Esse trabalho aborda a questão de materiais compósitos reforçados com fibras (fiber reinforced concrete) com enfoque em matrizes cimentícias reforçadas com fibra de aramida Kevlar. O objetivo é caracterizar o potencial da fibra de aramida Kevlar como elemento de reforço a ser adicionado ao concreto. O trabalho busca caracterizar o desempenho dos compósitos formados, identificando as alterações decorrentes da incorporação em função do comportamento mecânico e da resistência ao impacto. Os objetivos são verificar a potencialidade de utilização dessa fibra em termos de trabalhabilidade e resistência mecânica; definir como deve ser a forma de incorporação, verificar a aderência da fibra à matriz através de microscopia eletrônica de varredura por elétrons secundários e determinar a resistência ao impacto, comparando matrizes sem adição de fibra com corpos-de-prova moldados com vários tipos e teores de fibra (aço, sisal, vidro, polipropileno e aramida). Como vantagens da incorporação das fibras de aramida Kevlar, constata-se um incremento na resistência à compressão dos compósitos aos 28 dias em relação aos espécimes sem adição de fibra. Observam-se, também, reduções na massa específica e na trabalhabilidade dos espécimes com adição de fibra de aramida Kevlar em comparação aos sem adição. Em relação à resistência ao impacto, conclui-se que os compósitos com adição de fibra de aço e fibra de aramida são os que apresentaram melhor comportamento dinâmico em relação a energia de ruptura acumulada e à energia para aparecimento da primeira fissura, respectivamente.

A necessidade cada vez maior de efetuar a reabilitação de estruturas que apresentam manifestações patológicas faz com que os profissionais da área busquem continuamente aperfeiçoar os meios tradicionais utilizados para este fim e investigar novos materiais que apresentem vantagens técnicas e econômicas. A utilização de tecidos de fibra de carbono para reabilitação ou reforço de estruturas de concreto armado apresenta-se como uma nova alternativa que tem despertado grande interesse tanto no meio científico quanto no meio profissional, justificando-se o seu estudo. A presente pesquisa investiga a sanidade do reforço quando submetido a elevadas temperaturas, uma vez que o risco de perda da integridade durante um incêndio constitui uma das principais preocupações no que se refere a esta nova técnica, pois a aderência do tecido ao substrato é realizada com adesivo epóxi, altamente vulnerável ao efeito do calor. A degradação em termos de perda de resistência do reforço é avaliada para temperaturas variando de 80 °C à 240 °C e tempos de exposição de 30 à 120 min. Proteções passivas com argamassa de revestimento e gesso aplicadas sobre a matriz de epóxi, como forma de atenuar a degradação do polímero, são também investigadas Pesquisas e várias combinações destas variáveis e os resultados indicam que o adesivo epóxi apresenta um processo de volatilização crescente com o aumento da temperatura, comprometendo a eficácia da técnica de reforço; no entanto, a aplicação de revestimentos incombustíveis e isolantes sobre os elementos reforçados retarda este fenômeno. O estabelecimento do que se constitui em boa técnica para a aplicação de reforço com tecidos de fibra de carbono é de vital importância para evitar o colapso de elementos estruturais reforçados ou, ao menos, garantir estanqueidade e isolamento dos mesmos por um intervalo de tempo suficiente que possibilite a retirada dos ocupantes e as operações de combate ao incêndio em condições de segurança.

