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Efeito do material da face nas propriedades mecânicas de painéis sanduíche para aplicação rodoviáriaGarbin, Daniel Fernando January 2017 (has links)
Painéis sanduíche são largamente utilizadas em diversas aplicações de engenharia e o estudo de suas propriedades é fundamental para a ampliação de sua utilização. Neste trabalho, foram estudados painéis sanduíche com núcleo de poliuretano e faces de fibra de vidro fabricados pelo processo de laminação contínua. Na primeira configuração, as faces do painel foram fabricadas com manta de fibra de vidro e resina poliéster, com 39% de teor de vidro em massa e espessura de 1,9 mm. Na segunda configuração, as faces do painel foram fabricadas com tecido de fibra de vidro e resina poliéster, com 54% de teor de vidro em massa e espessura de 1,2 mm. Realizou-se o cálculo das propriedades mecânicas de cada compósito no programa MECH-Gcomp. As propriedades do núcleo foram retiradas, inicialmente, da literatura. Então, foi possível realizar a avaliação dos painéis pelo método dos elementos finitos utilizando elementos sólidos, comparando o comportamento dos dois tipos de painéis em relação aos carregamentos de compressão de núcleo, de compressão longitudinal e de flexão. Foram realizados ensaios nas faces isoladas e também nos painéis sanduíche completos. Para as faces, os ensaios foram de teor mássico de fibra de vidro, tração, compressão e cisalhamento Iosipescu, conforme as normas ASTM D5630, D3039/D3039M, D6641/D6641M e D7078/D7078M, respectivamente. Já para os painéis sanduíche, foram realizados os ensaios de compressão de núcleo, compressão longitudinal (edgewise) e cisalhamento do núcleo utilizando flexão, conforme as normas ASTM C365/C365M, C364/C364M e C393/C393M, respectivamente. Após os ensaios, foram calibrados os modelos do MEF, permitindo que os mesmos possam calcular outras configurações similares de painel sanduíche. Foi utilizado o programa Autodesk Simulation Composite Design para realizar a validação do ensaio de cisalhamento do núcleo. Concluiu-se que a análise de elementos finitos foi confiável em representar de forma realista o comportamento dos painéis sanduíche e a redução na espessura das faces do painel pode ser compensada com o aumento da sua resistência mecânica e rigidez por meio do aumento no teor mássico de reforço e trabalhando com a orientação do mesmo. / Sandwich panels are widely used in a variety of engineering applications and the study of their properties is fundamental for the expansion of their use. In this work, we studied sandwich panels with polyurethane core and fiberglass faces manufactured by the continuous lamination process. In the first configuration, the panel faces were made of fiberglass and polyester resin, with 39% glass content by mass and 1.9 mm thickness. In the second configuration, the panel faces were fabricated from fiberglass fabric and polyester resin, with 54% glass content by mass and 1.2 mm thickness. The mechanical properties of each composite were calculated in the MECH-Gcomp software. The properties of the core were initially taken from the literature. Then, it was possible to evaluate the panels by the finite element method using solid elements, comparing the behavior of the two types of panels in relation to the core compression loads, edgewise compression and bending. Tests were performed on the faces and also on the complete sandwich panels. For the faces, the tests were fiberglass mass content, tensile, compression and Iosipescu shear, according to ASTM D5630, D3039/D3039M, D6641/D6641M and D7078/D7078M, respectively. For sandwich panels, core compression, edgewise compression and core shear using bending tests were performed according to ASTM C365/C365M, C364/C364M and C393/C393M, respectively. After the tests, the FEM models were calibrated, allowing them to calculate other similar sandwich panel configurations. It was used Autodesk Simulation Composite Design software to validate the core shear test. It was concluded that the analysis of finite elements was reliable in realistically representing the behavior of the sandwich panels and the reduction in the thickness of the panel faces can be compensated with the increase of its mechanical resistance and stiffness by increasing the mass content of reinforcement and working with the orientation of the same.
