En el sector de metal mecánica el trabajo de corte de metales es realizado en condiciones de labores peligrosas y hostiles para los técnicos u operarios que la realizan, por lo cual se busca la automatización del proceso mediante un sistema mecatrónico. El trabajo realizado consiste en el diseño de una máquina que automatiza el corte plasma de láminas de acero de espesores variables, tubos, perfiles y elementos de máquinas, mediante una mesa de movimientos cartesianos y una cortadora plasma manual la cual se acopla al cabezal de corte. Para el diseño mecatrónico y obtención de requerimientos se consultó a los dueños y gerentes de talleres de trabajo metal- mecánico sobre los trabajos de corte que realizan y sus necesidades particulares. A esto se suman los requerimientos de ingeniería propuestos para obtener una diferenciación frente a equipos ya existentes en el entorno. Después del diseño se verifica que las ventajas competitivas propuestas de la máquina a diseñar como el espacio que ocupa y la no liberación de emisiones gaseosas son posibles más suman al costo final una cantidad que supera el admisible para ser adquiridos por los emprendedores. Por otro lado su principal característica es el funcionamiento automático efectivo para el corte de figuras complejas o que requieren exactitud mayor a la que se obtiene con el pulso del operario. Se concluye que es posible la fabricación de máquina y sistemas más eficientes o con características más deseables pero para que sea rentable esta mejora y no afectar el precio máximo que pagarían los clientes se debe pensar en producciones de miles de máquinas y procesos de producción normalizados y automáticos.

O tabuleiro laminado protendido é uma composição de peças interligadas por uma tensão de compressão aplicada perpendicularmente às lâminas de madeira. Para aplicar tal tensão, são usados elementos de aço tensionados e a cordoalha engraxada aparece no cenário atual como um material econômico para tabuleiros laminados protendidos, em substituição às barras dywidag, que são comumente utilizadas neste tipo de estrutura em outros países. O funcionamento mecânico do tabuleiro é caracterizado como uma placa ortotrópica, e este trabalho visou determinar as relações entre as constantes elásticas do tabuleiro com a utilização da cordoalha engraxada. Foram analisadas também as perdas de protensão ocorridas ao longo do tempo, causadas pela fluência e relaxação dos materiais e, a partir dos resultados, foi proposta uma equação para determinação teórica da perda de protensão nos tabuleiros. O estudo experimental foi realizado em um modelo em escala reduzida construído no LaMEM (Laboratório de Madeiras e Estruturas de Madeira) para determinar as constantes elásticas e as perdas de protensão. Ao fim do trabalho são apresentados os resultados e comparações com estudos anteriores; também foi confeccionado um Manual de Boa Execução para Tabuleiros Laminados Protendidos de Madeira com Cordoalha engraxada. / The stress-laminated bridge deck is a composition of parts, interconnected by compression stress, perpendicularly applied to the wood laminate. In order to apply such stress, stressed steel elements are used, as well as the greased wire rope, which comes along in the current scenario as an economic material for stress-laminated bridge decks, replacing the dywidag bars, commonly used in this sort of structure in other countries. This bridge deck mechanic function is characterized as an orthotropic plate, and this paper aimed at determining the relation among the decks elastic constants with the greased wire rope. Another analyzed point is the stress loss occurred through time, caused by material creep and relaxation, and, through the results, an equation for the decks stress loss theoretical determination was proposed. The experimental study was developed in a reduced scale built in LaMEM (Laboratório de Madeiras e Estruturas de Madeira) to determine the elastic constants and the stress loss. The results and comparisons with previous studies are presented by the end of this paper; In addition, a handbook of Proper Execution for Stress-laminated Wood Bridge Decks with Greased Wire Rope was developed.

