviam: resfriamento em substrato metálico, resfriamento em água, deformação e banhos de chumbo. O material utilizado neste trabalho foi retirado de um tubo de aço API 5L X70 com espessura de 10,8 mm e diâmetro nominal de 20 para confecção dos corpos de prova a serem utilizados nos experimentos. Um conjunto de corpos de prova, depois de austenitizados, foram resfriados num substrato metálico a temperatura ambiente, outro resfriados em água a temperatura ambiente, outro laminados, sofrendo um redução de 15% na espessura, e em seguida resfriados em água a temperatura ambiente. Outro conjunto de corpos de prova foram laminados, reduzindo 15% na espessura, colocados em banhos de chumbo nas temperaturas de 450 e 550°C durante 15 segundos para decomposição isotérmica e, depois de tratados, sendo em seguida resfriados em água a temperatura ambiente. Amostras foram retiradas dos corpos de prova para metalografia e análise da microestrutura via microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Corpos de prova de tração e impacto Charpy foram confeccionados para realização dos ensaios mecânicos. O ensaio Charpy foi realizado em corpos de prova a 0°C e a temperatura ambiente (20°C). As fraturas geradas nos ensaios de tração e impacto Charpy foram analisadas por MEV. Na análise por MO das microestruturas produzidas, conseguiu-se visualizar apenas a presença de grãos ferríticos, todavia na análise por MEV detectou-se a formação de ferrita poligonal, ferrita acicular, ferrita granular, possíveis pontos de constituinte M/A e a presença de austenita retida. Os resultados de tração revelaram melhorias no limite de escoamento e ductilidade em relação ao material como recebido. Convém destacar as propriedades de tração alcançadas pelos corpos de prova austenitizados, laminados e resfriados em água, cuja microestrutura é composta principalmente de ferrita granular e ferrita acicular. Esta microestrutura proporcionou os melhores resultados de limite de escoamento e limite de resistência, onde foram verificados aumentos de 36,05 e 4,85% respectivamente, em relação ao material como recebido e assim, alcançando um valor de limite de resistência próximo àquele exigido ao aço API 5L X90. Além disso, esta rota produziu melhorias na energia absorvida no ensaio Charpy e, desta forma, propriedades otimizadas de resistência mecânica e tenacidade a fratura. Todas as rotas proporcionaram melhores valores de energia absorvida em relação ao material como recebido, exceto nos corpos de prova laminados e submetidos a banho de chumbo a 550°C. A análise de todas as fraturas revelou um mecanismo do tipo dúctil, com extensiva formação de alvéolos

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.