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Efeito do material da face nas propriedades mecânicas de painéis sanduíche para aplicação rodoviáriaGarbin, Daniel Fernando January 2017 (has links)
Painéis sanduíche são largamente utilizadas em diversas aplicações de engenharia e o estudo de suas propriedades é fundamental para a ampliação de sua utilização. Neste trabalho, foram estudados painéis sanduíche com núcleo de poliuretano e faces de fibra de vidro fabricados pelo processo de laminação contínua. Na primeira configuração, as faces do painel foram fabricadas com manta de fibra de vidro e resina poliéster, com 39% de teor de vidro em massa e espessura de 1,9 mm. Na segunda configuração, as faces do painel foram fabricadas com tecido de fibra de vidro e resina poliéster, com 54% de teor de vidro em massa e espessura de 1,2 mm. Realizou-se o cálculo das propriedades mecânicas de cada compósito no programa MECH-Gcomp. As propriedades do núcleo foram retiradas, inicialmente, da literatura. Então, foi possível realizar a avaliação dos painéis pelo método dos elementos finitos utilizando elementos sólidos, comparando o comportamento dos dois tipos de painéis em relação aos carregamentos de compressão de núcleo, de compressão longitudinal e de flexão. Foram realizados ensaios nas faces isoladas e também nos painéis sanduíche completos. Para as faces, os ensaios foram de teor mássico de fibra de vidro, tração, compressão e cisalhamento Iosipescu, conforme as normas ASTM D5630, D3039/D3039M, D6641/D6641M e D7078/D7078M, respectivamente. Já para os painéis sanduíche, foram realizados os ensaios de compressão de núcleo, compressão longitudinal (edgewise) e cisalhamento do núcleo utilizando flexão, conforme as normas ASTM C365/C365M, C364/C364M e C393/C393M, respectivamente. Após os ensaios, foram calibrados os modelos do MEF, permitindo que os mesmos possam calcular outras configurações similares de painel sanduíche. Foi utilizado o programa Autodesk Simulation Composite Design para realizar a validação do ensaio de cisalhamento do núcleo. Concluiu-se que a análise de elementos finitos foi confiável em representar de forma realista o comportamento dos painéis sanduíche e a redução na espessura das faces do painel pode ser compensada com o aumento da sua resistência mecânica e rigidez por meio do aumento no teor mássico de reforço e trabalhando com a orientação do mesmo. / Sandwich panels are widely used in a variety of engineering applications and the study of their properties is fundamental for the expansion of their use. In this work, we studied sandwich panels with polyurethane core and fiberglass faces manufactured by the continuous lamination process. In the first configuration, the panel faces were made of fiberglass and polyester resin, with 39% glass content by mass and 1.9 mm thickness. In the second configuration, the panel faces were fabricated from fiberglass fabric and polyester resin, with 54% glass content by mass and 1.2 mm thickness. The mechanical properties of each composite were calculated in the MECH-Gcomp software. The properties of the core were initially taken from the literature. Then, it was possible to evaluate the panels by the finite element method using solid elements, comparing the behavior of the two types of panels in relation to the core compression loads, edgewise compression and bending. Tests were performed on the faces and also on the complete sandwich panels. For the faces, the tests were fiberglass mass content, tensile, compression and Iosipescu shear, according to ASTM D5630, D3039/D3039M, D6641/D6641M and D7078/D7078M, respectively. For sandwich panels, core compression, edgewise compression and core shear using bending tests were performed according to ASTM C365/C365M, C364/C364M and C393/C393M, respectively. After the tests, the FEM models were calibrated, allowing them to calculate other similar sandwich panel configurations. It was used Autodesk Simulation Composite Design software to validate the core shear test. It was concluded that the analysis of finite elements was reliable in realistically representing the behavior of the sandwich panels and the reduction in the thickness of the panel faces can be compensated with the increase of its mechanical resistance and stiffness by increasing the mass content of reinforcement and working with the orientation of the same.
