Os Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MARE) possuem características química e física que convertem a energia da onda eletromagnética incidente em energia térmica. Atualmente, esses materiais são utilizados nos setores espacial, aeronáutico, telecomunicações e médico, em aplicações que requerem o controle do nível da radiação eletromagnética. Este trabalho mostra o estudo do comportamento de MARE, obtidos via combinação adequada de substratos de materiais compósitos com matrizes epóxi e fenólica reforçadas com fibras de carbono, vidro e aramida, e revestimentos absorvedores de radiação eletromagnética, comprometidos com a faixa de freqüências entre 8 e 12 GHz. A caracterização eletromagnética dos materiais foi realizada pelo uso dos métodos de guia de onda, arco NRL, perda por inserção entre antenas e seção reta radar, que envolvem fundamentalmente a determinação do coeficiente de transmissão e reflexão do material. O material absorvedor de radiação eletromagnética foi obtido pelo uso de um aditivo magnético baseado em ferrita da classe espinélio, tipo MnZn, em matriz do tipo epóxi com concentração de 60 % em massa. O MARE obtido aplicado em uma placa metálica plana apresenta uma absorção máxima em 10 GHz, igual a -20 dB (99%) e -43 dB (99,995%) com 2mm e 3 mm de espessura, respectivamente. A absorção da radiação eletromagnética do MARE obtido foi correlacionada com os parâmetros complexos de permeabilidade e permissividade, granulometria e espectroscopia Mossbauer, onde foi verificado que a granulometria altera o comportamento de absorção. O MARE com 2 mm de espessura foi aplicado nas placas planas de materiais compósitos, onde foi determinado que o coeficiente de reflexão destes substratos foi reduzido entre -20 dB (99%) e -13 dB (95%) em 10 GHz. Quando o MARE com 2 mm de espessura foi aplicado em substratos metálicos (alumínio) com geometrias tipos diedro e triedro, foi observada uma maior redução da radiação incidente, de -25 dB (99,7%) e -30 dB (99,9%) em 10 GHz, respectivamente, devido ao efeito de múltiplas reflexões do sinal entre as faces desses alvos.

Este trabalho tem como objetivo otimizar um painel reforçado de material compósito para cargas de colapso e crítica de flambagem especificadas inicialmente. O objetivo da otimização é a redução do peso do painel garantindo que estas cargas serão suportadas. Utilizou-se uma ferramenta de otimização linear (SOL200 - Nastran), e a estratégia utilizada para representar a região de pós-flambagem do painel é baseada em coeficientes de correção, oriundos de análises linear e não-linear realizadas a cada ciclo de otimização, que são aplicados nas restrições. Consideraram-se como restrições a carga crítica de flambagem, tensão de crippling e a falha de uma camada de fibra do painel. Por fim foi realizada uma análise dos resultados considerando variáveis contínuas e discretas e em ambos os casos conseguiu-se uma redução de peso considerável.

O sistema de envernizamento empregado no mobiliário de aviação executiva está sujeito a variações físico-químicas e mecânicas devido ao seu envelhecimento com o tempo, exposição à umidade, a temperatura, e no caso da região da porta, a incidência de luz ultravioleta. Além disso, a adição de aditivo retardante de chama ao sistema de envernizamento para atender requisitos de certificação das aeronaves executivas também pode provocar modificações na superfície do revestimento. Não foram encontrados na literatura consultada trabalhos referentes ao estudo da influência do aditivo retardante de chama na qualidade superficial de sistemas poliméricos utilizados em mobiliário aeronáutico e nem sobre as técnicas específicas para avaliar as alterações provocadas pelas intempéries. Assim, o objetivo desse estudo é caracterizar fisico-quimicamente um sistema de envernizamento com e sem aditivo retardante de chama, sugerindo o uso de uma ou mais técnicas que sejam eficazes na avaliação da qualidade superficial do verniz, bem como avaliar a influência de intempéries (umidade, temperatura e radiação ultravioleta) na qualidade superficial de um sistema de envernizamento com e sem retardante de chama aplicado sobre mobiliário destinado à aviação executiva. Para isso, amostras representando o mobiliário aeronáutico envernizado com e sem retardante de chamas foram condicionadas em quatro diferentes ciclos sujeitos à variação: da temperatura, umidade e radiação ultravioleta (UV). Os efeitos do condicionamento e da adição do retardante de chamas na qualidade superficial do verniz foram avaliados utilizando as técnicas: FT-IR (Espectrometria no Infravermelho com Transformada de Fourier), DSC (Calorimetria Exploratória Diferencial), medidas utilizando medidor de brilho a 20, espectrofotômetro de cor, medidor de ondulação da superfície (wavescan), rugosímetro, durômetro Shore A e D, micrografia, medidas de espessura de camada e cromatografia gasosa. O estudo mostrou que a as técnicas combinadas de medição de brilho a 20C e medições da qualidade superficial com wavescan são as mais eficazes na avaliação da qualidade superficial dos sistemas de vernizes bem como foram sensíveis o suficiente para perceber pequenas alterações provocadas pelos condicionamentos estudados no presente trabalho.