[pt] O aproveitamento sustentável do ouriço da castanha do brasil em materiais compósitos constitui a questão principal desta dissertação. A castanha do brasil é um fruto típico de grande representatividade cultural e econômica para a região amazônica e durante a sua extração há o descarte em abundância do invólucro lenhoso denominado ouriço. Este trabalho adotou metodologia experimental e está dividido em duas etapas. A primeira é a fase informativa constituída pela investigação dos conceitos de fundamentação sobre sustentabilidade, design e ciência dos materiais. A segunda descreve todo o processo de desenvolvimento do eco-compósito a partir do reaproveitamento do ouriço com resina vegetal. É apresentado desde a preparação dos experimentos á realização dos ensaios, como o de abrasão, cujo resultado indicou viabilidade técnica para aplicação do material em piso, já que o mesmo apresentou boa resistência à desgastes por atrito. As investigações realizadas contribuem para o aperfeiçoamento e adequação de tecnologia artesanal de fabricação, visando possibilitar a transferência desse conhecimento para comunidades ribeirinhas futuramente e contribuir para valorização desse produto da sociobiodiversidade. / [en] The sustainable use hedgehog chestnut Brazil in composite materials is the main issue of this thesis. The Brazil nut is a typical fruit of great economic and cultural representation to the Amazon region and during extraction for disposal in plenty of hard shell called hedgehog. This study adopted experimental methodology and is divided into two stages. The first phase is constituted by informative investigation of the concepts of reasoning on sustainability, design and materials science. The second describes the process of developing the eco-composite from resin-reused hedgehog plant. It appears from the preparation of experiments will perform the tests , such as abrasion , which results indicated the technical feasibility for application of the material in the ground, since it showed good resistance to chafing. The investigations contribute to the improvement and adaptation of technology artisanal manufacturing, aiming to make possible the transfer of this knowledge to future riverine communities and contribute to the enhancement of the product sociobiodiversity.

[pt] Os materiais termoplásticos compósitos, tais como o polipropileno reforçado com fibras de vidro curtas, são usados cada vez mais em diversos setores industriais. O reforço da fibra de vidro é uma forma utilizada para melhorar as propriedades mecânicas dos termoplásticos, devido ao elevado módulo das fibras e à melhor adesão entre as fibras e a matriz polimérica. No entanto, há poucas informações referentes às propriedades desses fluidos na literatura. No presente trabalho, um estudo das propriedades cisalhantes e elongacionais do polipropileno reforçado com fibras de vidros curtas é apresentado. As viscosidades cisalhantes e elongacionais foram obtidas em um reômetro capilar através da medição da queda de pressão na entrada convergente de um capilar axissimétrico. Utilizaram-se duas geometrias diferentes na entrada do capilar, para a obtenção dos dados experimentais: as geometrias semi-hiperbólica convergente e cônica convergente. Neste último, a viscosidade elongacional foi obtida a partir da queda de pressão na entrada, utilizando as análises de Cogswell e Binding. Simulações numéricas foram realizadas com o objetivo de investigar o comportamento do polipropileno em um processo de extrusão. As equações de conservação de massa e quantidade de movimento foram resolvidas utilizando o método dos elementos finitos a partir do programa comercial Polyflow (Ansys). Para modelar o comportamento da mecânico viscoelástico do polipropileno foram utilizados os modelos de Maxwell, Oldroyd-B e Phan-Thien Tanner (PTT), no entanto a comparação entre os resultados numéricos e os experimentais obtidos no reômetro capilar não apresentaram concordância satisfatória. / [en] Composite thermoplastic materials, like glass fiber reforced polypropropylene, are used increasingly in several industries. In particular, glass fiber reinforcement is used to improve the mechanical properties of thermoplastics, due to the high fiber modulous and to the better adesion between the fibers and the polymeric matrix. However, few data of material properties of these fluids are avaiable in the literature. In this work, a study of shear and elongational properties of a commercial short glass fiber reinforced polypropylene is presented. The shear and elongational viscosities were obtained using the pressure drop measured at a capillary rheometer, with axisymmetric converging dies. Two different die geometries were used: semihyperbolically convergent dies and conical convergent dies. In the last case, the elongational viscosity was obtained using the Cogswell and Binding analysis. Numerical simulations were also performed, to investigate the flow field through the extrusion die process, and to evaluate the pressure drop and elongational viscosity. The conservation equations of mass and momentum were solved via the finite element method, using the commercial program POLYFLOW (Ansys). The Maxwell, Oldroyd B and Phan Thien-Tanner (PTT) constitutive equations were used to model the viscoelastic mechanical behavior of Polypropylene, but the comparison between numerical results and experimental data obtained from the capillary rheometer did not show good agreement.

