Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-10-11T20:39:41Z No. of bitstreams: 1 MichelineDosReisAraujo_TESE.pdf: 2152789 bytes, checksum: 46d89fee61e001b69b0444ee74632831 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-10-14T00:04:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MichelineDosReisAraujo_TESE.pdf: 2152789 bytes, checksum: 46d89fee61e001b69b0444ee74632831 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-14T00:04:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MichelineDosReisAraujo_TESE.pdf: 2152789 bytes, checksum: 46d89fee61e001b69b0444ee74632831 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Neste trabalho foram conformados substratos cer?micos de zirc?nia nanoparticulada estabilizada com 3 mol% de ?tria pelo processo de colagem de fitas (?tape casting?) em meio aquoso em uma faixa de espessura de 100 e 150 ?m, os quais apresentam grande interesse tecnol?gico para aplica??es eletroeletr?nicas. Suspens?es para a colagem de fitas foram preparadas em duas diferentes composi??es: 20% ligante - 22% solvente e 25% ligante - 17% solvente (em peso). Uma emuls?o acr?lica comercial serviu como ligante. A estabilidade da suspens?o de zirc?nia estabilizada com ?tria foi analisada por medida de reologia, atrav?s de curvas de viscosidade. Ambas as suspens?es apresentaram comportamento pseudopl?stico, o que ? desej?vel para a t?cnica de colagem de fitas. Ap?s o processo de colagem realizou-se prensagem uniaxial em diferentes temperaturas (40?C e 60?C) e tempos (5 e 10 minutos) nas fitas cer?micas, para a conforma??o dos laminados. An?lise T?rmica Diferencial (ATD) e Termogravim?trica (ATG) foram realizadas para se definir os par?metros para a sinteriza??o dos laminados. Ap?s a sinteriza??o ? 1500?C foram realizados ensaios de Difra??o de Raios X, densidade e porosidade, resist?ncia mec?nica ? flex?o, microdureza Vickers e Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) para se avaliar as propriedades dos laminados obtidos al?m de analisar o tamanho e crescimento do gr?o. As amostras laminadas em menores temperaturas de prensagem apresentaram delamina??o entre as interfaces das fitas cer?micas, por?m sem influ?ncia significativa no comportamento mec?nico destes materiais. A composi??o com maior teor de ligante apresentou maiores valores de resist?ncia mec?nica devido ? maior quantidade deste componente propiciar melhorias no processo de conforma??o dos laminados. / Various processing techniques are based on the suspension of ceramics particles in an aqueous or non-aqueous media. One of these techniques is called tape casting, which need of a stabilized suspension with high concentration of solids and adequate rheological behavior, which can define if a process route is viable or not. Typical tape cast slurries are prepared by dispersion of a powder in an organic or nonorganic solvent, with a dispersant, followed by the addition of binders, plasticizers, and other additives. These slurries are cast through a so-called doctor blade over a flat carrier. In this study were shaped ceramic substrates of nanoparticulate zirconia stabilized with 3 mol% yttria by tape casting process in aqueous medium at thickness range of 100 to 150 micrometers which have great technological interest for applications electro-electronic. Tape casting slurries were prepared with two different compositions: 20% binder ? 22% solvent e 25 % binder - 17% solvent (wt.%). A commercial acrylic emulsion served as binder. The stability of the yttria-stabilized zirconia slurries was analyzed by means of rheological characterization through viscosity curves. Both slurries showed a pseudoplastic behavior, which is desired for tape casting. After the tape casting process was made uniaxial pressing at different temperatures (40?C and 60?C) and time (5 and 10 minutes) in ceramic tapes for forming the laminates. Differential Thermal Analysis (DTA) and thermogravimetry (TGA) were performed to define the parameters for the sintering of the laminate. After sintering at 1500?C were performed X Ray Diffraction (XRD), density and porosity, flexural strength, microhardness and Scanning Electron Microscopy (SEM) to evaluate the properties of the obtained laminates. Laminated samples at lower press temperatures showed delamination between the interfaces of the ceramic tapes, however no significant influence on the mechanical behavior of these materials. The composition with higher binder content shows higher values of mechanical resistance due the greater amount of this component provide improvements in the laminate forming process