Os projetos de novas aeronaves possuem suas estruturas primárias fabricados em materiais compósitos, o que resulta em diferentes tipos de cargas agindo em peças de compósitos. O comportamento de compósitos sujeitos a carga de cisalhamento é algo difícil de caracterizar especialmente porque os ensaios de cisalhamento possuem dificuldades em obter uma condição de cisalhamento puro e uniforme. O presente trabalho busca modelar o ensaio de cisalhamento Iosipescu com o método de elementos finitos, avaliar suas vantagens e desvantagens e propor um dispositivo adaptado para conseguir melhores resultados na avaliação de propriedades de cisalhamento. O corpo de prova do ensaio Iosipescu é avaliado com a aplicação de deslocamentos. O dispositivo proposto é modelado com elementos de contato para avaliar o efeito do coeficiente de fricção de contato. Os resultados mostram como a carga aplicada é altamente concentrada e distribuída desigualmente nas bordas do corpo de prova. A distribuição de deformação de cisalhamento é praticamente uniforme na seção entre entalhes do corpo de prova e as distribuições de deformações normais para compósitos 0/90 são desprezíveis, enquanto que para compósitos 45 são maiores que os valores de deformação de cisalhamento, dificultando a obtenção de propriedades de cisalhamento para esses compósitos. Uma avaliação da variação da espessura do corpo de prova indicou que a espessura não altera os resultados do ensaio.

This work investigates the numerical prediction of the compression after impact behavior of woven composite laminates. Intralaminar and interlaminar damage prediction of the composites lay-ups are evaluated using a proposed damage model implemented as user defined material on ABAQUS Explicit multipurpose FEM code. The numerical models are developed using finite elements method with two different modeling approaches. The Single Shell Model (SSM) used only shell elements to model the laminates and the delamination effects are neglected. To add the delamination effects on the numerical model the Split Shell Model (SpSM) is developed using a delamination contact-logic to predict the out-of-plane effects using the shell elements to model the sub-laminates. An experimental programme is carried out to validate the proposed damage modeling methodology. The proposed damage model and the modeling methodologies prove to be capable of reproducing experimental results with good accuracy for the impact tests and Compression After Impacts (CAI) tests.

A utilização de materiais compósitos tem-se tornado cada vez mais frequente em função das excelentes propriedades físicas e estruturais, aliadas à baixa densidade que apresentam. O aumento dos campos de aplicação dos materiais compósitos somente foi possível devido à evolução dos reforços utilizados. A utilização de tecidos tri direcionais como reforços de materiais compósitos melhoram o desempenho e possibilitam sua utilização em campos cada vez mais exigentes, principalmente por reduzir a incidência de falhas por delaminação. Este estudo apresenta o desenvolvimento de um tecido multicamadas tri direcional em fibra de carbono, composto por 6 camadas entrelaçadas entre si, que possa ser utilizado como reforço de materiais compósitos. Utilizando-se o tecido desenvolvido neste trabalho, foram produzidos placas de compósitos pelo processo de saco de vácuo. As propriedades dos compósitos obtidos foram avaliadas por ensaios destrutivos e não destrutivos. Para avaliação das propriedades dinâmico-mecânicas, foi utilizado ensaio não destrutivo de vibração livre amortecida. Os resultados obtidos foram comparados com resultados reportados em literatura para compósitos similares. Para as propriedades de cisalhamento, foi utilizado ensaio de resistência ao cisalhamento, modo Iosipescu, que é um ensaio destrutivo. Os resultados obtidos também foram comparados com os reportados em literatura para compósitos similares. Apesar da baixa uniformidade apresentada pelo tecido, uma vez que o mesmo foi desenvolvido utilizando-se um tear artesanal, os resultados obtidos para os compósitos produzidos com o tecido desenvolvido neste trabalho se mostraram semelhantes aos obtidos em literatura. O que permite afirmar que o tecido multicamadas tri direcionais pode ser utilizado para a fabricação de peças estruturais.

