Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-04-11T20:54:52Z No. of bitstreams: 1 RaphaelSiqueiraFontes_TESE.pdf: 14059657 bytes, checksum: 1966f333453864809a63de0421cb1e86 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-04-16T23:33:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RaphaelSiqueiraFontes_TESE.pdf: 14059657 bytes, checksum: 1966f333453864809a63de0421cb1e86 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T23:33:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaphaelSiqueiraFontes_TESE.pdf: 14059657 bytes, checksum: 1966f333453864809a63de0421cb1e86 (MD5) Previous issue date: 2017-12-14 / A proposta desta Tese de Doutorado é determinar a influência na resposta mecânica de laminados compósitos à base de tecidos multiaxiais acoplados de fibras de vidro-E e matriz epóxi éster vinílica, quando em presença de descontinuidade geométrica, aqui caracterizada por um furo circular. Nesse estudo do fenômeno da concentração de tensão é dado ênfase ao comportamento da deformação na vizinhança do furo, tendo em vista a característica do tecido de reforço ter suas camadas básicas acopladas através de fios de costura, tornando-os mais compactos em sua capacidade de suporte de carga. Esse estudo é desenvolvido a partir da medição das deformações na vizinhança do furo, utilizando a técnica de medição por Extensometria, frente aos ensaios de tração uniaxial. Por fim, serão apresentados os resultados em termos quantitativos sobre o efeito da presença da descontinuidade geométrica, mediante os cálculos da Resistência Residual (RS), do Módulo Residual (RM) e dos Fatores de Concentração de Tensão (K, calculados a partir de variados métodos analíticos), além da determinação das distribuições das deformações (obtidas das leituras dos extensômetros) na vizinhança do furo nos laminados em estudo, nas orientações 0°, 90° e 45° dos CPs. Essas distribuições são validadas utilizando a solução analítica proposta por Lekhnitskii (1968) e Konish e Whitney (1975), amplamente utilizada para materiais compósitos ortotrópicos. Ao ser efetuada a comparação entre os valores medidos experimentalmente e as distribuições analíticas das deformações, observou-se pouca interferência dos valores de K adotados para a obtenção das curvas analíticas, resultando numa concordância entre os valores obtidos pelos extensômetros e o modelo analítico. / The proposal of this Doctoral Thesis is to determine the influence on the mechanical response of composite laminates based on E-glass multiaxial Non-Crimp Fabrics and epoxy vinyl ester matrix, with the presence of geometric discontinuity, here characterized by a circular hole. In this study of the stress concentration phenomenon, emphasis is given to the strain behavior in the vicinity of the hole, since the reinforcing fabric characteristic, whose basic layers are coupled by stitching, making them more compact in their load support capacity. This study is developed from the strain measurement in the vicinity of the hole, using the technique of measurement by strain gages, during uniaxial tensile tests. Finally, the effect of the presence of the geometric discontinuity will be presented in quantitative terms, by means of the Residual Strength (RS), Residual Modulus (RM) and the Stress Concentration Factors (K, obtained by different analytical methods), in addition to the determination of strain distributions (obtained from strain gage measurements) in the vicinity of the hole in the laminates under study, in 0°, 90° and 45° orientations of the specimens. These distributions are validated using the analytical solution proposed by Lekhnitskii (1968) and Konish and Whitney (1975), widely used for orthotropic composite materials. When comparing the experimentally measured values with the analytical distributions of the strains, was observed little interference of the K values adopted to obtain the analytical curves, resulting in an agreement between the values obtained by the strain gages and the analytical model.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-25T13:18:17Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ LIRA BRAGA NETO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 3214305 bytes, checksum: ec9752a773a381a36000f3a5daa3933a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T13:18:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ LIRA BRAGA NETO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 3214305 bytes, checksum: ec9752a773a381a36000f3a5daa3933a (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / Capes / Com o avanço tecnológico as propriedades exigidas aos materiais. Os materiais compósitos, que têm uma ampla aplicação nos mais variados setores. Por outro lado, o desempenho dos compósitos é fortemente dependentes da interface matriz-fibra e consequentemente da distribuição e orientação das fibras. A Mecânica da Fratura é o campo da Mecânica que utiliza métodos analíticos e experimentais para descrever o comportamento de sólidos e estruturas com descontinuidades geométricas frente a solicitações mecânicas. Este trabalho tem por objetivo de analisar e avaliar as propriedades mecânicas em compósitos de fibra de vidro e resina poliéster com descontinuidades geométricas (furo central e com variação da distância entre os furos). A caracterização desses materiais foi realizada através de ensaios de tração uniaxial e tenacidade à fratura. Dessa forma, foram observados os valores da tensão máxima de ruptura para os laminados sem furo, com furo central e furos com variação do espaçamento entre os furos, bem como a característica final da fratura. Para a avaliação da possível influência da presença dos furos centrais e a variação da distância entre os furos, a resistência mecânica foi determinada para cada caso. Verificou-se também que o fator de concentração de tensão, como era de se esperar, variou com a distância entre os furos nos compósitos estudados. Os resultados obtidos comprovam que a presença da descontinuidade geométrica tem efeito danoso nas propriedades mecânicas do material, principalmente quando aumentou o diâmetro do furo central de 6 mm para 12 mm de diâmetro. Quanto ao comportamento à fratura dos compósitos estudados, verificou-se uma fratura final do tipo LGM (Lateral e no Meio do Galgo) para os furos centrais de 6 e 12 mm e com a variação da distância entre os furos de 12 e 48 mm de distância, já para a variação da distância entre os furos de 6,2 mm de distância foi AGM (Angular e no Meio do Galgo). No ensaio de tenacidade à fratura as condições exigidas não foram satisfeitas, portanto os fatores de intensidade de tensão KQ (críticos) determinados