Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T04:48:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239442.pdf: 5382106 bytes, checksum: 8798dd468cb2d851bfcd836a557873ca (MD5) / Com a finalidade de diminuir o tempo de lançamento e o custo dos produtos de plástico injetados, cada vez mais a indústria de moldes vem buscando o emprego de técnicas e ferramentas para a fabricação de moldes-protótipos, dentre as quais se destacam os fabricados em resina epóxi por técnicas de prototipagem rápida. Apesar deste crescente interesse, pesquisas revelaram que uma das partes do molde mais sensível à falha é o ponto de injeção, cujo dimensionamento incorreto pode inviabilizar a produção da série de peças-protótipo devido à sua ruptura. Embora a literatura recomende o uso de sistemas CAE como uma ferramenta importante no processo de projeto de moldes-protótipos, não são encontradas diretrizes visando auxiliar o projetista no dimensionamento adequado dos pontos de injeção para moldes-protótipos. Neste trabalho, mediante o auxílio de sistemas CAE comerciais, desenvolvidos para simular o preenchimento em material termoplástico de cavidades de moldes de aço, foram realizados estudos comparativos entre resultados de simulações e resultados práticos de moldagem por injeção em moldes-protótipos fabricados em resina epóxi, para diferentes pontos de injeção de seção retangular. Durante a realização do trabalho, concluiu-se que para as simulações de preenchimento no Moldflow não é preciso arbitrar com precisão a temperatura dos moldes em resina; A seqüência de simulações do tipo FILL é suficiente para se obter os carregamentos que atuam sobre o ponto de injeção e que apesar do solver tipo NAVIER ser mais preciso, o solver FAST é cinco vezes mais rápido. Os resultados também mostraram que apesar das simulações em CAE não preverem as pressões a montante do ponto de injeção precisamente, elas foram capazes de apontar a região onde ocorreram as falhas dos pontos de injeção testados na prática, evidenciando a importância desta ferramenta no auxílio ao projeto de pontos de injeção em moldes-protótipos fabricados em resina epóxi.

Este trabalho constitui-se do estudo da cinética e termodinâmica da reação de cura de um sistema bi-epoxi ( Araldit F + anidrido ftálico + trietilamina utilizando a Análise Térmica. através da técnica do DSC. o sistema foi analisado segundo métodos não-isotérmicos com a finalidade de verificar os efeitos da concentração da trietilamina bem como o da velocidade de aquecimento. Os métodos utilizados foram o da regressão multi-linear31, de freeman-carrol de Kissinger 49,50 e de. Osawa51. Os resultados obtidos demonstraram Que a reação de polimerização-reticulação do sistema segue a equação de Arrhenius, indicando um processo aproximadamente de primeira ordem (1. 5 l em relação a amina, e que os valores da energia de ativação sofrem um aumento com a adição da amina ao meio reacional. Comparando-se o estudo!54 realizado anteriormente Araldit F + anidrido succínico + trietilaminal no Laboratório de Instrumentação e Dinâmica Molecular, deste Instituto, e o sistema em estudo ( Araldit F + anidrido ftálico + trietilamina ), verifica- se um comportamento cinético termodinâmico similar com diferenciação nos valores da energia de ativação e no fator pré-exponencial. sem diferenças nos valores da ordem de reação. A presença da amina causa um aumento considerável nos valores da energia de ativação nos dois sistemas. Este aumento da energia de ativação nos leva a considerar a amina como iniciador no processo de polimerização e não como um catalisador como comumente é considerada. / This work includes the Kinetic and Thermodynamical study by Thermal Analvsis, using DSC technics, of the cure reaction: Araldite F + Phtalic Anhydride + Triethylamine. The system was analysed by non-isothermal methods with the purpose to study the effects Df triethylamine concentration. as well the rate Df heating. The theoretical - mathematical treatment used here 31 was according to the multi linear regressl.on 43 Freeman-Carrol, kissinger 49,50 an d Osawa 51 techniques. The results demonstrated that the polymerization network-formation reaction Df the system studied followed the Arrhenius equation, indicating approximately a first order process (1.5) with refference to amine. The values Df the Activation Energy increased with addition of amine to reactional medium. The system studied in this work (Araldite F + Phtalic Anhydride + Triethylamine represents a Kinetic and Thermodynamical behaviour similar to the behaviour of the reaction system (Araldite F + Succinic Anhydride + Triethylamine) studied,4 before. We observed different values of Activation Energy as well as Pre-Exponencial Factor, but same reaction order for the two differents svstems. The amine addition leads to a remarkable increase Df the Activation Energv in the two systems. This increase in Activation Energy permited us to consider the amine as initiator Df the polymer-ization process, but not as catalvst as it is usuallv considerated.