Tese de mestrado. Estruturas de Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Essa dissertação trata da modelagem física de filamentos de fibras visando adequá-las a aplicações em equipamentos de enrolamento filamentar - filament winding. No decorrer do trabalho é abordada a criação do subsistema para condução e posicionamento dos fios que compõem as bobinas - rovings. São feitas análises por elementos finitos e realizados testes de bancada com os componentes mecânicos visando validar o subsistema como parte integrante das máquinas de filament winding. É estudada a forma de impregnação dos fios, a tensão e o grau de espalhamento dos fios no decorrer da sua passagem pelo sistema, o qual é composto por um conjunto de polias, um tracionador e um enrolador desses fios. / This dissertation deals with the use of fiber reinforcements, in order to improve its appliance in filament winding machines. Throughout this work it is created a mechanism system to remodel the fiber filaments from rovings to the part that is been produced. Finite element analyses and experimental tests are performed to validate the system as part of the filament winding machines. Its is studied the impregnation characteristics, the tensioning and the spreading of the fibers along the designed system, which is composed by a set of pulleys and tensioners. The system is built and satisfactory results are obtained. The results obtained as well as proposals to improve the system are presented and the results discussed.

Essa dissertação trata da modelagem física de filamentos de fibras visando adequá-las a aplicações em equipamentos de enrolamento filamentar - filament winding. No decorrer do trabalho é abordada a criação do subsistema para condução e posicionamento dos fios que compõem as bobinas - rovings. São feitas análises por elementos finitos e realizados testes de bancada com os componentes mecânicos visando validar o subsistema como parte integrante das máquinas de filament winding. É estudada a forma de impregnação dos fios, a tensão e o grau de espalhamento dos fios no decorrer da sua passagem pelo sistema, o qual é composto por um conjunto de polias, um tracionador e um enrolador desses fios. / This dissertation deals with the use of fiber reinforcements, in order to improve its appliance in filament winding machines. Throughout this work it is created a mechanism system to remodel the fiber filaments from rovings to the part that is been produced. Finite element analyses and experimental tests are performed to validate the system as part of the filament winding machines. Its is studied the impregnation characteristics, the tensioning and the spreading of the fibers along the designed system, which is composed by a set of pulleys and tensioners. The system is built and satisfactory results are obtained. The results obtained as well as proposals to improve the system are presented and the results discussed.

A necessidade de recuperação e reforço em estruturas de madeira, concreto e aço exigiu da construção civil uma procura por métodos mais eficientes que pudessem cumprir esse papel. Com este objetivo vários estudos estão sendo realizados utilizando fibras reforçadas com polímeros (FRP). Dentre estas fibras, as que vêm apresentando melhores resultados como reforço para peças estruturais de madeiras são as fibras de carbono e as fibras de vidro. Dentro deste escopo, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento estrutural de vigas de madeira de espécies nacionais reforçadas com fibras de carbono e com fibras de vidro, verificando a eficiência deste reforço e adequando modelos de cálculo para avaliação da resistência e da rigidez das vigas reforçadas, e também verificar a eficiência de uma formulação de adesivos à base de mamona e do adesivo Cascophen, para fixação das respectivas fibras na madeira, em substituição ao adesivo epóxi, normalmente utilizado. Foram efetuados ensaios de vigas de madeira reforçadas com polímeros, em modelo reduzido, e em protótipos, para diversas configurações de geometria e quantidade de fibras utilizadas. Os resultados obtidos indicam uma boa concordância entre os modelos teóricos para avaliar a resistência e a rigidez das vigas reforçadas, e os resultados experimentais, e a eficiência do reforço. Também foram conduzidos ensaios de tração em corpos-de-prova de fibras laminado com os adesivos, caracterizando a sua resistência e elasticidade e comparando o comportamento dos adesivos estudados. Os resultados indicaram o melhor comportamento do adesivo epóxi. / The necessity of rehabilitation and reinforcement in wood structures, concrete and steel demanded a search for more efficient methods that could to carry this paper. With this objectives several studies are using fibers reinforced polymers (FRP). These fibers which presenting better results in structural reinforcement for structural pieces of wood are the fibers of carbon and the glass fibers. This work has as objective studies the structural behavior of wood beams of national species reinforced with carbon fibers and with glass fibers, verifying the efficiency of this reinforcement and adapting calculation models for evaluation of the strength and stiffness of the reinforced beams, and also to verify the efficiency of a formulation of adhesives to the castor oil and of the adhesive Cascophen, for fixation of the respective fibers in the wood, in substitution the adhesive epoxy, usually used. Experimental work was made with wood beams reinforced with polymeric, in reduced model, and in prototypes, for several geometry configurations and amount of used fibers. The obtained results indicate a good agreement among the theoretical models to evaluate the strength and stiffness of the reinforced beams, and the experimental results, and the efficiency of the reinforcement. Traction rehearsals were also led in body-of-proof of fibers laminated with the adhesives, characterizing your strength and elasticity and comparing the behavior of the studied adhesives. The results indicated the best behavior of the adhesive epoxy.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

