Neste trabalho apresentam-se pocedimentos para análise não linear de estruturas de materiais compostos laminados reforçados por fibras. A formulação é baseada em uma descrição cinemática incremental Lagrangeana Total, que permite o tratamento de deslocamentos arbitrariamente grandes com pequenas deformações, utilizando elementos finitos tridimensionais degenerados deduzidos para a análise de cascas. As estruturas são consideradas como submetidas a cargas mecânicas e a ações de temperatura e de umidade. O material é suposto elástico linear com propriedades dependentes, ou não, dos valores da temperatura e da concentração de umidade, ou viscoelástico linear com uma relação constitutiva em integral hereditária , e com comportamento higrotermo-reologicamente simples. As lâminas são consideradas como sujeitas a falhas, as quais são detectadas através de critérios macroscópicos, baseados em tensões ou em deformações. As equações não lineares de equilíbrio são resolvidas através de procedimentos iterativos e as deformações dependentes do tempo são avaliadas pelo método das variáveis de estado. Diversos exemplos numéricos de estruturas submetidas à flexão, flambagem elástica e viscoelástica e falhas são apresentados. / This work presents procedures for nonlinear analysis of laminated composite materiaIs reinforced by fibers. The formulation is based on a Total Lagrangean incremental description which allows the treatment of arbitrarily large displacements and small strains, using three-dimensional degenerated finite elements derived for the shell analysis. The structures are considered as subjected to mechanics, thermal and hygroscopic loads. The material is considered as linear elastic with mechanical properties dependent, or not, of the temperature and moisture concentration, or linear viscoelastic with a constitutive relation defined by a hereditary integral and with hygrothermal-rheologically simple behavior. The layers can be subjected to , failures, which are detected by macroscopic failure cri teria based on stress or strain components. The nonlinear equilibrium equations are solved by iterative procedures and the time dependent strains'are determined by a'state' variables apprdach. Several numerical examples of structures subjected to bending, elastic and viscoelastic buckling and failures are presented.

Neste trabalho apresentam-se pocedimentos para análise não linear de estruturas de materiais compostos laminados reforçados por fibras. A formulação é baseada em uma descrição cinemática incremental Lagrangeana Total, que permite o tratamento de deslocamentos arbitrariamente grandes com pequenas deformações, utilizando elementos finitos tridimensionais degenerados deduzidos para a análise de cascas. As estruturas são consideradas como submetidas a cargas mecânicas e a ações de temperatura e de umidade. O material é suposto elástico linear com propriedades dependentes, ou não, dos valores da temperatura e da concentração de umidade, ou viscoelástico linear com uma relação constitutiva em integral hereditária , e com comportamento higrotermo-reologicamente simples. As lâminas são consideradas como sujeitas a falhas, as quais são detectadas através de critérios macroscópicos, baseados em tensões ou em deformações. As equações não lineares de equilíbrio são resolvidas através de procedimentos iterativos e as deformações dependentes do tempo são avaliadas pelo método das variáveis de estado. Diversos exemplos numéricos de estruturas submetidas à flexão, flambagem elástica e viscoelástica e falhas são apresentados. / This work presents procedures for nonlinear analysis of laminated composite materiaIs reinforced by fibers. The formulation is based on a Total Lagrangean incremental description which allows the treatment of arbitrarily large displacements and small strains, using three-dimensional degenerated finite elements derived for the shell analysis. The structures are considered as subjected to mechanics, thermal and hygroscopic loads. The material is considered as linear elastic with mechanical properties dependent, or not, of the temperature and moisture concentration, or linear viscoelastic with a constitutive relation defined by a hereditary integral and with hygrothermal-rheologically simple behavior. The layers can be subjected to , failures, which are detected by macroscopic failure cri teria based on stress or strain components. The nonlinear equilibrium equations are solved by iterative procedures and the time dependent strains'are determined by a'state' variables apprdach. Several numerical examples of structures subjected to bending, elastic and viscoelastic buckling and failures are presented.