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-20T03:12:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334962.pdf: 2818496 bytes, checksum: 41b79c3754a1ed81014ec905533f893c (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho foram preparados aditivos nanoestruturados de Montmorilonita-Polipirrol (MMT-PPy.DBSA) a partir da polimerização in situ do pirrol na presença de argila, bentonita sódica natural, (MMT-Na+) em solução aquosa com surfactante ácido dodecil benzeno sulfônico (DBSA), utilizando-se o cloreto de ferro (III) hexahidratado (FeCl3.6H2O), como agente oxidante. A estrutura e propriedades dos aditivos nanoestruturados de MMT-PPy.DBSA foram avaliadas a partir de diferentes técnicas de caracterização. O aditivo nanoestruturado de MMT-PPy.DBSA foi então incorporado em diferentes concentrações na resina epóxi para obtenção de revestimentos a partir da mistura física dos componentes utilizando tolueno como solvente. Com o intuito de realizar uma análise comparativa das propriedades físicas e eletroquímicas dos revestimentos obtidos foram também preparados compósitos de Epóxi/MMT, Epóxi/PPy.DBSA e Epóxi/MMT/PPy.DBSA a partir do mesmo procedimento usado na obtenção de Epóxi/MMT-PPy.DBSA. As propriedades e estrutura dos materiais obtidos foram avaliadas a partir da espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), medidas de condutividade elétrica, análises dinâmico- mecânicas (DMA), análise superficial: ângulo de contato e rugosidade, ensaios eletroquímicos de corrosão como: potencial de circuito aberto (PCA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica (PPD). O revestimento de resina Epóxi/MMT-PPy.DBSA 5%m apresentou menor rugosidade de superfície e maior ângulo de contato (86,7º) em comparação com a resina epóxi. Os resultados obtidos a partir dos ensaios eletroquímicos mostraram que o revestimento de resina Epóxi/MMT-PPy.DBSA contendo 5% em massa do aditivo condutor apresentou melhor proteção anticorrosiva em relação aos outros revestimentos, indicando formação de uma camada passivante na interface eletrodo/filme polimérico, inibindo os processos corrosivos na superfície do aço. Esses resultados demonstram o potencial uso do nanocompósito de resina epóxi contendo 5% em massa de MMT-PPy.DBSA como revestimento de proteção contra a corrosão do aço.<br> / Abstract : In this study nanostructured conductive filler comprised of Montmorillonite-Polypyrrole (MMT-PPy.DBSA) was prepared through in situ pyrrole (Py) polymerization in the presence of unmodified montmorillonite (MMT-Na+) in an aqueous solution containing dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA), using iron chloride (III) hexahydrate (FeCl3.6H2O) as oxidizing agent. The structure and properties of the conductive filler were evaluated through several characterization techniques. To obtain Epoxy resin/MMT-PPy.DBSA nanocomposites, the MMT-PPy.DBSA conductive filler was added in the Epoxy resin through mechanical mixture of MMT-PPy.DBSA and Epoxy resin using toluene as solvent. In order to realize a comparative study of physical and electromechanical properties of the Epoxy/MMT-PPy.DBSA, other polymer systems, such as Epoxy/MMT, Epoxy/PPy.DBSA and Epoxy/MMT/PPy.DBSA were also prepared through the same procedure. The properties and structure of the obtained composites were evaluated through Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), electrical conductivity measurements, dynamic mechanical analysis (DMA), the contact angle analysis, surface roughness and electrochemical corrosion tests such as: open circuit potencial (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization (PDP). Epoxy/MMT-PPy.DBSA coating with 5wt.% of MMT-PPy.DBSA shows lower roughness and lower contact angle (86.7o) when compared to those found neat Epoxy resin. The obtained results through electrochemical tests have shown that Epoxy/MMT-PPy exhibited better corrosion protection than the other composite systems, indicating the formation of a passivation layer on the electrode/polymer film interface, inhibiting the corrosion process on steel surface. These results demonstrate the potential use of the Epoxy/MMT-PPy.DBSA 5wt.% as a corrosion protection coating for metal substrates.