O câncer é uma das principais causas de morte em todo o mundo, sendo as neoplasias malignas de pulmão, estômago, fígado, cólon e mama em maior número. E, recentemente, observa-se na literatura um grande número de trabalhos onde novos materiais, especialmente nanoparticulados, vêm sendo estudados como carreadores de drogas e radioisótopos aplicados ao tratamento do câncer. Como materiais mesoporosos à base de sílica, graças a sua enorme área superficial e biocompatibilidade, têm sido estudados intensivamente propiciando amplas aplicações em várias áreas, o emprego da sílica SBA-16 nanoestruturada podem vir a ser um específico carreador de radioisótopos acumulando-os nas células malignas. Com isso a proposta deste estudo é desenvolver estudos in vitro utilizando SBA-16 capaz de concentrar seletivamente nas células malignas quantidades terapêuticas do radioisótopo Gadolínio-159 conduzindo-as a morte. Neste trabalho foi realizada a síntese da sílica mesoporosa ordenada, SBA-16 e a incorporação do complexo Gd-DTPA-BMA, assim como a caracterização química e estrutural. As técnicas utilizadas para analisar a ocorrência da incorporação do complexo de gadolínio na matriz de sílica foram análise elementar, espectroscopia de emissão atômica (ICP-AES), análise elementar (CHN), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), adsorção de nitrogênio (BET), difração de raios-x a baixos ângulos (SAXS) e análise termogravimétrica (TG). Para análise da morfologia da sílica pura utilizou-se a microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Por espectroscopia de correlação de fótons (PCS) foi possível obter a medida do tamanho médio das partículas, o índice de polidispersividade (PDI) da sílica SBA-16 e o potencial zeta por anemometria de laser Doppler (LDA). Os resultados de incorporação analisados por ICP-AES indicaram que o material SBA-16 obteve um alto índice de incorporação do gadolínio (93 %). A cinética de liberação, em fluído simulado corpóreo, apresentou estabilidade considerável e baixo teor de liberação (1 %). A sílica mesoporosa SBA-16 apresentou viabilidade celular em contato direto com cultura de células. As amostras, com gadolínio incorporado na matriz de sílica, após da irradiação não apresentaram atividade citotóxica expressiva, o que implica que esses estudos devem aprimorados para que mais pesquisas na área de nanobiotecnologia sejam realizadas. / Cancer is a leading cause of death worldwide, and malignant neoplasms of the lung, stomach, liver, colon and breast in greater numbers. And recently observed in the literature a large number of reviews where new materials, especially nanoparticle, has been studied as drug carriers and radioisotopes applied to cancer treatment. How mesoporous materials based on silica, thanks to its huge surface area and biocompatibility, have been studied intensively providing broad applications in various areas, the use of nanostructured silica SBA-16 might be a carrier specific radioisotope accumulate in the cells malignant. Thus the aim of this study is to develop in vitro studies using SBA-16 can selectively concentrate in malignant cells therapeutic amounts of the radioisotope Gadolinium-159 escorting them to death. This work was performed orderly synthesis of mesoporous silica, SBA-16 and incorporating the complex Gd-DTPA-BMA, as well as chemical and structural characterization. The techniques used to analyze the occurrence of the incorporation of the gadolinium complex in the silica matrix were elemental analysis (CHN), atomic emission spectroscopy (ICP-AES), infrared spectroscopy (FTIR), nitrogen adsorption (BET), small-angle X-ray scattering (SAXS) and thermogravimetric analysis (TG). To analyze the morphology of pure silica used the scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). By photon correlation spectroscopy (PCS) it was possible to obtain a measure of mean particle size, the polydispersity index (PDI) of the silica SBA-16, and the zeta potential by laser Doppler anemometry (LDA). The results of incorporation analyzed by ICP-AES indicated that the material SBA-16 had a higher rate of incorporation of gadolinium (93%). The release kinetics in simulated body fluid, showed considerable stability and low release (1%). The mesoporous silica SBA-16 showed cell viability in direct contact with cell culture. Samples with gadolinium incorporated in the silica matrix after irradiation showed no significant cytotoxic activity, implying that these studies should improved so that more research in nanobiotechnology are performed.