Neste trabalho apresentam-se pocedimentos para análise não linear de estruturas de materiais compostos laminados reforçados por fibras. A formulação é baseada em uma descrição cinemática incremental Lagrangeana Total, que permite o tratamento de deslocamentos arbitrariamente grandes com pequenas deformações, utilizando elementos finitos tridimensionais degenerados deduzidos para a análise de cascas. As estruturas são consideradas como submetidas a cargas mecânicas e a ações de temperatura e de umidade. O material é suposto elástico linear com propriedades dependentes, ou não, dos valores da temperatura e da concentração de umidade, ou viscoelástico linear com uma relação constitutiva em integral hereditária , e com comportamento higrotermo-reologicamente simples. As lâminas são consideradas como sujeitas a falhas, as quais são detectadas através de critérios macroscópicos, baseados em tensões ou em deformações. As equações não lineares de equilíbrio são resolvidas através de procedimentos iterativos e as deformações dependentes do tempo são avaliadas pelo método das variáveis de estado. Diversos exemplos numéricos de estruturas submetidas à flexão, flambagem elástica e viscoelástica e falhas são apresentados. / This work presents procedures for nonlinear analysis of laminated composite materiaIs reinforced by fibers. The formulation is based on a Total Lagrangean incremental description which allows the treatment of arbitrarily large displacements and small strains, using three-dimensional degenerated finite elements derived for the shell analysis. The structures are considered as subjected to mechanics, thermal and hygroscopic loads. The material is considered as linear elastic with mechanical properties dependent, or not, of the temperature and moisture concentration, or linear viscoelastic with a constitutive relation defined by a hereditary integral and with hygrothermal-rheologically simple behavior. The layers can be subjected to , failures, which are detected by macroscopic failure cri teria based on stress or strain components. The nonlinear equilibrium equations are solved by iterative procedures and the time dependent strains'are determined by a'state' variables apprdach. Several numerical examples of structures subjected to bending, elastic and viscoelastic buckling and failures are presented.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-09Bitstream added on 2014-06-13T20:55:50Z : No. of bitstreams: 1 santos_cef_me_guara.pdf: 3218848 bytes, checksum: 3f5d62f5f34f564cf227356a6f346b8a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho, foram analisados os resultados do processo de furação da chapa de GLARE®. O que motivou este estudo foi a necessidade cada vez maior para as empresas de realizar furos em materiais compósitos com brocas especiais e comerciais em quantidades cada vez mais crescentes. Outros fatores chamam a atenção em relação aos resultados obtidos a partir destas operações tais como: a qualidade das superfícies geradas na usinagem, o acabamento dos furos, geometria, deformação, tolerância dimensional e possíveis defeitos gerados. Neste estudo os testes foram realizados sem a presença de fluído refrigerante. Foram executados vários ensaios totalizando sete diferentes condições, e foi possível conseguir eliminar o defeito de delaminação, deformação, desfibramento e manter uma uniformização na usinagem dos furos. Foram identificamos os melhores parâmetros de furação com broca de metal duro inteiriça comercial, para o material compósito GLARE®. A velocidade de corte ideal para o material foi de 157m/min, nesta condição foi possível manter a ferramenta com sua integridade com o mínimo de desgaste por abrasão totalizando 248 furos e a ferramenta ainda com condições de continuar a cortar normalmente / In this work, the results of the drilling process of the GLARE® sheet were analyzed. What motivated this study it was the need every time larger for the companies of accomplishing holes in materials composites with special drills and you trade more and more in amounts growing. Other factors get the attention in relation to the results obtained starting from these such operations as: the quality of the surfaces generated in the machining, the finishing of the holes, geometry, deformation, dimensional tolerance and possible generated defects. In this study the tests were accomplished without the presence of cutting fluid. Several rehearsals were executed totaling seven different conditions, and it was possible to get to eliminate the delamination defect, deformation, disfibration and to maintain an uniformization in the holes machining. Were identified the best drilling parameters with integral cemented carbide drill from commercial trade, for the material composite GLARE®. The better cutting speed for the material was of 157m/min, in this condition it was possible to maintain the tool with its integrity with the minimum of wear for abrasion still totaling 248 holes and the tool with conditions of continuing to cut usually