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Influência do material de reembasamento e do tipo de pino de fibra na distribuição de tensões e resistência à fratura em raízes bovinas / Development of a fiber reinforced material for post relining: evaluation of stress distribution, fracture resistance and modes of fracture of restored rootsKasuya, Amanda Vessoni Barbosa 07 February 2014 (has links)
Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2014-11-11T14:30:43Z
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Previous issue date: 2014-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aim of this study was to analyze the stress distribution and fracture resistance of
personalized posts made of an experimental composite, created by mixing short (3 mm) glass
fiber with methacrylate matrix and filler particles and also, to compare personalized post to
industrialized and anatomic ones. Four FEA models were created according to the restorative
techniques: (FG) teeth restored with industrialized fiber post; (FG+RC) teeth restored with
anatomic fiber post reline with resin; (FG+EXP) teeth restored with anatomic fiber post reline
with experimental composite; (EXP) teeth restored with personalized post made of
experimental composite. σvM and σmax criteria were determinated for stress assessment and
specific regions were quantitative analyzed (post/dentin interface, core/dentin interface and
post median longitudinal line for σvM, and buccal dentin and palatal dentin for σmax). Forty
bovine incisors were divided in the same four groups (N=10). After being post-restored
specimens were subjected to compressive-load (Intron 5965) at a 135-degree angle, applied
by a 6mm-sphere tip. Failure modes was determined as it follows: (F1) core fracture; (F2)
post fracture; (F3) root fracture; (F4) post/core/root set fracture. Stress mesurements and
fracture resistance data were submitted to one-way ANOVA, followed by Tukey honestly
significant difference test (α=.05). Failure mode were submitted to Kruskal Wallis (α=.05).
EXP group showed more homogeneous stress distribution. Significant differences were found
among the mean fracture resistance values (p=.000): FG+EXP(669.55±107.71)A;
FG(620.72±59.29)A; EXP(506.54±27.07)B; FG+RC(452.75±81.63)B. No differences were
found for failure mode (p=.595). The experimental composite significantly increases fracture
resistance when used to reline industrialized fiber posts, and irrespenctive of its use, presented
a lower σvM stress concentration in FEA models. / O objetivo deste estudo foi analisar a distribuição de tensões e resistência à fratura de
pinos experimentais criados pela mistura de fibra de vidro curtas (3mm) com uma matriz de
metacrilato e partículas de carga e comparará-los com pinos de fibra de vidro industrializados
e anatomizados. Quatro modelos elementos finitos (MEF) foram criados de acordo com as
técnicas restauradoras: (FG) dentes restaurados com pino de fibra industrializado; (FG+RC)
dentes restaurados com pino de fibra reembasados com resina ; (FG+EXP) dentes restaurados
com pino de fibra anatômico reembasados com compósito experimental; (EXP) dentes
restaurados com pinos personalizado feito com compósito experimental. Critérios de σvM e
σmax foram determinados para a avaliação da distribuição de tensões e análises quantitativas
foram feitas de regiões específicas (interface pino/dentina, interface núcleo/dentina, linha
média longitudinal do pino para Já para o critério de máxima principal, duas regiões de cada
modelos foram escolhidas para σvM; e dentina vestibular e dentina palatina para σmax).
Quarenta incisivos bovinos foram divididos nos mesmos quatro grupos (N=10). Após
restaurados com os pinos, os espécimes foram submetidos à carga de compressão em máquina
de ensaios universais (Instron 5965) em um ângulo de 135 graus e velocidade constante de
0,5mm/min, aplicado na região palatina dos núcleos por uma ponta esférica de 6 mm de
diâmetro. Os espécimes fraturados foram avaliados para determinar os padrões de fratura (F1-
fratura do núcleo de preenchimento; F2- fratura do pino; F3-fratura da raiz; F4- fratura do
conjunto pino/núcleo/raiz). Medições de tensão e dados de resistência à fratura foram
submetidos ao teste ANOVA one-way , seguido pelo teste de Tukey-HSD (α=0,05). Os
padrões de fratura foram submetidos ao teste de Kruskal Wallis (α=0,05). EXP demostrou
distribuição de tensões mais homogênea. Foram encontradas diferenças significativas entre os
valores médios de resistência da fratura (p=0,00): FG+EXP (669,55±107,71)A; FG
(620,72±59,29)A; EXP (506,54±27,07)B; FG+RC (452,75±81,63)B. Não foram encontradas
diferenças entre o padrão de fratura (p=0,595). O composto experimental aumentou
significativamente a resistência à fratura quando usado para reembasar pinos de fibra de vidro
industrializados, e independentemente da sua utilização, apresentou menor concentração de
tensões σvM.