A análise de compósitos laminados apresenta grandes desafios, pois, diferentemente dos materiais isotrópicos homogêneos, os compósitos laminados são constituídos de materiais heterogêneos e anisotrópicos. Além disso, as distribuições de tensões interlaminares obtidas com as formulações convencionais são descontínuas e imprecisas. Sua melhoria, portanto, é imprescindível para buscar e modelar critérios de falha relacionados às estruturas formadas por compósitos laminados. Diante disso, este trabalho se concentrou no desenvolvimento e implementação computacional de um elemento finito posicional de pórtico plano laminado cuja cinemática é descrita ao longo da espessura do laminado de acordo com a teoria Layerwise. A formulação do elemento considera a não linearidade geométrica, originada pela ocorrência de grandes deslocamentos e rotações, e admite deformações moderadas, em função da lei constitutiva de Saint-Venant-Kirchhoff. O desenvolvimento deste trabalho se iniciou com uma preparação teórica sobre mecânica dos sólidos deformáveis e métodos numéricos para que fossem adquiridos os subsídios teóricos necessários ao desenvolvimento de códigos computacionais, à interpretação dos resultados e à tomada de decisões quando das análises numéricas. A formulação desenvolvida é Lagrangiana total com emprego do método dos elementos finitos baseado em posições. Inicialmente o elemento finito posicional de pórtico plano homogêneo é proposto, uma vez que sua cinemática possibilita uma expansão natural para o caso laminado. Os graus de liberdade são compostos por posições nodais e por vetores generalizados que representam o giro e a variação na altura da seção transversal. A eficiência do elemento é constatada através de análises realizadas em problemas de pórtico sujeitos a grandes deslocamentos e rotações. Os resultados obtidos apresentaram excelente concordância com soluções numéricas e analíticas disponíveis na literatura. Uma expansão natural da cinemática é empregada na formulação do elemento laminado. Os graus de liberdade do elemento são as posições nodais e as componentes de vetores generalizados associados às seções transversais de cada lâmina. Dessa forma, as lâminas têm liberdade para variação de espessura e giro independente das demais, mas com as posições compatibilizadas nas interfaces. Os resultados de análises numéricas realizadas em vários exemplos demonstram a eficiência da formulação proposta, pois as distribuições de deslocamentos e tensões ao longo da espessura do laminado apresentaram excelente concordância com as obtidas a partir de análises numéricas utilizando um elemento finito bidimensional em uma discretização bastante refinada. Os exemplos analisados contemplam problemas com seção laminada fina ou espessa. / The analysis of laminated composites presents challenges because, unlike homogeneous isotropic materials, the laminated composites are made up of heterogeneous and anisotropic materials. Moreover, the distribution of interlaminar stresses obtained with conventional formulations are discontinuous and inaccurate. His improvement is therefore essential to check and modeling failure criteria related to structures formed by laminates. Thus, this work focused on developing and computational implementation of a positional finite element of laminated plane frame whose kinematics is described throughout the thickness of the laminate according to Layerwise theory. The formulation element considers the geometric nonlinearity, caused by the occurrence of large displacements and rotations, and admits moderate deformation, in the constitutive law function of Saint-Venant-Kirchhoff. The development of this work began with a theoretical preparation on mechanics of deformable solids and numerical methods for the acquired of the theoretical support needed for the development of computational codes, interpretation of results and decision-making when of the numerical analyzes. The developed formulation is total Lagrangian with use of the finite element method based on positions. Initially the positional finite element of homogeneous plane frame is proposed, since their kinematic enables a natural expansion for the laminate case. The degrees of freedom are composed of nodal positions and generalized vectors representing the spin and the variation in the height of the cross section. The efficiency of the element is verified through analyzes performed in frame problems subject to large displacements and rotations. The results showed excellent agreement with numerical and analytical solutions available in the literature. A natural expansion of the kinematics is used in the formulation of the laminate element. The degrees of freedom of the element are the nodal positions and components of the generalized vectors associated to cross-sections of each lamina. Thus, the laminas are free for the thickness variation and for independent spin, but with the positions matched in the interfaces. The results of numerical analysis performed in various examples show the effectiveness of the proposed formulation, since the distributions of displacements and stresses through the thickness of the laminate agreed well with those obtained from numerical analysis using a discretization with two-dimensional finite elements in a very refined. The examples discussed include problems with thin or thick laminated section.