Pultrusão é um de vários processos de fabricação de compósitos poliméricos. Seu princípio de funcionamento envolve a utilização de um conjunto de fibras de reforço, impregnadas previamente por uma resina polimérica termorrígida, que percorre o interior de uma matriz aquecida a fim curar a resina e dar o formato a um perfil sólido. Muitas variáveis de processo, tais como a temperatura das zonas de aquecimento sobre a matriz, a velocidade de tracionamento, a impregnação das fibras, a viscosidade da resina, entre outras, afetam a eficiência do processo assim como a qualidade e o desempenho dos compósitos. Neste estudo, foi investigada a influência do teor de fibra de vidro, do teor de carbonato de cálcio e da temperatura do reservatório de resina nas propriedades mecânicas, como a resistência à tração, o módulo de elasticidade, o alongamento até a ruptura e a dureza de barras sólidas circulares que foram fabricadas utilizando uma resina poliéster insaturada e um único peróxido orgânico. Foi constatado que o processo de pultrusão pode ser realizado utilizando um único iniciador de reação. Além disto, os resultados mostraram que a temperatura do reservatório de resina, o teor de carbonato de cálcio e o teor de fibra de vidro influenciaram de forma significativa nas propriedades das barras pultrudadas. Por fim, este estudo mostrou que é possível melhorar as características destes compósitos e, desta forma, desenvolver materiais que apresentem melhor qualidade e desempenho. / Pultrusion is one of several manufacturing processes of polymer composites. Its operating principle involves the use of a set of reinforcing fibers pre-impregnated with a thermoset resin which run through the interior of a heated die in order to cure the resin and to form a solid profile. Many processing variables such as die temperature, pulling speed, fiber impregnation, resin viscosity, among others, affect the process efficiency as well as the quality and performance of the pultruded composites. In this research, the influence of the glass fiber content, calcium carbonate content and the temperature of the resin bath on the mechanical properties, such as tensile strength, elastic modulus, elongation at break and superficial hardness of solid rods made with an unsaturated polyester resin and a single organic peroxide were investigated. It was observed that pultrusion process can be carried out using a single reaction initiator. In addition, the results showed that the temperature of the resin bath, the calcium carbonate and the glass fiber content have influenced significantly in the properties of the solid rods. Finally, this study showed that it is possible to improve the characteristics of such composites and, therefore, to develop materials that have good quality and performance.

Materiais aplicados na construção civil são importantes para fornecer segurança e conforto às pessoas. Quanto mais adequadas as propriedades térmicas, menos energia é necessária para aquecer ou resfriar uma área construída. A NBR 15575:2013 - Desempenho de Edificações Habitacionais, padronizou desempenhos térmicos para construções. Os blocos estruturais cerâmicos atendem o padrão mínimo, porém acredita-se que seu desempenho possa ser melhorado utilizando materiais de características isolantes dentro de seus furos verticais. Assim, o objetivo deste trabalho é investigar compósitos de matriz cimentícia com agregados leves para o aprimoramento térmico de blocos estruturais cerâmicos. Para o estudo, quatro corpos de prova foram produzidos preenchendo o vazado dos blocos com compósitos de matriz cimentícia utilizando 80% agregados leves (argila expandida, vermiculita, poliestireno expandido (EPS) e perlita expandida), 20% de cimento, além de uma amostra preenchida com graute estrutural que é comumente utilizado em edificações de alvenaria estrutural. Também foram produzidos corpos de prova com os compósitos, para a análise de massa específica, microscopia, resistência à compressão, absorção de água e desempenho térmico medido por termografia. Nos blocos, analisou-se massa final preenchido, absorção de água e desempenho térmico. No estudo termográfico, os blocos preenchidos foram comparados ao bloco cerâmico vazado padrão. Concluiu-se que o preenchimento dos vazados dos blocos com todos os compósitos leves e com o graute estrutural proporcionou um desempenho térmico melhor que o do bloco padrão, se destacando o EPS como melhor desempenho. O desempenho térmico dos prismas de compósitos confirmou o que foi observado nos corpos de prova de blocos. Assim foram feitos novos corpos de prova maximizando o teor de EPS para 85% e 90%. A análise térmica destas amostras apresentou melhor resultado para EPS 90%. O aumento do teor de EPS diminuiu a resistência à compressão e aumentou a absorção de água, porém, como o foco é o desempenho térmico e o bloco preenchido com o compósito EPS (90%) atende as características normativas, esta pode ser uma solução interessante. / Materials applied in civil construction are important to provide security and comfort to people. The more appropriate the thermal properties are, the less energy it is necessary to provide heat or cold to a constructed area. The NBR 15575:2013 standard, which deals