A necessidade de recuperação e reforço em estruturas de madeira, concreto e aço exigiu da construção civil uma procura por métodos mais eficientes que pudessem cumprir esse papel. Com este objetivo vários estudos estão sendo realizados utilizando fibras reforçadas com polímeros (FRP). Dentre estas fibras, as que vêm apresentando melhores resultados como reforço para peças estruturais de madeiras são as fibras de carbono e as fibras de vidro. Dentro deste escopo, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento estrutural de vigas de madeira de espécies nacionais reforçadas com fibras de carbono e com fibras de vidro, verificando a eficiência deste reforço e adequando modelos de cálculo para avaliação da resistência e da rigidez das vigas reforçadas, e também verificar a eficiência de uma formulação de adesivos à base de mamona e do adesivo Cascophen, para fixação das respectivas fibras na madeira, em substituição ao adesivo epóxi, normalmente utilizado. Foram efetuados ensaios de vigas de madeira reforçadas com polímeros, em modelo reduzido, e em protótipos, para diversas configurações de geometria e quantidade de fibras utilizadas. Os resultados obtidos indicam uma boa concordância entre os modelos teóricos para avaliar a resistência e a rigidez das vigas reforçadas, e os resultados experimentais, e a eficiência do reforço. Também foram conduzidos ensaios de tração em corpos-de-prova de fibras laminado com os adesivos, caracterizando a sua resistência e elasticidade e comparando o comportamento dos adesivos estudados. Os resultados indicaram o melhor comportamento do adesivo epóxi. / The necessity of rehabilitation and reinforcement in wood structures, concrete and steel demanded a search for more efficient methods that could to carry this paper. With this objectives several studies are using fibers reinforced polymers (FRP). These fibers which presenting better results in structural reinforcement for structural pieces of wood are the fibers of carbon and the glass fibers. This work has as objective studies the structural behavior of wood beams of national species reinforced with carbon fibers and with glass fibers, verifying the efficiency of this reinforcement and adapting calculation models for evaluation of the strength and stiffness of the reinforced beams, and also to verify the efficiency of a formulation of adhesives to the castor oil and of the adhesive Cascophen, for fixation of the respective fibers in the wood, in substitution the adhesive epoxy, usually used. Experimental work was made with wood beams reinforced with polymeric, in reduced model, and in prototypes, for several geometry configurations and amount of used fibers. The obtained results indicate a good agreement among the theoretical models to evaluate the strength and stiffness of the reinforced beams, and the experimental results, and the efficiency of the reinforcement. Traction rehearsals were also led in body-of-proof of fibers laminated with the adhesives, characterizing your strength and elasticity and comparing the behavior of the studied adhesives. The results indicated the best behavior of the adhesive epoxy.

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