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Estudo das propriedades mecânicas e análise da resistência à fratura de resina de metacrilato reforçada com fibra de vidro e partículas de carga utilizada para confecção de pinos intrarradiculares / Study of mechanical properties and analysis of fracture resistance of a methacrylate resin reinforced with fiberglass and filler particles used for making intracanal postsFavarão, Isabella Negro 06 February 2014 (has links)
Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-20T11:52:54Z
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Previous issue date: 2014-02-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aim of this study was to characterize the mechanical properties (Flexural strength, Diametral tensile strength, Knoop hardness, Young`s modulus, and Poisson's ratio) of a new experimental composite reinforced with glass fiber, and evaluate the fracture resistance and failure mode of bovine roots post-restored with a new experimental composite produce in direct or indirect (laboratory) mode and compare them with prefabricated fiber glass posts. Experimental composite specimens (22.5% resin, 30% 3mm-short silanized glass fibers, and 47.5% of filler particles) were prepared and tested
in a universal testing machine according to the particular methodology of each test, scanning electron microscopy analysis was performed on samples fractured in bending test. Thirty endodontically treated bovine roots were divided into 3 groups (n = 10): PFP: prefabricated fiber glass posts EXP-DIR: posts made of experimental material directly polymerised into the root canal EXP-IND: posts made of experimental material indirectly polymerised. Specimens were subjected to compression load (0.5 mm/min), maximum load recorded in Newton, and fracture ranked as the failure mode. Descriptive analyzes showed averages: 259.91 ± 26.01 MPa (Flexural strength); 31.05 ± 2.97 MPa (Diametral Tensile strength); 135.6 ± 24.8 KHN (Knoop Hardness), 5.6 ± 0.95 GPa (Young`s modulus), 0.34 ± 0.02 (Poisson's ratio). ANOVA and Tukey analyzes showed statistical difference for fracture resistance (p <0.05): PFP (620.72 ± 59.29)A, EXP-IND (506.54 ± 27.07)B, EXP-DIR (157.76 ± 32.34)C. The developed composite showed appropriate mechanical properties and feasibility for production of intracanal posts, however dependent on the method of production, being the indirect method the best. / O objetivo deste estudo foi caracterizar as propriedades mecânicas (Resistência à Flexão, Resistência à Tração Diametral, Dureza Knoop, Módulo de Elasticidade, e Coeficiente de Poisson) de um novo compósito experimental reforçado com fibra de vidro polimerizado de maneira convencional, e avaliar a resistência e padrão de fratura de raízes de incisivos bovinos restauradas com pinos confeccionados com o novo compósito experimental de maneira direta ou indireta (laboratorial) e compará-las com pinos de fibra de vidro pré-fabricados. Amostras do compósito experimental (22,5% de resina, 30% de fibra de vidro curta silanizada (3mm), e 47,5% de partículas de carga) foram confeccionadas e testadas em máquina de ensaio universal de acordo com a metodologia específica de cada teste; análise em Microscopia Eletrônica de Varredura foi realizada nas amostras fraturadas no teste de flexão. Trinta raízes bovinas tratadas endodonticamente foram distribuídas em 3 grupos (n=10): PFP: pino de fibra de vidro pré-fabricado; EXP-DIR: pino de fibra de vidro confeccionado com material experimental polimerizado de forma direta no canal radicular; EXP-IND: pino de fibra de vidro confeccionado com o material experimental polimerizado de forma indireta. Os espécimes foram submetidos à carga compressiva (0,5 mm/min), carga máxima registrada em Newton, e classificados quanto ao padrão de fratura. Análises descritivas demonstraram médias: 259,91±26,01 MPa (Resistência Flexural); 31,05±2,97 MPa (Tração Diametral); 135,6±24,8 KHN (Dureza Knoop); 5,6±0,95 GPa (Módulo de Elasticidade); 0,34±0,02 (Coeficiente de Poisson). Análises com ANOVA e Tukey demonstraram diferença estatística (p<0,05) para o teste de resistência à fratura: PFP (620,72±59,29)A, EXP-IND (506,54±27,07)B, EXP-DIR (157,76±32,34)C. O compósito experimental desenvolvido demonstrou propriedades mecânicas adequadas e viabilidade para à confecção de retentores intrarradiculares, entretanto dependente do método de confecção, sendo a confecção indireta o melhor método.