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-08Bitstream added on 2014-06-13T19:47:37Z : No. of bitstreams: 1 brocks_t_me_guara.pdf: 1127902 bytes, checksum: d3d7631f1ee3c081efb6530997375ebd (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A indústria aeronáutica nacional tem intensificado sua busca por materiais alternativos, com características e propriedades que permitam a substituição segura do material metálico. Com o objetivo de ganhar competitividade no mercado internacional e contribuir para o desenvolvimento tecnológico no país, o presente trabalho apresenta a técnica de processamento de moldagem por transferência de resina (RTM), utilizada na fabricação de materiais compósitos estruturais e ainda pouco estudada no Brasil. Os compósitos processados por essa técnica apresentam maior fração volumétrica de fibras, melhor acabamento superficial e pouca ou nenhuma necessidade de acabamento do componente produzido. Este trabalho compreende o processamento e a caracterização de compósitos produzidos com resina epóxi monocomponente Cycom 890 e dois tipos de tecidos, plain weave e twill 2x2, ambos de fibra de carbono. Para a determinação dos parâmetros de processamento, a resina foi caracterizada quanto aos seus comportamentos térmico e viscoso. Com base nos resultados e testes preliminares foi determinada a temperatura mais adequada de injeção em 100°C, a pressão de injeção entre 0,2 e 0,4 MPa e de vácuo em 250 mPa.s. Os compósitos produzidos foram analisados pela técnica de ultrassom C-Scan e os resultados mostraram que os laminados processados estão homogêneos quanto à impregnação. Testes de tração mostram que os laminados com tecido tipo Twill apresentam maior média de resistência à tração, enquanto que a diferença de trama não influencia significativamente às propriedades de flexão e cisalhamento, que se mostraram superiores as propriedades de compósitos produzidos em autoclave com maiores porcentagens de reforço. Em fadiga, ambos os laminados apresentaram um curto intervalo, com tensões próximas à de tração, no entanto, o laminado PW/Cycom apresentou maior... / The national aeronautical industry has intensified your search for alternative materials, with characteristics and properties that allow the safety replacement of metallic material. The goal is to gain competitiveness on international market and contribute with technological development in the country. This work presents a processing technique of resin transfer molding (RTM), used on manufacture of structural composites and understudied in Brazil. Composites processed by this method have a higher fibers volume fraction, better surface finish and little or no finishing require of produced component. This work includes the processing and characterization of composites made with monocomponent epoxy resin Cycon 890 and two types of carbon fiber fabrics, plain weave and twill 2x2. To determine processing parameters, the resin was characterized regarding thermal behavior and viscosity. Based on this results and preliminary tests, it was determined the most appropiate injection temperature at 100°C, the injection pressure between 0.2 and 0.4 MPa and vacuum pressure in 250 mPa.s. Composites produced were analyzed by C-scan ultrasound technique showing a homogeneous impregnation of processed panels. Tensile and flexural tests characterized mechanically composites, allowing seeing that Twill fabric has higher medium tensile performance, while the difference of weft does not influence significantly the flexural and shear properties, that are superior than properties of composites made by autoclaving with higher reinforced volume. In fatigue, both composites showed short interval, close to ultimate tensile strength (uts), however, the PW/Cycom laminated showed higher fatigue resistance, with an interval between 85-92% of uts. About the thermal behavior, it was observed an improvement in properties with the addition of carbon... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-09Bitstream added on 2014-06-13T19:35:03Z : No. of bitstreams: 1 shiino_my_me_guara.pdf: 3902027 bytes, checksum: 6b8b675f5c370e00fec9d53eaca61233 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O setor de transporte tem buscado materiais mais leves e resistentes para melhorar a autonomia e capacidade de seus veículos. Os materiais compósitos de carbono/epóxi têm superado as expectativas neste setor e volumes significativos já são empregados na aviação. Com a intenção de produzir peças estruturais para a área aeronáutica, esse trabalho propôs a implantação do processo RTM e produção de compósitos com potencial aplicação estrutural. O foco principal do trabalho foi o domínio total na montagem e uso do equipamento RTM para um perfeito funcionamento de forma a evitar erros de processamento. O trabalho envolveu a seleção de fibras de carbono e resina epóxi com a intenção de atingir propriedades superiores às ligas metálicas, principalmente as ligas de alumínio. Para estabelecer os parâmetros de processo a resina foi caracterizada quanto a viscosidade e propriedades físico-químicas. Para avaliar a qualidade do processamento foi utilizada a inspeção por ultrassom A-scan e C-scan e as frações volumétricas foram determinadas através da metodologia da norma ASTM D 3171-09. Já para a caracterização do compósito foram utilizados ensaios mecânicos de tração, flexão, fadiga e posterior análise fractográfica. Análise térmica foi empregada para assegurar que o material foi completamente curado. Ao todo foram avaliados dois tipos de laminados: com 4 camadas do tipo Satin Harness (5HS) com 10 camadas e quasi-isotrópico com 5 camadas / The transportation field has searched for lighter and strengthen materials to improve the autonomy and load capacity of their vehicles. Carbon/epoxy composites have overcome the expectations in this field. Appreciable volume production of structural components has been employed in aircrafts. Aiming of producing structural parts for aeronautic field, this research work focuses on the implementation of the RTM process and production of carbon/epoxy composite material. The work had the main objective on managing the assemblage and usage for a perfect operation, in the way to avoid processing errors. The research involved the right choice of carbon fibers and resin system intended to obtain higher specific properties than the metal alloys, mainly the aluminum alloys. Process parameters were established by characterizing the viscosity and physicalchemical properties. The quality assessment was performed by A-Scan and CScan ultrasonic test and volumetric fractions analysis. The volumetric analysis were performed according to the ASTM 3171-09. Besides the evaluation of material performance it was performed tensile, flexure, fatigue tests and further fractographic analysis was carried out using scanning electron microscopy. To ensure complete cure thermal analyze was performed. Two laminate architectures were evaluated: one 10 plies Harness Satin (5HS) and one 5 plies quasi-isotropic laminate

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2008. / Submitted by Natália Cristina Ramos dos Santos (nataliaguilera3@hotmail.com) on 2009-09-29T12:47:26Z No. of bitstreams: 1 2008_WeimarSilvaCastilho2_semCapitulo2.pdf: 1262309 bytes, checksum: ec2dc4e1c986154808428c725679409f (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2010-02-10T22:57:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_WeimarSilvaCastilho2_semCapitulo2.pdf: 1262309 bytes, checksum: ec2dc4e1c986154808428c725679409f (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-10T22:57:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_WeimarSilvaCastilho2_semCapitulo2.pdf: 1262309 bytes, checksum: ec2dc4e1c986154808428c725679409f (MD5) Previous issue date: 2008-07-04 / As ligas com memória de forma (Shape Memory Alloys – SMA) são materiais capazes de recuperar uma forma geométrica previamente estabelecida através do aquecimento. Esta singular propriedade das SMA possibilita o seu emprego em diversas situações que vão desde arcos ortodônticos e instrumentos cirúrgicos a estruturas adaptativas para controle de forma e de vibração. Devido à complexidade do seu comportamento termomecânico a sua caracterização termomecânica é um passo fundamental no desenvolvimento de aplicações baseadas em SMA. No desenvolvimento de estruturas adaptativas para controle de forma e de vibração, os compósitos híbridos com memória de forma – Shape Memory Alloy Hybrid Composites (SMAHC) – são a forma mais promissora de emprego destas ligas. Entretanto, além da complexidade associada ao