SILVA, F. E. Análise da integridade estrutural de compósitos através da caracterização fractal de sinais de emissão acústica. 2002. 102 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2002. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T14:51:57Z No. of bitstreams: 1 2002_dis_fesilva.pdf: 2440731 bytes, checksum: fc3599b468ac7fe3e3f4b8337018a9cd (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T18:36:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2002_dis_fesilva.pdf: 2440731 bytes, checksum: fc3599b468ac7fe3e3f4b8337018a9cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T18:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2002_dis_fesilva.pdf: 2440731 bytes, checksum: fc3599b468ac7fe3e3f4b8337018a9cd (MD5) Previous issue date: 2002-11-13 / In this work it is analysed the mechanical integrity of the composite material constituted of a polymeric matrix, epoxy resin DER 331, reinforced by glass fiber type E. This analysis has been done by using the acoustic emission testing with the aim to correlating the wave-form of the pulse with the flaw mechanisms associated to the tensile and bending loads applied to the samples. The analysis of the pulses as a function of time has been made by using box counting method, which provides the fractal dimension, and the rescaled Hurst analysis. The analysis in the frequency domain has been made by using the spectral Fourier method It has been shown that the exponents obtained from the spectral Fourier method and the rescaled Hurst analysis are correlated to the box counting fractal dimension, and satisfy the known relations obtained from the scaling laws. The results have also shown the existence of two scaling regions, characterized by the persistence of the pulse and by a random behaviour, respectively. The fractal dimensions have also been shown to be independent of time acquisition of the emitted pulse, and this indication of self-similarity confirms its fractal characteristics. Finally, it is conjectured a correlation between the Hurst coefficient/fractal dimension and the mechanical flaws observed. / Neste trabalho analisou-se a integridade mecânica do material compósito constituído por uma matriz polimérica, resina epoxi DER 331, e por fibra de vidro tipo ‘E’ como agente de reforço. Esta análise foi realizada utilizando-se o ensaio de emissão acústica, com o objetivo de correlacionar as formas de onda dos sinais com os mecanismos de falhas associados aos esforços de tração e flexão aplicados a espécimes fabricados com tal material. Na análise dos sinais como função do tempo foram utilizados os métodos de contagem de caixas, que fornece a dimensão fractal, e o do intervalo re-escalado de Hurst, sendo também utilizado o método espectral de Fourier para a análise no domínio da freqüência. Mostrou-se que os expoentes calculados pelos métodos espectral de Fourier e re-escalado de Hurst estão correlacionados com a dimensão fractal obtida pelo método de contagem de caixa, e satisfazem as relações previstas pelas leis de escala. Os resultados mostraram também a existência de duas regiões de escala distintas, sendo uma caracterizada pela persistência do sinal e outra por um comportamento aleatório característica do ruído presente. As dimensões fractais obtidas apresentaram-se independentes da taxa de aquisição da forma da onda emitida indicando a propriedade de auto-similaridade dos sinais estudados, o que confirma a sua característica fractal. Finalmente, é conjecturado uma correlação entre o coeficiente de Hurst/dimensão fractal e as falhas mecânicas observadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:40:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Moldes protótipos obtidos por vazamento de resina epóxi (VRE) são ferramentas utilizadas durante o desenvolvimento de produtos plásticos injetados e possibilitam a avaliação do projeto do molde e da peça antes da fabricação da ferramenta definitiva, através da moldagem de uma série de protótipos funcionais. Entretanto, o tempo de ciclo e as temperaturas destes moldes durante