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Estudo comparativo entre materiais metálicos e compósitos poliméricos para aplicações mecânicas na indústria automobilisticaCampos, Luiz Gustavo Franco Pires de 31 March 2009 (has links)
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Previous issue date: 2009-03-31 / Aluminum and plastic composites used in the automotive industry is a reality and increases in new projects. Materials and components are responsible for the most part of vehicle costs and the materials mix is changing continually due to light-weight solutions to reduce vehicle costs and weight. Aluminum and plastics composites are responsible for these solutions. The literature information about materials micro-structures and properties are shown apart. This report presents a complete review on aluminum and aluminum alloy, zinc and zinc alloy, polyamide, fibers and plastic composites, focuses on micro-structure and properties comparison between aluminum alloy, zinc alloy and glass fiber reinforced polyamide. / O uso de alumínio e compósitos termoplásticos na indústria automobilística é uma realidade e aumenta gradativamente a cada novo projeto. Os materiais e a sua conversão para componentes são os responsáveis por grande parte do custo de um veículo e a variedade de materiais muda continuamente, devido à eterna busca por soluções mais leves que possam gerar redução de custo e de peso nos veículos. O alumínio e os compósitos termoplásticos são os grandes responsáveis por estas soluções. A literatura aborda, de uma maneira geral, informações sobre microestrutura e propriedades dos materiais, porém separadamente. O presente trabalho apresenta uma ampla revisão bibliográfica a respeito do alumínio e suas ligas, zinco e suas ligas, poliamida, fibras e compósitos termoplásticos, tendo como objetivo estabelecer uma comparação da microestrutura e das propriedades entre ligas de alumínio, ligas de zinco e poliamida reforçada com fibra de vidro.
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Estudo de reforço de pavimentos com ensaios de arrancamento em equipamento de pequenas dimensões / Pavements reinforcement study using small dimensions pullout equipmentJulio Antonio Zambrano Ferreira 18 May 2007 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo comparativo da eficiência de diferentes geossintéticos no reforço de base de pavimentos de obras viárias com ensaios de arrancamento de pequeno porte. Utilizou-se geogrelhas de polipropileno, poliéster e de fibra de vidro e geotêxtil tecido de polipropileno. Um solo com 58% de argila (subleito) e um pedregulho areno-siltoso (camada de base) foram empregados. Os ensaios de arrancamento foram executados com diferentes combinações entre solos e geossintéticos. Nestes foi utilizado um novo sistema de medida direta de deslocamentos ao longo da inclusão com sensores óticos a laser. Além de analisar os resultados com curvas força de arrancamento x deslocamentos, foi possível utilizar gráficos rigidez x deformação para determinar o melhor geossintético no reforço de base de pavimentos. Como o corpo-de-prova de geossintético é de tamanho reduzido, garante-se a mobilização completa do reforço durante o ensaio de arrancamento e assim, é possível obter a deformação do mesmo. A abertura frontal da caixa de arrancamento tem influência no valor da força máxima ao arrancamento registrada no ensaio. Os resultados mostram que a interação solo-reforço é mais importante que a rigidez não-confinada do geossintético no comportamento do material em situação de confinamento no interior do maciço de solo. Observou-se que a resistência de junta, a geometria e o agulhamento da geogrelha, além da granulometria do solo, afetam a rigidez inicial do sistema. A melhor opção para os solos e geossintéticos estudados segue a seguinte ordem: (1) geogrelha de polipropileno, (2) geogrelha de poliéster, (3) geotêxtil tecido de polipropileno e (4) geogrelha de fibra de vidro. / This work presents an evaluation of various geosynthetics efficiency in reinforced base course of road pavements using small scale pullout tests. It was used polypropylene, polyester and glass fiber geogrids and polypropylene woven geotextile. A soil with 58% of clay (subgrade), and a sandy-silty gravel (base course) were used. The pullout tests were conducted with different combinations among soils and geosynthetics. In these tests, a new system of direct measurement of inclusion displacements with laser optical sensors was used. Beyond analyzing the results with curves pullout force x displacements, it was possible to use graphics rigidity x deformation in order to determinate the best geosynthetic in base course reinforcement. As the geosynthetic specimen is of small size, the complete mobilization of the reinforcement is guaranteed and, therefore, it is possible to obtain its deformation. The frontal aperture of the pullout box influences the maximum pullout resistance. The results show that the soil-reinforcement interaction is more important than the unconfined rigidity of the geosynthetic on the material behavior in confinement situation inside the soil block. The joint resistance, the geogrid geometry and its nailing, besides the soil particles size, affect the initial system rigidity. Therefore, they are important for base course reinforcement of road pavements. The results showed that the best option for the soils and geosynthetics studied are in the following order: (1) polypropylene geogrid, (2) polyester geogrid, (3) polypropylene woven geotextile and (4) glass fiber geogrid.