Este trabalho objetivou a caracterização mecânica e a análise de falha de dois tipos de juntas compósitas através de ensaios mecânicos, em que uma das juntas era composta por dois laminados de fibras de carbono recoberto em ambas as faces por tecido de fibra de vidro reforçando uma matriz termoplástica (PPS-C) unidos via soldagem por resistência elétrica, e a outra confeccionada com dois laminados de fibras de carbono reforçando uma matriz de resina epóxi (EPX-C) unidos via colagem por filme de resina epoxídica. Os dois tipos de juntas foram submetidos a impacto único transversal de 10 J, condicionamento higrotérmico, além de carregamento em fadiga compressiva no plano nas mais diversas combinações destes processos degradativos de suas propriedades mecânicas. Observou-se, que a junta termorrígida colada de EPX-C apresentou a maior resistência mecânica em flexão em quatro pontos (F4P) na condição original (como-manufaturada), assim como os maiores valores de resistência residual para as várias condições de degradação mecânica e higrotérmica a que foi submetida. Por sua vez, a junta termoplástica soldada de PPS-C exibiu, em termos percentuais, menores reduções dos valores de resistência à flexão sob as condições avaliadas, relativamente às perdas apresentadas pela junta EPX-C em idênticas circunstâncias. A análise macroscópica da superfície de fratura de ambas as juntas indicou que o modo de falha predominante da junta termorrígida foi interfacial enquanto que, para a junta PPS-C, o modo de falha predominante foi o intralaminar. Análises fratográficas através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) evidenciaram para a junta termorrígida EPX-C, uma alta adesão entre fibra/matriz, porém uma relativamente fraca interação entre os aderentes (laminado) e o filme adesivo de colagem, enquanto que, para a junta termoplástica PPS-C, reduzidas interações fibra/matriz forem inferidas na camada externa de PPS-V do aderente assim como entre a malha metálica resistiva e os filmes puros de PPS que a revestiam. Em ensaios de resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS), os espécimes retirados da junta EPX-C na condição virgem evidenciaram uma colagem uniforme/homogênea, enquanto que, para a junta PPS-C, os espécimes de ensaio usinados a partir da junta virgem indicaram a ocorrência de efeitos de degradação térmica altamente localizada nas bordas soldadas. / This study aimed to mechanical characterization and failure analysis of two kinds of composite single-lap joints by mechanical tests, in which a single-lap joint was made of two adherents of carbon fibers coated on both sides with glass fiber fabric reinforcing a thermoplastic matrix (PPS-C) welded via resistance welding, and the another type made of two adherents of carbon fibers reinforcing an epoxy matrix (EPX-C) bonded by epoxy adhesive film. The two types of single-lap joints were subjected to single transverse impact of 10 J, hygrothermal conditioning, and compressive fatigue loading in the plane in various combinations of these degradative processes of mechanical properties. It was observed that the thermosetting bonded joint EPX-C showed the highest strength in four point-flexure test in the original condition (as-manufactured), as well as greater residual strength values for the various conditions of mechanical and hygrothermal degradation which was subjected. In turn, the welded thermoplastic joint PPS-C exhibited, in percentage terms, smaller reductions in flexural strength values under the tested conditions, in respect of losses showed by EPX-C in similar circumstances. Macroscopic analysis of the fracture surfaces from both joints indicated that the predominant failure mode was interfacial to thermosetting while for PPS-C joint, the predominant failure mode was intralaminar. Analysis of fracture surfaces by scanning electron microscopy (SEM) showed, for thermosetting joints EPX-C, a high adhesion between fiber/matrix, but a relatively weak interaction between adherents and the bonding adhesive film, whereas for thermoplastic joint PPS-C, reduced interactions fiber/matrix are inferred in the outer layers of PPS-V and between metal mesh and the pure PPS films that coated it. In the interlaminar shear strength tests (ILSS), the specimens removed from the EPX-C joint in the pristine condition showed a uniform/homogeneous bonding along the joint area, while for PPS-C joint, coupons extracted from pristine condition joint indicated the occurrence of degradation caused by thermal effects localized in the welded edges.