Este trabalho é uma contribuição para o conhecimento de metodologias de projeto de estruturas de material composto, aplicando métodos de otimização estrutural a cascas laminadas e apresentando uma estratégia em dois níveis. No primeiro nível é realizada a minimização da flexibilidade da estrutura, tendo como variável de projeto a orientação de cada lâmina da estrutura. Utiliza-se Programação Linear Seqüencial (SLP) e direção de tensão principal para otimização da orientação. No segundo nível minimiza-se o volume de cada lâmina, usando a flexibilidade total da estrutura como restrição e a densidade relativa como variável de projeto, também através de SLP. Para evitar aparecimento de áreas com densidades intermediárias, utiliza-se um Método de Continuação, dividindo o nível de otimização topológica em duas ou mais etapas. As formulações desenvolvidas permitem a solução de problemas com múltiplos casos de carregamento. Para a solução da equação de equilíbrio de casca laminada, utiliza-se um elemento finito de casca degenerado de oito nós com integração explícita na direção da espessura. A implementação desse elemento é feita de modo a facilitar a obtenção das derivadas da matriz de rigidez, necessárias na linearização das funções objetivo e restrições. Evita-se assim o uso de derivadas numéricas. Resultados para vários tipos de estrutura são apresentados, incluindo comparações entre diferentes carregamentos, condições de contorno, número de lâminas, espessuras, etc. As soluções obtidas, formas de análise e possíveis aplicações são discutidas.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2004 / Inclui bibliografia / Este trabalho tem como objetivo apresentar e aplicar uma teoria para solução de placas laminadas compostas com trincas transversais em sua matriz. Considerações sobre a relação tensão-deformação de um laminado sem trincas são investigadas para posteriorme / The aim of this work is present and applies a theory for approximate solution of the symmetrical laminated composite plates with transverse cracks in matrix. Strain-displacements relations are investigated for structures without cracks (undamaged) and fur

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, 2002 / Inclui bibliografias / Este trabalho analisa vigas de materiais compósitos laminados via elementos finitos, formulados utilizando-se a notação strain gradient, que é uma notação fisicamente interpretável. A notação strain gradient permite avaliar as capacidades de modelagem de / This work analyzes laminated .composite beams using finite elements formulated in strain gradient notation, which is a physically interpretable notation. Strain Gradient notation allows for the evaluation of modeling capabilities of finite elements, as we

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2006 / Inclui bibliografia / A formulação de elementos finitos de placas livres locking utilizando a notação strain gradient para análise de compósitos laminados é revista e amplamente validada para o cáculo de tensões. Os elementos são baseados na teoria de primeira ordem de Mindlin