with the Performance of Residential Constructions, has standardized thermal performances for buildings. Structural ceramic blocks meet the minimum standard, but it is believed that their performance can be improved by means of materials with isolating characteristics within their vertical holes. Thus, the aim of this paper is to investigate cementitious matrix composites with lightweight aggregates for thermal improvement of ceramic structural blocks. For the study, four specimens were produced by filling the hollow spaces of the blocks with cementitious matrix composites using 80% of lightweight aggregates (expanded clay, vermiculite, expanded polystyrene – EPS –, and expanded perlite), and 20% of cement. These were compared to a sample filled with structural grout, which is commonly used in structural masonry buildings. Specimens were also produced with the composites for specific mass analysis, microscopy, compression resistance, water absorption and thermal performance measured by thermography. In the blocks, the final, filled weight was analyzed, as well as water absorption and thermal performance. In the thermographic study, the filled blocks were compared to standard ceramic hollow blocks. It was concluded that filling the hollow spaces of the blocks with all the lightweight composites and structural grout provided a better thermal performance than that of standard blocks, highlighting EPS as having the best performance. Thermal performance of the composite prisms confirms what was observed in the block specimens. Thus, new specimens were made maximizing the EPS content to 85% and 90%. Thermal analysis of these samples presented better results for EPS 90%. The increase in the EPS content decreased compression resistance and increased water absorption. However, as the focus is thermal performance and as the block filled with EPS composite (90%) meets the requirements of the standard, this may be an interesting solution.

Materiais compósitos são geralmente utilizados por apresentarem boa versatilidade para o design de novos produtos, baixa massa específica e resistência mecânica compatível com várias aplicações estruturais. No entanto, eles têm trazido preocupações relativas à disposição final no ambiente pelo desconhecimento de seu desempenho com o passar do tempo. A previsão das propriedades é dificultada se este material estiver sujeito a um carregamento combinado ao envelhecimento. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é analisar o envelhecimento de materiais compósitos poliméricos unidirecionais vidro/epóxi moldado pelo processo de Moldagem por Transferência de Resina (RTM) comparando as propriedades obtidas nos ensaios mecânicos antes e após envelhecimento higrotérmico em baixa e alta temperatura, associado ou não a um carregamento mecânico em flexão. Também foram estudadas as propriedades mecânicas do compósito somente sujeito ao carregamento mecânico. Basicamente, este trabalho foi dividido em três etapas: Na primeira parte foi analisado o envelhecimento higrotérmico a 50 °C e 80 °C (este último mais prejudicial às propriedades mecânicas analisadas); em seguida somente carregamento mecânico continuoem flexão e posteriormenteexposição ao envelhecimento em água combinando temperatura (80 °C) × esforço mecânico. Nas três etapas observou-se que as propriedades do laminado orientado em 0° apresentaram um maior declínio. De um modo geral a redução das propriedades mecânicas só com carregamento mecânico foi inferior ao envelhecimento higrotérmico na temperatura de 80 °C, e na exposição à água a 80 °C mais o carregamento em flexão a redução das propriedades foi mais acentuada. Ao analisar os resultados das três etapas verificou-se que a resistência short-beam, a resistência à tração e a resistência à compressão foram às propriedades que tiveram mais influência nas condições de envelhecimento citadas. Assim, posteriormente foi realizada uma análise comparativa para ver se a redução da propriedade em relação ao compósito padrão era a mesma se estudássemos os fatores separados ou junto. Conclui-se então que há necessidade de estudar envelhecimento combinado devido à grande diferença entre a soma dos envelhecimentos isolados ao se comparar com o combinado. / Composite materials are generally used because they present good versatility for new product design, low specific mass and mechanical strength compatible with various structural applications. However, they have raised concerns about the ultimate disposal of this type of material in the environment, or the unfamiliarity of its performance over time. The prediction of properties is difficult if this material is subjected to a combined loading in the aging. In this context, the objective of this work is to analyze the aging of glass / epoxy unidirectional polymeric composites molded by the Resin Transfer Molding (RTM) process comparing the properties obtained in mechanical tests before and after the hygrothermal aging, in low and high temperature, associated or not to a bending mechanical loading. Basically, this work was divided into three stages, the analysis of the hygrothermal aging at 50 ° C and 80 ° C (the latter was more harmful to the analyzed mechanical properties),continuous bending