não podem ser considerados valores de KIC. Portanto, são dependentes da geometria dos corpos de prova usados. / With technological advancement the properties required of conventional materials have changed leading to the appearance of materials capable of meeting the desired requirements of new technologies. One is composite materials, which have a wide application in various sectors. On the other hand, the performance of the composite is strongly dependent on the matrix-fiber interface and hence the distribution and orientation of fibers. The Fracture Mechanics is the field of mechanics that uses analytical and experimental methods to describe the behavior of solids and structures with geometrical discontinuities in against mechanical stress. This field appears as a solid foundation for analyzing the behavior of the morphology of composites. This paper analyzes and evaluate the mechanical properties of composite of glass and polyester resin with geometrical discontinuities in (center hole and change of distance between the holes). The characterization was carried out by uniaxial tensile tests and fracture toughness. Thus they observed values of maximum stress at break for the laminates without holes, with a central hole and holes with varying spacing between the holes and the final characteristic of the fracture. To evaluate the possible influence of the presence of the central holes and the variation of the distance between the holes, the mechanical strength was determined for each case. There was also the factor of stress concentration, as was to be expected, it varies with the distance between the holes in the studied composites. The results obtained show that the presence of geometric discontinuity has harmful effect on the mechanical properties of the material, especially when the increased diameter of the central hole of 6 mm to 12 mm in diameter. The behavior to fracture of the studied composites, presented the final fracture of the LGM type (Side and Middle Greyhound) for central holes 6 and 12 mm and with the change of distance between holes 12 and 48 mm away, as for the change of distance between the holes of 6.2 mm away was AGM (Angle and Half Greyhound). The fracture toughness of the bulk composite, for two different thicknesses of plates (8 and 10 mm nominal values), was not satisfactory service for predicting the fracture of composites containing the concentrators strain studied.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaphaelSF_DISSERT.pdf: 3572126 bytes, checksum: c44c0bf716695541147f2e019fde49de (MD5) Previous issue date: 2013-04-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The growing demand in the use of hybrid composite materials makes it essential a better understanding of their behavior face of various design conditions, such as the presence of geometric discontinuities in the cross section of structural elements. This way, the purpose of this dissertation is a study of the mechanical response (strength and stiffness), modes (characteristics) of fracture and Residual Strength of an hybrid polymeric composite with and without a geometric discontinuity in its longitudinal section (with a reduction in the cross section) loaded by uniaxial tension. This geometric discontinuity is characterized by central holes of different diameters. The hybrid composite was fabricated as laminate (plate) and consisting of ortho-tereftalic polyester matrix reinforced by 04 outer layers of Jute fibers bidirectional fabrics and 01 central layer of E-glass bidirectional fabric. The laminate was industrially manufactured (Tecniplas Nordeste Ind?stria e Com?rcio Ltda.), obtained by the hand lay-up technique. Initially, a study of the volumetric density of the laminate was made in order to verify its use in lightweight structures. Also were performed comparative studies on the mechanical properties and fracture modes under the conditions of the specimens without the central hole and with the different holes. For evaluating the possible influence of the holes in the structural stability of the laminate, the Residual Strength of the composite was determined for each case of variation in hole diameter. As a complementary study, analyses of the macroscopic final fracture characteristic of the laminates were developed. The presence of the central hole of any sizes, negatively changed the ultimate tensile strength. Regarding the elastic modulus, moreover, the difference found between the specimens was within the range of tests displacement, showing the laminate stability related to the stiffness / A crescente demanda na utiliza??o dos materiais comp?sitos h?bridos torna imprescind?vel uma melhor compreens?o do seu comportamento frente ?s mais diversas condi??es de projeto, como a presen?a de descontinuidades geom?tricas nos elementos estruturais. Nesse sentido, a proposta desta disserta??o ? um estudo envolvendo a resposta mec?nica (resist?ncia e rigidez), os modos (caracter?sticas) da fratura e Resist?ncia Residual de um laminado comp?sito h?brido de matriz polim?rica com e sem presen?a de descontinuidade geom?trica em sua se??o longitudinal (com redu??o da se??o transversal), sob a a??o de tra??o uniaxial. Essa descontinuidade geom?trica ? caracterizada por furos centrais de diferentes di?metros. O laminado comp?sito h?brido foi confeccionado na forma de placa e composto por matriz poli?ster orto-tereft?lica refor?ada por 04 camadas externas de tecidos bidirecionais de fibras de juta e 01 camada central de tecidos bidirecionais de fibras de vidro-E. O laminado foi fabricado industrialmente (Tecniplas Nordeste Ind?stria e Com?rcio Ltda.), obtido atrav?s do processo de lamina??o manual (hand lay-up). Inicialmente, foi feito um estudo da densidade volum?trica do laminado, de modo a comprovar sua aplica??o em estruturas leves. Foram realizados estudos comparativos entre as propriedades mec?nicas nas condi??es dos corpos de prova sem o furo e com os diferentes di?metros do furo. Para a avalia??o de poss?vel influ?ncia da presen?a dos furos centrais na estabilidade estrutural do laminado, a Resist?ncia Residual foi determinada para cada caso de varia??o do di?metro do furo. Como estudo complementar, an?lises macrosc?picas da caracter?stica de fratura final dos laminados foram desenvolvidas. A presen?a do furo central, independente do di?metro, influiu de forma danosa, principalmente na resist?ncia ?ltima ? tra??o. Quanto ao m?dulo de elasticidade, por outro lado, a diferen?a encontrada entre os corpos de prova apresentou-se dentro da faixa da dispers?o dos ensaios, mostrando estabilidade com rela??o ? rigidez do laminado