Foi realizado um estudo comparativo da capacidade de duas variantes do método de radiografia por raios- X em detectar trincas de fadiga em juntas sobrepostas rebitadas de laminado híbrido metal-fibra Glare® de uso aeronáutico. Durante os ensaios mecânicos de fadiga sob amplitude constante de tensão, diversos corpos de prova rebitados foram periodicamente inspecionados por raios-X, em ambas as modalidades convencional e digital. Raios-X em filmes convencionais digital. Raios-X em filmes convencionais proporcionaram ótimo detalhamento de trincas nas juntas mecânicas, enquanto que as imagens geradas pela modalidade digital apresentaram qualidade muito inferior, prejudicando ou até mesmo impedindo a avaliação do grau de integridade estrutural das juntas rebitadas. / A comparison is performed on the ability of two modalities of nondestructive X-ray radiography method in detecting fatigue cracks in riveted lap joints of aeronautical grade fiber-metal laminate Glare™. During constant amplitude loading in fatigue testing riveted specimens were periodically inspected using both the conventional and digital X-ray methodology. Conventional film X-ray modality provided high quality images of growing cracks in the mechanical joints, whereas digital radiography generated faulty images, which impaired or even prevented the structural integrity assessment of the riveted joints.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-11T13:45:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_LaminadoMadeiraReforcado.pdf: 2293625 bytes, checksum: 14daa65914076e022fb56a8d58eb1170 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-23T01:59:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_LaminadoMadeiraReforcado.pdf: 2293625 bytes, checksum: 14daa65914076e022fb56a8d58eb1170 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-23T01:59:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_LaminadoMadeiraReforcado.pdf: 2293625 bytes, checksum: 14daa65914076e022fb56a8d58eb1170 (MD5) Previous issue date: 2013 / Visando a aplicação de recursos naturais renováveis da Amazônia, entre estes as fibras naturais, neste trabalho é apresentada a proposta de fabricação e caracterização de laminados de madeira reforçado por compósitos de matriz poliéster e fibras naturais. A matriz é um poliéster teraftálica insaturada e pré-acelerada obtida comercialmente (Duverpoly 754) e o agente de cura um peróxido de MEK (butanox M-50) na proporção de 0,33% em volume. As fibras naturais usadas para cada amostra de laminado fabricado foram o tecido de fibras de tururi, fibras de sisal e fibras de curauá e as laminas de madeira usadas foram as conhecidas comercialmente como imbuia. O tecido de tururi foi usado de duas formas: sem abertura e com abertura de 100% em relação a largura original. As fibras de sisal e curauá foram cortadas em comprimentos de 50 mm na usados na forma de pré-preg. A fabricação do material laminado foi feita através da inserção intercalada de lâmina de material compósito entre as laminas de madeira seguido de pressão controlada através de uma prensa hidráulica com pressão constante de 2 toneladas, produzindo desta forma o laminado de madeira reforçado. Características mecânicas e microestruturais foram obtidas para a lâmina de madeira e para os laminados de madeira reforçados, obtendo-se a resistência a tração, da lamina de madeira e imagens microscópicas depois do ensaio de tração. As laminas de madeira antes do reforço, foram ensaiadas tendo duas orientações de 90° e 0° de orientação das fibras. O laminado de 0°grau apresentou o melhor resistência mecânica, com valor correspondente a 35,64 MPa comparado com o valor de 0,40 MPa para a lamina de 90°. Os ensaios dos laminados de madeira reforçados, de madeira/tururi sem abertura, madeira/tururi com abertura de 100%, madeira/sisal de comprimento de fibras de 50 mm, madeira/curauá de comprimento de fibras de 50 mm, madeira/madeira com orientação de 90°a direção das fibras, alcançaram respectivamente os seguintes resultados de ensaio de tração: 61,33 MPa; 57,27 MPa; 49,27 MPA; 53,76 MPa e 68,29 MPa, sendo que o laminado de madeira/madeira apresentou o melhor resultado e a menor resistência mecânica foi registrado para o laminado de madeira reforçado por fibras de sisal. As imagens obtidas em microscopia eletrônica de varredura corroboraram com as propriedades mecânicas obtidas para cada situação do material e fibra fabricadas. / Towards the implementation of renewable natural resources of the Amazon, between these natural fibers. This paper presents the proposed fabrication and caracterization of wooden laminated matriz composites reinforced with polyester and natural fibers. The matrix is an unsaturated and pre-accelerated terephthalic polyester obtained commercially (Duverpoly 754) and a peroxide curing agent MEK (BUTANOX M-50) at a rate of 0.33 % vol. The natural fibers used for each sample of manufactured laminate were Tururi fiber tissue, sisal fibers and defibrated curauá and wood laminates known as Imbuia. The Turui tissue used with reinforcement was used in two ways: without opening and 100% opening relative to the original width. The curauá and sisal fibers were cut into lengths of 50 mm in the form of pre-preg. The manufacture of the laminated material was done by hand lay-up following controlled pressure through a hydraulic press with a constant pressure of 2 ton. Mechanical and microscopic characteristic were obtained for wood laminates. The wood laminates were assayed having two orientations of 90° and 0° of fiber orientation. The laminate of 0° degree showed the best result with a value corresponding to 35, 64 (MPa) compared to the value of 0,40 (MPa) of the lamina 90°. The tests of the laminates made of wood/Tururi without opening, wood/Tururi with opening 100%, wood/sisal fiber length of 50 mm, wood/curauá fiber length of 50 mm, wood/wood with an orientation of 90 ° the direction of the fibers, respectively achieved the following results in the Attraction tests: 61,33 (MPa), 57,27 (MPa), 49, 27 (MPa), 53, 76 (MPa) and 68, 29 (MPa), being that the laminate / wood presented the best results and lower mechanical strength was recorded for the wood laminate reinforced with sisal fibers. The images obtained in scanning electron microscopy corroborate the mechanical properties obtained for each situation of the manufactured material and fiber.