Este trabalho apresenta uma caracterização experimental dos efeitos da curvatura e pressurização na resistência residual de laminados compósitos submetidos à compressão após impacto (Compression After Impact - CAI). Laminados de carbono epóxi foram fabricados com três diferentes curvaturas (k=0,01 m-1, k=0,005 m-1, k=0 m-1) e posteriormente impactados em três diferentes níveis de energias denominadas (baixa, média e alta). Os ensaios de impacto foram realizados no laboratório de estruturas aeronáuticas do ITA utilizando uma torre de impacto em queda livre. Após os ensaios de impacto os laminados forma inspecionados com tecnologia ultrassônica a fim de caracterizar o dano. Um dispositivo de CAI foi projetado e fabricado para avaliar a tolerância ao dano dos laminados compósitos submetidos a cargas de impacto. Os resultados experimentais indicam que a resistência residual à compressão dos laminados curvos foi significamente afetada pela curvatura do laminado. Modelos teóricos foram propostos para prever a resistência residual a compressão após impacto e validados com os resultados experimentais.

O objetivo deste trabalho é propor modelos de elementos finitos que prevejam a ruptura de um olhal de material compósito sob determinada carga. Para isso, consideraram-se os resultados encontrados na literatura para orientar os parâmetros estruturais e resultados obtidos. Utilizou-se o critério de falha de Tsai-Hill e aplicou-se o método de degradação da propriedade do material de apenas degradar as propriedades de resistência do material de acordo com o modo de falha do olhal. O caminho da ruptura também foi obtido.

O presente trabalho é motivado pelo fato da Montagem de Material Compósito ser um processo que envolve uma qualificação especializada e onerosa para a EMBRAER. Para reduzir os custos operacionais e aumentar a competitividade do avião Legacy 450/500, foi realizado esse trabalho com o objetivo de executar e qualificar o processo de furação automatizada dos revestimentos das empenagens horizontais e verticais dos protótipos do Legacy 450/500. Este trabalho descreve detalhadamente a abordagem de implantação dessa solução com o uso dos conceitos DIP, 3P e automação. Disserta também sobre a implantação da abordagem Design for Automation (DFAut) na empresa, com a seleção e registro das lições aprendidas ao longo do desenvolvimento do trabalho, em particular, na eliminação de máscaras de furação, na análise de reforçadores de nervura e o uso do mock-up de madeira para validar a programação CN. As lições aprendidas são usadas para a elaboração preliminar de um guia de diretrizes DFAut que possa ser utilizado em projetos futuros pela empresa. Por fim, são identificados e discutidos os benefícios da aplicação da solução automatizada expressos em termos quantitativos e qualitativos.

Este trabalho estuda as propriedades mecânicas de um painel com um reforçador longitudinal integrado, fabricado por VaRTM, sujeito a um carregamento de compressão no sentido do reforçador. Para isso, ensaios mecânicos, sustentados por normas internacionais, foram realizados em corpos de prova, extraídos de posições pré-determinadas ao longo do comprimento de infusão, para a obtenção das propriedades mecânicas do material, tais como resistência à compressão, resistência ao cisalhamento interlaminar e comportamento em impacto fora do plano, e ensaios de caracterização do material, como fração volumétrica de fibras e ultrassom, de forma que fosse possível validar o método de fabricação, comparando as propriedades mecânicas obtidas nos ensaios com os resultados encontrados na literatura. Ao final, é mostrado que o processo é válido para a fabricação de componentes em compósito. Porém, é dependente de variáveis de processo como, por exemplo, a temperatura de cura da resina, que influencia diretamente na resistência à compressão do material. O painel reforçado também apresentou um desempenho sob carregamento de compressão satisfatório, o que valida a sua produção pelo processo em questão.