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 87143.pdf: 1565599 bytes, checksum: 01fe75f29fd32be4d309f011feba399c (MD5) Previous issue date: 1991 / Neste trabalho é apresentado um elemento finito desenvolvido para análise estática linear de cascas de material composto multilaminado. A formulação usada é baseada num método misto de deformações e no princípio de Hellinger-Reissner modificado. O conceito de casca sólida degenerada e campos independentes, de deslocamentos e de deformações supostas, foram usados na formulação do elemento. Uma transformação covariante, entre o sistema natural e o sistema local, é usada para as deformações supostas. O elemento trata o laminado como um meio homogêneo, usando-se para tal um modelo de lâmina equivalente. Conseqüentemente o número de graus de liberdade do elemento finito independe do número de lâminas. Vários exemplos para materiais isotrópicos e multilaminados são apresentados para ilustrar o comportamento do elemento proposto.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 95670.pdf: 2527828 bytes, checksum: 6e702f1703e344b8e80b67312fb6f82f (MD5) Previous issue date: 1992 / Modelos de elementos finitos sólidos ortotrópicos são formulados e aplicados à análise de placas espessas. Seis elementos sólidos isoparamétricos são desenvolvidos a partir do método de deslocamentos, diferindo entre si quanto à ordem de suas funções de interpolação. Os elementos possuem funções de interpolação quadráticas ou cúbicas no plano e lineares, quadráticas ou cúbicas na espessura. Os modelos são aplicados à análise estática de placas isotrópicas, ortotrópicas e laminadas, os resultados sendo comparados com soluções analíticas da teoria da elasticidade. As tensões são calculadas diretamente da relação constitutiva ou através da integração das equações diferenciais de equilíbrio. Na suavização global do campo de tensões é utilizada a técnica de diferenças finitas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-22T00:57:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225202.pdf: 1740168 bytes, checksum: 82a6e74919d2b27fbf1a0285bd0e6616 (MD5) / Este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento da fadiga em materiais compostos laminados. O material composto foco do estudo é formado por resina epóxi reforçada por fibra de vidro dispostas em lâminas com as fibras orientadas a [0o/90o] e a [45o/ - 45o]. Duas abordagens do problema foram propostas, uma experimental e outra numérica. A parte experimental avalia a fadiga em corpos de prova que foram ensaiados numa máquina de fadiga por flexão, sendo levantadas curvas de esforços pelo número de ciclos de vida do material. Os corpos de prova foram fabricados utilizando o processo de moldagem a vácuo em molde aberto. Técnicas de extensometria foram aplicadas na aquisição dos dados experimentais. Na parte numérica foi aplicado um modelo de dano que avalia o comportamento da fadiga em materiais compostos. Este modelo consiste de uma lei de evolução do dano que utiliza as tensões que a peça está submetida pelos carregamentos cíclicos aplicados. As tensões foram obtidas de um modelo de elementos finitos para placas de materiais ortotrópicos laminados. Foi utilizado um elemento quártico de 25 nós, para de obter-se boa precisão na tensões com um custo computacional não muito elevado. O modelo está implementado em uma rotina de cálculo no Software MATLAB. Os resultado obtidos na análise numérica foram confrontados com os dados experimentais dos ensaios e com dados da literatura.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-11Bitstream added on 2015-05-14T16:58:57Z : No. of bitstreams: 1 000825412.pdf: 26718696 bytes, checksum: b6b3b9b1c7422cd74687af551ba4e14d (MD5) / Os materiais compósitos em fibra de carbono são largamente empregados no setor de transporte aéreo e vem crescendo em outros setores. Esses materiais, porém ainda apresentam susceptibilidade à delaminação, devido à baixa resistência a carregamentos fora do plano, tornando-se força motriz para a redução da vida em fadiga de compósitos laminados. Devido à importância desse tipo de dano, esta pesquisa visa entender os mecanismos que geram delaminações em compósitos tramados (biaxiais), utilizando-se o conceito energético de Griffith da mecânica da fratura linear elástica, como parâmetro de controle da delaminação. Portanto, o objetivo deste trabalho é entender a interação dos modos de propagação I e II, bem como as frações de cada modo na delaminação em fadiga axial tração-tração (denominado modo misto), em corpos de prova planos. Para isso, foram estudados os modos puros I (DCB) e II (ENF) de propagação de trinca nos compósitos processados, além de se comparar a região que delimita a propagação estável com o modo misto, o qual exigiu estudos de uma geometria apropriada para a obtenção de delaminação bem definida. Para a decomposição dos modos que agem na fadiga axial, foram aplicados critérios de falha nos dados experimentais. O ensaio de fadiga, para todos os modos de propagação, foi conduzido à razão de carga de 0,1, frequência de 5 Hz e os dados de taxa de propagação versus energia de deformação foram ajustados por uma lei empírica, previamente estudada e comparada com os mecanismos de delaminação por análise fractográfica. Os resultados mostraram que a força motriz para delaminação possui maior influência da tenacidade à fratura (GIc) e do carregamento máximo (Gmax), os quais foram adaptados na lei de Paris para delaminação estável. Para o modo misto, constatou-se que a geometri ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Carbon fiber composite materials are currently widely employed in air transportation as structural components in Boeing 787 Dreamliner, which has around 80% (v/v) in composite. However these materials are susceptible to delamination due to low strength in through-the-thickness direction which is the driving force to reduce the fatigue life. Considering the importance of delamination, the aim of this research is to have a clear understanding of this type of damage in woven composites by using the Griffith energy approach of the linear elastic fracture mechanics as a delamination parameter. The aim of this work was to achieve insight into the interaction process of crack propagation modes I and II, and mainly to determine the mode fractions in the delamination process of tension-tension axial fatigue tests. For the mode decomposition process from axial fatigue tests, it was employed two failure criteria. In order to obtain it, the crack growth rate associated with pure modes I and II delamination were compared with the behavior of a specimen subjected to in-plane tension-tension cyclic loading that exhibits a mixed delamination mode for which needed an appropriate specimen geometry to generate a sharp delamination front. Fatigue test in all modes of propagation were conducted with a loading ratio of 0,1 and a frequency of 5 Hz. The crack growth rate versus energy release rate was described by an appropriate empirical power law which fits the experimental results and compared with delamination mechanisms observed by fractography. The results showed that the driving force for fatigue has major influence of GIc and Gmax based on the studied fractures, where both were considered in the Paris law. For the mixed mode, the geometry known as CLS had regions of crack propagation rate comparable to pure delamination modes in the stable propagation region which ... (Complete abstract click electronic access below)

Este trabalho é uma contribuição para o conhecimento de metodologias de projeto de estruturas de material composto, aplicando métodos de otimização estrutural a cascas laminadas e apresentando uma estratégia em dois níveis. No primeiro nível é realizada a minimização da flexibilidade da estrutura, tendo como variável de projeto a orientação de cada lâmina da estrutura. Utiliza-se Programação Linear Seqüencial (SLP) e direção de tensão principal para otimização da orientação. No segundo nível minimiza-se o volume de cada lâmina, usando a flexibilidade total da estrutura como restrição e a densidade relativa como variável de projeto, também através de SLP. Para evitar aparecimento de áreas com densidades intermediárias, utiliza-se um Método de Continuação, dividindo o nível de otimização topológica em duas ou mais etapas. As formulações desenvolvidas permitem a solução de problemas com múltiplos casos de carregamento. Para a solução da equação de equilíbrio de casca laminada, utiliza-se um elemento finito de casca degenerado de oito nós com integração explícita na direção da espessura. A implementação desse elemento é feita de modo a facilitar a obtenção das derivadas da matriz de rigidez, necessárias na linearização das funções objetivo e restrições. Evita-se assim o uso de derivadas numéricas. Resultados para vários tipos de estrutura são apresentados, incluindo comparações entre diferentes carregamentos, condições de contorno, número de lâminas, espessuras, etc. As soluções obtidas, formas de análise e possíveis aplicações são discutidas.