Submitted by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T17:05:25Z No. of bitstreams: 1 ALVES_Jose_2017.pdf: 5435239 bytes, checksum: 2763493f52fe9331545e1498f4c97f81 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T17:08:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ALVES_Jose_2017.pdf: 5435239 bytes, checksum: 2763493f52fe9331545e1498f4c97f81 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T17:10:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ALVES_Jose_2017.pdf: 5435239 bytes, checksum: 2763493f52fe9331545e1498f4c97f81 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-17T17:11:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALVES_Jose_2017.pdf: 5435239 bytes, checksum: 2763493f52fe9331545e1498f4c97f81 (MD5) Previous issue date: 2017-05-29 / Não recebi financiamento / At last years due to increasing use of composite materials of synthetic fibers with thermosetting matrix, several alterative have been sought trying to minimize the impacts generated by both the dispose of this material at the end of their useful life and by its heavy dependency of non-renewable resources as petroleum based products for the production of raw materials. As alternative to introduce composites materials that have least environmentally impact natural fibers have drawn attention of researchers. In this work the aim is to manufacture by vacuum infusion process, composite laminates hybrid adding woven jute fiber in structural weaving fiberglass with epoxy resin matrix. The quality of laminate was analyzed by fiber weight fraction determining and thermal analysis by DSC (Differential Scanning Calorimetry) and DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analysis). It was possible to manufacture hybrids laminates by vacuum infusion with fiber fraction in about 60%. Hybrids laminates presented had a reduction of density of 20% with relation to the glass reinforced plastic. Regarding to mechanical properties, the laminates were characterized by tensile, compression and ILSS testing. With respect to hybrid laminates, the better results of tensile properties such as strength and young's modulus was achieved by the laminates with fiber oriented in 0/90° (H0/90) with maximum strength value near to 200 MPa, while for orientation ±45° (H45 e H45/0/90) the strength results were 68 MPa and 84 MPa, respectively. In this case can be highlighted the hybrid laminate H45, whose tensile strength (83,9 MPa) has not present significant changes with the introduction of jute fiber (with increase of 60% its thickness) compared with glass reinforced plastic (84,5 MPa) for the same fiber orientation. For compressive strength the best result was presented by the laminates H0/90 (fibers in 0/90°) as well, with values close to 150 MPa while the laminates to ±45° (H45 e H45/0/90) presented values of 90 MPa. Regarding to ILSS the variation of strength was smaller, 25 MPa to direction 0/90° and 23 MPa and 21 MPa to H45 and H45//0/90 laminates, respectively. Therefore, mechanical properties were significantly influenced by plies orientation in the laminates and by the hybridization with jute fibers. / Nos últimos anos, devido ao crescente consumo de compósitos de fibras sintéticas com matriz termorrígida, várias alternativas têm sido buscadas a fim de minimizar os impactos gerados tanto pelo descarte desse material ao fim de sua vida útil, quanto pela grande dependência de derivados de recursos não renováveis, como o petróleo para a produção das matérias-primas. Como uma das alternativas de introduzir na área de compósitos, materiais que tenham menores impactos ambientais, as fibras naturais têm recebido atenção de pesquisadores. Assim, neste trabalho foram moldados pelo processo de infusão à vácuo, compósitos de laminados híbridos através da utilização de tecidos de fibras de juta e tecidos estruturais de fibras de vidro com matriz de resina epóxi. A qualidade dos laminados foi analisada por meio da determinação da fração mássica de fibra e por análise térmica de DSC (Differential Scanning Calorimetry) e DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analysis. Foi possível moldar laminados híbridos pelo processo de infusão com fração de fibra em cerca de 60%. Os laminados híbridos apresentaram uma redução na densidade de 20% em relação aos compósitos contendo somente fibras de vidro. Em relação às propriedades mecânicas, os compósitos laminados foram caracterizados através dos ensaios de tração, compressão e cisalhamento interlaminar (ILSS). Entre os laminados híbridos, os melhores resultados de