mechanical loading, and at last exposure to aging in water by combining temperature (80° C) × mechanical loading. In the three stages, it was observed that the properties of the 0 ° oriented laminate showed a larger decline. In general, the reduction of the mechanical properties with only mechanical loading was inferior to the hygrothermal aging at the temperature of 80 ° C, and the reduction of the properties was more accentuated withthe exposure to water to 80° C plus bending loading. After analyzing the results, the need of studying combined aging was justified because of the large difference between the sum of the isolated aging when compared to the combined one.Analyzing the results of the three steps, the properties that had more influence on the conditions of aging were the short-beam, tensile and compressive strength. Subsequently, a comparative analysis was carried out to see if the reduction of the property in relation to the composite pattern was the same for the factorsstudied separatelyand together. It was concluded that there is a need to study combined aging due to the large difference between the sum of the aging properties studied in isolation when compared to those studied jointly.

Estruturas em material compósito possuem excelentes propriedades mecânicas específicas e sua aplicação em estruturas cresce exponencialmente. Entretanto, por apresentarem alto grau de anisotropia aliado a complexos modos de falha, um completo entendimento dessas estruturas ainda é um árduo desafio. A principal motivação do presente trabalho é avaliar o comportamento mecânico de estruturas em material compósito processadas por filament winding (FW), através de abordagens analítica, numérica e experimental. Laminados de fibra de carbono com resina epóxi foram processados por FW com Vf = 72% em diferentes formatos. Laminados planos foram submetidos a condicionamento higrotérmico e a carregamentos trativos, compressivos e cisalhantes. Também se realizou um estudo numérico focando na determinação da capacidade de transferência de carga do liner (selante) para vasos de pressão (COPV) em compósitos de carbono/epóxi pressurizados internamente. Os vasos de pressão foram modelados considerando variação no ângulo de enrolamento e acúmulo de espessura nas zonas de contorno, para selantes com diferentes materiais e espessura. Além disso, propôs-se um modelo de dano e avaliou-se experimentalmente a progressão da falha de tubos de carbono/epóxi submetidos à pressão hidrostática externa. Os resultados indicam que o dano causado pelo condicionamento higrotérmico afetou a interface fibra/matriz, onde um efeito plasticizante foi encontrado através de análise fractográfica. A superfície de falha no plano 22−12, determinada analiticamente, indicou o dano causado após o condicionamento. Já os resultados numéricos para um vaso de pressão pressurizado internamente indicaram que o selante efetivamente transfere tensão no seu regime elástico e sua contribuição diminui para maiores níveis de pressão. Por fim, o modelo de dano proposto para avaliar tubos submetidos à pressão externa apresentou previsões numéricas não maiores que 8,4% em relação aos dados experimentais, além de ser capaz de indicar precisamente o seu modo de falha. / Composite structures have excellent specific mechanical properties, and their application in structures grows exponentially. Nonetheless, due to their high anisotropy degree, and complex failure modes, a complete understanding of these structures is still a tough challenge. The main motivation of the current work is to investigate the mechanical behavior of composite structures manufactured by filament winding (FW) through analytical, numerical and experimental approaches. Carbon fiber reinforced epoxy composite laminates have been manufactured by FW with a Vf = 72% in several shapes. Flat laminates were submitted to hygrothermal conditioning and subjected to tensile, compressive and shear loadings. Also, a numerical study focusing on the determination of the load sharing ability of the liner for carbon/epoxy composite overwrapped pressure vessel (COPV) under internal pressure has been performed. The COPV was modeled accounting for winding angle variation and thickness built-up at the turn-around zones, for liners with different raw materials and thicknesses. Furthermore, a damage model has been proposed, and experiments were carried out to study failure progression in carbon/epoxy composite tubes under hydrostatic external pressure. The results of this research point out that the damage caused by hygrothermal conditioning affected the fiber/matrix interface, where a plasticizing effect was identified through fractographic analysis. The analytically determined failure surface in the 22−12 plan pointed out the damage generated after conditioning. The numerical results for internally pressurized COPV indicated that the liner effectively shared stress on its elastic regime, and its contribution decreased for higher pressure levels. Lastly, the proposed damage model to evaluate composite tubes subjected to external pressure presented numerical predictions not higher than 8.4% in comparison to the experimental results, being able to indicate their failure modes.