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Development of Innovative Load Transfer Mechanism to Reduce Hurricane-Induced Failures in New and Existing Residential ConstructionAhmed, Sheikh Saad 14 January 2010 (has links)
Implicit in current design practice of minimum uplift capacity, is the assumption that the connection's capacity is proportional to the number of fasteners per connection joint. This assumption may overestimate the capacity of joints by a factor of two or more and maybe the cause of connection failures in extreme wind events. The current research serves to modify the current practice by proposing a realistic relationship between the number of fasteners and the capacity of the joint. The research is also aimed at further development of non-intrusive continuous load path (CLP) connection system using Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) and epoxy. Suitable designs were developed for stud to top plate and gable end connections and tests were performed to evaluate the ultimate load, creep and fatigue behavior. The objective was to determine the performance of the connections under simulated sustained hurricane conditions. The performance of the new connections was satisfactory.
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Měření emisivity vlhkých a suchých povrchů / Measuring of emissivity of wet and dry surfacesBrzobohatý, Tomáš January 2012 (has links)
The objective of this thesis is to create summary of emissivity of wet surfaces, emissivity of rime surfaces and emissivity of dry surfaces. The next objective is to create materials for termovision measurement and find the use for this materials for practice. Theoretical part of thesis deals with a theory of ways of heat transfer (radiation mainly), description of emisivity concept, description of emisivity finding ways and the show emissivity of mesuared materials from avaible sources for working hypothesis. Emissivity of dry, wet and rime samples were measured as the experimental part of thesis. Experimental part of thesis consist of experiment description, working hypothesis, measuring instruments and measuring area description, measuring proces description and presentation of measured results. Obtained dependences are benefits for termovision measurent, energy evaluation and the thermal state microclimate simulations.
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Povrchové úpravy skleněných vláken s využitím plazmové nanotechnologie / Surface modification of glass fibers using plasma nanotechnologySedlák, Filip January 2017 (has links)
Diploma thesis is aimed at deposition of thin films on glass fibers using plasma-enhanced chemical vapor deposition from tetravinylsilane as a monomer. Such surface modified glass fibers were used as reinforcements for fabrication of polymer composites with unsaturated polyester resin as a matrix. Chemical and optical properties of prepared thin films were characterized using infared spectroscopy and spectroscopic ellipsometry. An influence of deposited thin films on the shear strength of composite material was observed using short-beam shear test.
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Effect of thermal-resistant polymeric coatings on thermomechanical and topographical properties of glass fiberShayed, M. A., Hund, R. D., Cherif, Ch. 09 October 2019 (has links)
Thermal-resistant coatings, based on polysilazane and polysiloxane polymers, were applied onto the glass fiber rovings with the dip-coating method. The coated glass fibers were characterized by performing different experiments to evaluate the effect of coatings on thermomechanical and topographical properties of glass fiber. The effect of temperature on the mechanical properties of the coated rovings were studied and compared with the uncoated rovings. Thermogravimetric analysis was carried out to investigate the thermal stability of coated samples. Scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray analyses were performed to evaluate the surface topographical characteristics of the glass fiber rovings. These analyses showed the changes in surface morphological properties due to modification of glass fiber by coating treatment. The results of tensile testing indicated that thermal-resistant coatings enhanced up to 60% tensile strength and 20% stiffness of uncoated glass fiber roving. Thermomechanical study up to 500°C revealed that polysiloxane coating on glass fiber showed better performance than polysilazane polymeric coating.
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