propriedades de tração, como resistência e módulo de elasticidade foram alcançados pelos laminados com ambas as fibras orientadas a 0/90° (H0/90), com valor de tensão máxima próximo a 200 MPa, enquanto que para as orientações ±45° (H45 e H45/0/90) os valores foram próximos de 68 e 84 MPa, respectivamente. No caso, pode ser destacado o laminado híbrido H45, cuja resistência a tração (83,9 MPa) não apresentou mudanças significativas com a introdução das fibras de juta (com acréscimo de 60% na espessura) quando comparado ao laminado de fibras de vidro (84,5 MPa) com mesma orientação. A melhor resistência à compressão também foi apresentada pelos laminados orientados a 0/90° (H0/90) com valores próximos a 150 MPa, enquanto os laminados a ±45° (H45 e H45/0/90) apresentaram os valores de 90 MPa. Em relação à resistência ao cisalhamento interlaminar, entre os laminados híbridos, a variação entre as orientações foi menor, 25 MPa para a direção 0/90° e, 23MPa e 21MPa para os laminados H45 e H45//0/90, respectivamente. Assim, as propriedades mecânicas foram influenciadas significativamente pela orientação das v camadas nos laminados e pela introdução das fibras de juta. Desta forma, conclui-se que a significativa redução de algumas propriedades possivelmente invalida a utilização das configurações híbridas estudadas para aplicações estruturais nas pás eólicas. No entanto, as configurações de laminados híbridos, desenvolvidas e analisadas neste trabalho podem ser aplicadas para moldar componentes em compósitos para peças não estruturais ou com menores requisitos de resistência, como para o segmento automotivo, e ainda com possibilidades de melhorias.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-12-29T16:57:52Z No. of bitstreams: 1 RobertoJoseDeMedeiros_TESE.pdf: 7235998 bytes, checksum: b68f913160c40f812b2fd7d6568b2bb6 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-01-02T19:22:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RobertoJoseDeMedeiros_TESE.pdf: 7235998 bytes, checksum: b68f913160c40f812b2fd7d6568b2bb6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-02T19:22:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RobertoJoseDeMedeiros_TESE.pdf: 7235998 bytes, checksum: b68f913160c40f812b2fd7d6568b2bb6 (MD5) Previous issue date: 2016-06-17 / Constitu?dos de uma fase aglutinante (matriz) e outra (refor?os) que lhes conferem sustentabilidade e capacidade de suporte de carga, os materiais comp?sitos encontram-se cada vez mais consagradamente estabelecidos no meio tecnol?gico, tanto das pesquisas quanto do uso industrial, em face da variedade de suas aplica??es, possibilidades de utiliza??o e configura??es sempre inovadoras de concep??o. Matrizes e refor?os ligam-se sem fus?o permitindo a conserva??o de suas caracter?sticas particulares, mas conferem novas propriedades ao novo material, que originam, possibilitando a prepara??o deste, segundo conforma??o desejada para uma finalidade determinada. Neste sentido, no trabalho de pesquisa que ora se apresenta, foi idealizado um comp?sito laminado a base de uma resina polim?rica termofixa do tipo Ep?xi ?ster Vin?lica, refor?ada com 8 (oito) camadas de um tecido h?brido bidirecional constitu?do por fibras kevlar na dire??o urdume e fibras de carbono na dire??o trama; esse material comp?sito foi definido como LC (Laminado Comp?sito a base de tecido h?brido bidirecional carbono/kevlar). O estudo do comportamento mec?nico desse comp?sito laminado LC foi realizado segundo enfoques experimental, anal?tico e num?rico com o objetivo geral de determinar suas respectivas propriedades mec?nicas (principalmente, resist?ncia ?ltima e m?dulo el?stico), levando em conta a propriedade de anisotropia do tecido h?brido e a presen?a de descontinuidade geom?trica (furo circular conc?ntrico). No caso da descontinuidade geom?trica, foram determinados os par?metros ?ao? e ?do? correspondentes, respectivamente, aos crit?rios de falha ASC (Average Stress Criterion) e PSC (Point Stress Criterion), os quais caracterizam as dist?ncias da regi?o de concentra??o de tens?es na vizinhan?a do furo. O enfoque num?rico consistiu em analisar o comportamento de dois modelos num?ricos semi-emp?ricos propostos, simulados pelo M?todo dos Elementos Finitos (MEF) e, respectivamente, referenciados como IFA-CTPF/SF, para os grupos de corpos de prova sem furo, ou como IFA-CTPF/CF, para os grupos de corpos de prova com presen?a de furo conc?ntrico. A partir do crit?rio de falha PSC, os resultados obtidos para propriedades e par?metros averiguados, tanto sob o enfoque anal?tico quanto sob