comportamento das SMA, os materiais SMAHC envolvem ainda a complexidade dos compósitos, tornando a caracterização termodinâmica de materiais SMAHC ainda mais necessária. O objetivo do presente trabalho é caracterizar termomecanicamente materiais SMAHC. Tal caracterização consiste, basicamente, do levantamento de curvas tensãodeformação para diferentes combinações matriz/fios de SMA a diferentes temperaturas (nas fases martensítica e austenítica). Uma análise comparativa entre os resultados obtidos nas diferentes fases mostram como diferentes propriedades mecânicas (módulo de elasticidade, máxima deformação e tensão de ruptura trativa) se comportam em função da temperatura e da fração volumétrica de SMA. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Shape Memory Alloys - SMA - are materials with the ability to recover a certain geometric form previously established upon heating. This singular behavior enables their application in many situations, from orthodontic arches and medical instruments to adaptative structures for shape and vibration control. Due to the complexity of their thermomechanical behavior the thermomechanical characterization of the SMA is a fundamental step in the development of applications based on SMA. In the development of adaptative structures for shape and vibration control the shape memory alloy hybrid composites - SMAHC - is the most promising way to explore these alloys. Therefore, in adition to the complexity of the thermomechanical behavior of the SMA the SMAHC materials involves the complexity of the composite too, becoming the thermomechanical characterization even more necessary. The aim of the present work is to characterize thermomechanically SMAHC materials. Such characterization consists, basically, of obtaining stress-strain curves for different combinations matrix/SMA wires at different temperatures (in martensitic and austenitic phases). A comparative analysis of the obtained results in the different phases show how the different mechanical properties (elastic modulus, ultimate strain and ultimate tensile stress) behave as function of temperature and SMA volume fraction.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2011-06-06T18:14:32Z No. of bitstreams: 1 2010_DiegoMauricioSandovalCeron.pdf: 2551489 bytes, checksum: 933de8696616be85e542230f6d6498dc (MD5) / Rejected by Raquel Viana(tempestade_b@hotmail.com), reason: arrume on 2011-06-06T18:59:04Z (GMT) / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2011-06-06T19:00:10Z No. of bitstreams: 1 2010_DiegoMauricioSandovalCeron.pdf: 2551489 bytes, checksum: 933de8696616be85e542230f6d6498dc (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-06-17T18:30:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_DiegoMauricioSandovalCeron.pdf: 2551489 bytes, checksum: 933de8696616be85e542230f6d6498dc (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-17T18:30:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_DiegoMauricioSandovalCeron.pdf: 2551489 bytes, checksum: 933de8696616be85e542230f6d6498dc (MD5) / Alguns materiais com propriedades especiais como as ligas com memória de forma (Shape Memory Alloy-\SMA"), por exemplo, o “NiTi" (liga níquel-titânio) que _e conhecido por sua capacidade de recuperar grandes deformações (ao redor 10%) devido á transformação de fase martensita-austenita, apresentam grande potencial de aplicação em diferentes áreas da tecnologia. A integração deste tipo de material como atuador em compósitos reforçados com fibras tem sido um campo de pesquisa com atrativos potenciais de aplicação em áreas como aeroespacial e aeronáutica. O desenvolvimento de materiais híbridos com memória de forma (Shape Memory Alloy Hybrid Composites{\SMAHC") pode abrir novas perspectivas com respeito ao desenvolvimento da engenharia estrutural com formas e outras propriedades adaptativas. Até agora o desenvolvimento deste tipo de materiais avançados está em etapa embrionária. O objetivo do presente trabalho é estudar uma metodologia de fabricação de materiais híbridos com memória de forma. A eficiência da metodologia proposta será analisada por meio de um estudo das propriedades mecânicas mediante ensaios de tração de corpos de prova SMAHC. Para isto foram fabricados diferentes configurações de CPs variando a fração volumétrica de SMA e a classe de matriz epóxi, cura frio ou cura quente, com o _m de estudar as propriedades mecânicas dos SMAHC. No que diz respeito ás características mecânicas, a configuração que obtive o melhor desempenho durante os ensaios de tração foi o CP fabricado com oito fios de SMA na linha neutra com uma resina epóxi cura quente reforçada com fibra de vidro picotada disposta aleatoriamente, testado numa temperatura de 69 °C, T > Af. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Some materials with specials properties, like \NiTi" (nickel{titanium Shape Memory alloy) Alloys (\SMA"), are well known as capable of recovering large strains (of the order 10%) by the marten site to austenite phase transformation, are expected to be broadly used for applications in different areas of technology. The integration of these materials as actuators in reinforced polymers composites has been a development with big application potential in areas such as aerospace and the aeronautics. The development of Shape Memory Alloy Hybrid Composites (\SMAHC") opens up new perspectives in regard to the development of engineering structures with adaptive shape, stiffness, damping and other properties. However, the development of these advanced materials is still in an embrionary stage. The objective of this work is to study a methodology to the manufacture of Shape Memory Alloy Hybrid Composites. Its efficiency will be analized through a study of mechanical properties by tests of traction of samples SMAHC. For this were manufactured different configurations of CPs varying volumetric fraction SMA and the class of matrix epoxy, healing cold or cure hot, in order to study the mechanical properties of SMAHC. In respect of the mechanical characteristics, the configuration which obtained the best performance during the tests of traction was the CP manufactured with eight wire SMA in neutral line with epoxy resin healing hot reinforced with whisker fiber glass, sampled in a temperature of 69 °C, T > Af .

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-03-19T14:22:09Z No. of bitstreams: 1 2013_AndreMiazakidaCostaTourinho.pdf: 14761717 bytes, checksum: 65c0d9be2e4d3d504cdd90194b722fad (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-03-19T14:34:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_AndreMiazakidaCostaTourinho.pdf: 14761717 bytes, checksum: 65c0d9be2e4d3d504cdd90194b722fad (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-19T14:34:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_AndreMiazakidaCostaTourinho.pdf: 14761717 bytes, checksum: 65c0d9be2e4d3d504cdd90194b722fad (MD5) / O uso de materiais compósitos e estruturas sanduíche vem crescendo com o passar do tempo. Este crescimento gera, por sua vez, uma demanda por formas de se detectar defeitos e danos, e avaliar a integridade de estruturas feitas com esses materiais de maneira prática e confiável. Neste contexto, o presente trabalho busca iniciar o desenvolvimento de novos métodos de ensaio não destrutivo de materiais compósitos e estruturas sanduíche, baseando-se no comportamento vibro-acústico da estrutura. Isto foi feito por duas abordagens distintas: experimental e numérica. Na abordagem experimental, estudou-se a possibilidade de usar parâmetros obtidos com base no som radiado pela estrutura para fazer a identificação de defeitos em uma placa-sandu íche, na qual defeitos foram deliberadamente introduzidos durante a fabricação. Foram testados dois parâmetros psicoacústicos — loudness e sharpness — e o chamado Índice de discrepância. Com estas três métricas foi possível identificar falhas. Contudo, dificuldades como indicações de defeito em locais onde não há nenhum e o tempo de duração do ensaio permanecem como obstáculos a serem vencidos. Na abordagem numérica, utilizou-se o método dos elementos finitos para modelar placas laminadas com delaminações. Foram consideradas duas formas diferentes de se modelar a delaminação. Também foram consideradas delaminações de diferentes tamanhos e em diferentes posições na placa, para estudar como a presença da delaminação afeta frequências e modos de vibração da placa, além de frequências e distribuições modais de pressão de uma cavidade com cinco paredes rígidas e com a placa ocupando a posição da parede restante. Foi observado que frequências e modos são (de uma forma geral, para os casos avaliados) pouco sensíveis á presença de delaminações. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The use of composite materials and sandwich structures is increasing with time. This increase results in a greater need to detect defects and damage, and assess the overall integrity of structures made with these materials. Within this context, the present work seeks to initiate the development of new methods of nondestructive evaluation of composite materials and sandwich structures, based on the vibro-acoustic behavior of the structure. This problem was approached in two different ways — experimental and numerical. In the experimental study, the possibility of detecting defects in a sandwich plate (in which defects were deliberately introduced during the manufacturing of the plate) with parameters obtained from the sound radiated by the plate was evaluated. Two psychoacoustic parameters were tested —loudness and sharpness. A parameter named \discrepancy index" was also tested. With these parameters, defects were detected on the test piece. However, the time required to complete the test and the fact that indications of defects were made on parts of the test piece where there were none, remain as obstacles to be surpassed. In the numeric study, the finite element method was used to model laminated plates with delaminations and study how the delaminations affect the natural frequencies and modes of vibration of the plate, as well as the natural frequencies and modal distribution of pressure of a rectangular cavity with five rigid walls and the laminated plate covering the opening. It was observed that the frequencies and modes were little affected by the presence of delaminations in most of the cases studied.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-14Bitstream added on 2014-06-13T18:30:59Z : No. of bitstreams: 1 galvao_lfb_me_guara.pdf: 5860874 bytes, checksum: c57fbd9408296bb95c9dc0c8db4822c3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A indústria de transporte como um todo tem intensificado sua busca por materiais e processos de fabricação que atendam as necessidades de redução de custo e peso. Esta busca entretanto deve estar correlacionada ao aumento da resistência mecânica e da produtibilidade de peças cada vez mais complexas. Desta forma, o processo de infusão de resina líquida como a Moldagem por Transferência de Resina Assistida por Vácuo (VARTM) vem se destacando, em especial na indústria aeronáutica, como um meio de produção destas peças. O presente trabalho visa avaliar comparativamente laminados processados pelo método VARTM polimerizados de diferentes formas, onde um dos laminados foi polimerizado em uma estufa e outro polimerizado por meio do aquecimento do molde de infusão. Cada um dos laminados possuía três espessuras, e foram produzidos com resina epóxi bi-componente e tecido plain weave de fibra de carbono. Para a determinação dos parâmetros de processamento, a resina foi caracterizada quanto ao comportamento térmico. Para avaliar a presença de defeitos (poros e vazios) foi utilizada a inspeção por ultrassom, a digestão ácida e a porosimetria de mercúrio. Para a caracterização mecânica, foram utilizados os ensaios de resistência à tração, cisalhamento no plano e cisalhamento interlaminar, com posterior análise fractográfica. Os laminados produzidos tiveram suas propriedades térmicas avaliadas pela análise dinâmico-mecânica. Os resultados destas análises mostraram uma baixa influência do processo de cura sobre as propriedades dos compósitos produzidos e uma limitação na utilização do VARTM para produção de laminados com elevada espessura / The transportation industry has intensified materials research and manufacturing processes development in order to reduce cost and weight, linked to increase mechanical strength and reproducibility of complex parts. In this regarding the liquid resin infusion process such as Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM) has been highlighting, specially for the aircraft components. The present work aims to compare two composites laminates processed in different cure program. One of them was cured in an oven and other one by heating the manufacturing mold using electrical resistance. Each laminate was manufactured with three thickness using a bi-component epoxy resin and plain weave carbon fiber fabric, processed by VARTM. For choose process parameters the resin thermal behavior was conducted. In order to evaluate the presence of defects (voids and poros) ultrasonic inspection, acid digestion evaluation and mercury porosimetry technique were used. For the mechanical characterization tensile, in-plane shear and interlaminar shear tests were used, with subsequent fractographic analysis by SEM. Laminates also had its thermal behavior evaluated by a dynamic mechanical analysis. Results showed a low influence of curing process over laminate properties and a limitation of VARTM process application to manufacture parts with a high number of plies