O semieixo automotivo é um componente usualmente metálico pelo qual o torque é transmitido do diferencial para as rodas do veículo. Diferentemente dos semieixos convencionais, os fabricados em materiais compósitos possuem algumas variáveis de projeto que devem ser levadas em consideração, como a orientação das fibras, a sequência de empilhamento, a espessura e o número de camadas. Neste trabalho, cilindros compósitos para aplicação em semieixos de transmissão foram processados por enrolamento filamentar com o objetivo de substituir peças em aço convencional por compósito laminado em fibra de carbono com matriz epóxi. Para tal, os parâmetros da aplicação do semieixo em compósito, como frequência natural, torque critico de flambagem e capacidade de transmissão de torque foram considerados. Foi realizado um ensaio preliminar de torção e foram selecionados três laminados: [±22/±45], [±89/±45] e [±45]2. Cilindros de carbono/epóxi foram fabricados pelo processo de enrolamento filamentar e ensaios de compressão radial e longitudinal dos cilindros foram realizados. Análises mecânicas foram realizadas por meio de abordagens analíticas e numéricas, sendo que a última foi baseada no método dos elementos finitos. Os resultados analíticos foram comparados com os numéricos e experimentais, apresentando uma boa correlação entre eles. O cilindro com o laminado [±45]2 apresentou o melhor desempenho de resistência sob torção. Para torque critico de flambagem, assim como em compressão radial e longitudinal, o laminado [±45]2 apresentou um desempenho satisfatório para a aplicação, apesar de não ser o melhor desempenho dentre os laminados. Conclui-se que o laminado [±45]2 é o que apresenta melhor desempenho, em geral e que a redução de massa do semieixo desenvolvido em compósito utilizando este laminado, em relação ao de aço é de 47%. / The automotive half shaft is usually a metallic-based component in which the torque is transmitted from the differential to the wheels. Unlike conventional half shafts, in composite half shafts there are several parameters to be improved, namely fiber orientation, stacking sequence, thickness and number of layers. In this study, composite cylinders for application in half shafts have been processed by filament winding in order to replace conventional steel parts by laminated composites with carbon fiber reinforced epoxy composites. For that, it must satisfy several parameters of the composite half shaft, such as critical speed, critical buckling torque and load carrying ability. A preliminary torsional test has been performed and three laminates were selected: [±22/±45], [±89/±45] and [±45]2. Carbon/epoxy cylinders were manufactured by filament winding process and radial and longitudinal compression tests were performed. Mechanical analysis has been accomplished by using analytical and numerical approaches, since the last one is based on the finite element method. Analytical results were compared with the numerical and experimental ones, presenting a good correlation between them. The cylinder [±45]2 has the best performance under torsional loading. For critical buckling torque, as well as radial and longitudinal compression, the laminate [±45]2 presented a satisfactory performance for the application, but not the best performance within the laminates. The main conclusion is that the laminate [± 45]2 has the best performance and the weight reduction of the composite half shaft developed using this laminate is of 47%, when compared to a steel-based shaft.