o enfoque num?rico, apresentam-se coerentemente consistentes com os dados experimentais, nas duas dire??es consideradas para solicita??o do laminado LC (dire??o fibras de carbono ou dire??o fibras kevlar); resultados an?logos, provenientes da aplica??o do crit?rio de falha ASC sob enfoque num?rico, n?o se mostraram t?o satisfat?rios em face dos dados experimentais correspondentes ou dos oriundos da avalia??o sob enfoque anal?tico. Todo o estudo do comportamento mec?nico foi com base no ensaio de tra??o uniaxial. A caracteriza??o f?sica do laminado LC foi feita mediante ensaios de Densidade Volum?trica e Calcina??o, este ?ltimo para obten??o dos teores (em termos percentuais) dos par?metros microestruturais (matriz, fibras e vazios). A an?lise da fratura mec?nica foi realizada a partir da Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), com o objetivo de identificar os danos originados em suas microestruturas. / Composite materials consist of an agglutinative phase (matrix) and another (reinforcements) that provides them with sustainability and load bearing capacity. Their multiple applications, possible uses and always innovative conceptions mean they are being increasingly used in technological fields, in both research and industrial use. Matrices and reinforcements bind without fusion, conserving their particular characteristics, but providing novel properties to the new material formed for a given purpose. In this respect, the present study designed a based epoxy vinyl ester thermoset polymer resin laminate composite, reinforced with eight layers of a bidirectional hybrid fabric consisting of Kevlar fibers in the warp direction and carbon fibers in the weft direction; this composite material was denominated CL (carbon/Kevlar bidirectional hybrid fabric-based composite laminate). The mechanical behavior study of this CL laminate composite was conducted using an experimental, analytical and numerical approach with the general aim of determining its mechanical properties (primarily ultimate tensile strength and modulus of elasticity), considering the anisotropy of the hybrid fabric and the presence of geometric discontinuity (circular hole). In the event of geometric discontinuity, distances characteristics ?ao? and ?do?, corresponding to the Average Stress Criterion (ASC) and Point Stress Criterion (PSC), were determined, characterizing the extent of stress concentration around the hole. Numerical focus consists of analyzing the behavior of two proposed semiempirical models, simulated using the finite element method (FEM) and referenced respectively as HA-SFFP/H (Influence of the Concentric Hole/Anisotropy in the Stress Field and Failure Prevention), for the test specimens with concentric hole and HA-SFFP/O for the test specimens without concentric hole (original condition). The entire mechanical behavior study was based on the uniaxial tensile test. The physical characterization of the CL laminate was conducted using volumetric density and calcination tests, the latter to obtain levels (percentages) of microstructural parameters (matrix, fibers and voids). Mechanical fracture analysis was carried out using a scanning electron microscope (SEM), in order to identify microstructural damage. In general, anisotropy and the presence of a circular hole directly influenced the results. The semiempirical models proposed were satisfactory in their predictions, mainly the model based on the Point Stress Criterion. / 2018-07-23

Foi realizado um estudo comparativo da capacidade de duas variantes do método de radiografia por raios- X em detectar trincas de fadiga em juntas sobrepostas rebitadas de laminado híbrido metal-fibra Glare® de uso aeronáutico. Durante os ensaios mecânicos de fadiga sob amplitude constante de tensão, diversos corpos de prova rebitados foram periodicamente inspecionados por raios-X, em ambas as modalidades convencional e digital. Raios-X em filmes convencionais digital. Raios-X em filmes convencionais proporcionaram ótimo detalhamento de trincas nas juntas mecânicas, enquanto que as imagens geradas pela modalidade digital apresentaram qualidade muito inferior, prejudicando ou até mesmo impedindo a avaliação do grau de integridade estrutural das juntas rebitadas. / A comparison is performed on the ability of two modalities of nondestructive X-ray radiography method in detecting fatigue cracks in riveted lap joints of aeronautical grade fiber-metal laminate Glare™. During constant amplitude loading in fatigue testing riveted specimens were periodically inspected using both the conventional and digital X-ray methodology. Conventional film X-ray modality provided high quality images of growing cracks in the mechanical joints, whereas digital radiography generated faulty images, which impaired or even prevented the structural integrity assessment of the riveted joints.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-12-07T17:47:17Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rone Sérgio Freitas Borges - 2015.pdf: 6213430 bytes, checksum: 42046e4b45c71b2cd44ac6a2ea27e1bc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-12-08T06:33:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rone Sérgio Freitas Borges - 2015.pdf: 6213430 bytes, checksum: 42046e4b45c71b2cd44ac6a2ea27e1bc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-08T06:33:05Z (GMT). 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These profiles have great applicability in large structures and their use is growing in buildings with these characteristics. This paper presents the experimental study of bearing capacity of two beams supported by steel made of rolled profiles section I of type W 250 x 22,3 ASTM A-572, grade 50, rolled parallel flaps with two axes of symmetry, being provided splices using full penetration welds MIG type (Metal Inert Gas). Seven beams were tested with a length of 3000 mm, with a reference beam. In the remaining six beams amendments were made in different positions varying the amount of amendments. This study also provides a comparison between the results obtained in this work and those obtained by Pereira (2014), which used beams with bolted connections using the same provisions of the amendments of this work, but with ASTM A-325 and screw diameter of 19 mm. All models have been requested by simple bending stress at break, according to the analysis of vertical displacement, and torsional displacement relative specific deformations steel. The connections of beams resisted the simple bending tests not being observed no break in welds. The main contribution of this work was to show that, if well executed, welded connections and bolted performed by Pereira (2014), with the specifications described in this paper, can be used as elements of connections in steel beams subjected to bending, as well resisted the requested efforts . / No Brasil, apesar da escassez de mão de obra qualificada, a utilização de estruturas metálicas nas edificações vem aumentando consideravelmente devido a alguns fatores como rapidez de execução, limpeza do canteiro de obras, baixo peso próprio se comparado com as estruturas de concreto armado, baixo desperdício de material etc.. Para o melhor aproveitamento de material e para que se continuidade dos vãos é necessário a utilização das emendas, que podem ser soldadas ou parafusadas. A qualidade das emendas deve atender aos padrões exigidos pelas normas de projeto, no caso dos perfis laminados, segundo a ABNT NBR 8800:2008 (Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Concreto de Edifícios). Esses perfis tem grande aplicabilidade em estruturas de grande porte e seu uso é crescente em edificações com essas características. Este trabalho apresenta o estudo experimental da capacidade resistente de vigas bi-apoiadas em aço constituídas de perfis laminados de seção I do tipo W 250 x 22,3 ASTM A-572, grau 50, laminados de abas paralelas com dois eixos de simetria, sendo dotadas de emendas com soldas de penetração total do tipo MIG (Metal Inert Gas). Foram ensaiadas sete vigas com comprimento de 3000 mm, sendo uma viga de referência. Nas seis vigas restantes foram confeccionadas emendas em diferentes posições variando a quantidade de emendas. O presente estudo traz também uma comparação entre os resultados obtidos neste trabalho e os obtidos por Pereira (2014), no qual utilizou vigas com ligações parafusadas utilizando as mesmas disposições das emendas deste trabalho, mas com parafusos ASTM A-325 e diâmetro de 19 mm. Todos os modelos estiveram solicitados por esforços de flexão simples até à ruptura, de acordo com a análise dos deslocamentos verticais, deslocamentos relativos à torção e as deformações específicas do aço. As ligações das vigas resistiram aos ensaios de flexão simples, não sendo constatada nenhuma ruptura nas soldas. A principal contribuição deste trabalho foi mostrar que, se bem executadas, as ligações soldadas e as parafusadas realizadas por Pereira (2014), com as especificações descritas neste trabalho, podem ser utilizadas como elementos de ligações em vigas metálicas submetidas à flexão, pois resistiram bem aos esforços solicitados.