o processo de injeção são maiores em relação aos moldes metálicos, devido à baixa condutividade térmica da resina do molde, e podem ser influenciados pelo desempenho do sistema de refrigeração. A literatura técnica fornece recomendações e métodos para o projeto do sistema de refrigeração de moldes metálicos de modo a auxiliar os projetistas nesta tarefa. Neste contexto, este trabalho buscou avaliar estas recomendações e métodos para o projeto do sistema de refrigeração aplicados a moldes VRE, com auxílio de software de simulação CAE, utilizando corpos de prova com geometrias diferentes. Os resultados obtidos mostram que os métodos fornecem valores de vazão do fluido de resfriamento e diâmetro dos canais de refrigeração, objetivando maior transferência de calor. Porém, o posicionamento dos canais mostrou grande influência na uniformidade de resfriamento da cavidade, temperaturas do molde e tempo de ciclo. Neste sentido, a relação de posicionamento (entre os canais de refrigeração e entre o circuito de refrigeração e a cavidade) descrita na literatura para moldes metálicos levou a melhores resultados em comparação à utilizada em moldes VRE, obtida de forma empírica. No entanto, a utilização de software CAE neste posicionamento em moldes VRE são fundamentais, principalmente em peças com geometria complexa. Além disso, a incorporação de canais conformados contribuiu para a redução das temperaturas e melhoria da uniformidade de resfriamento da cavidade. Nestes moldes, as maiores temperaturas resultaram em valores maiores de empenamento, correlacionados com o desequilíbrio de temperatura entre as partes do molde que formam a cavidade. Este trabalho evidenciou que as recomendações analisadas podem auxiliar positivamente no desempenho do sistema de refrigeração de moldes VRE sob alguns aspectos, em comparação a aplicação de métodos empíricos. Porém, este fato não dispensa a necessidade da utilização de um software de simulação CAE do processo de injeção para otimização interativa do circuito que compõe o sistema de refrigeração

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.

o comportamento, frente ao envelhecimento físico, do sistema diglicidil éter do bisfenol-A (DGEBA) curado com diaminodifenilmetano (DOM) foi estudado em função da estrutura química, induzida pela cura, e do tempo de envelhecimento. Sistemas estequiométricos foram submetidos a Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Análise Térmica Dinâmico-Mecânica (DMTA). A cura isotérmica da resina epóxi foi realizada em uma etapa a 115°C e 135°C, por 20, 30, 45, 60 e 90 mino As amostras foram envelhecidas a 100°C por períodos de 4 até 72h. A extensão do envelhecimento físico foi associado com a área do pico endotérmico que aparece na região da transição vítrea, de acordo com os termogramas de DSC. Foi observado que a entalpia de relaxação aumenta gradualmente com o tempo de envelhecimento. Por DMT A, observou-se variações na magnitude do fator de perda (tan õ), no pico máximo, em função do grau de cura e do tempo de envelhecimento. O módulo dinâmico de armazenamento a 100°C (E'1CX)) deslocou-se para valores maiores assim como a Tg, medida através do pico a da curva log E", com o aumento do tempo de envelhecimento. A velocidade de envelhecimento e as energias de ativação da transição α foram obtidas a partir de parâmetros dinâmico-mecânicos e após associados com as diferentes histórias de cura e envelhecimento do material. De modo geral, a velocidade de envelhecimento (Ra) decresce com o aumento do grau de reticulação para sistemas curados a 115°C e passa por um mínimo para as amostras curadas a 135°C. As energias de ativação mostram uma tendência crescente com o tempo de envelhecimento. Concluiu-se que a técnica de DMTA é muito sensível às mudanças estruturais devido à cura e ao envelhecimento físico realizados nos sistemas investigados. Os resultados dinâmico-mecânicos obtidos para as misturas curadas segundo diferentes histórias térmicas salientam a importância da seleção adequada das condições de cura para que se possam obter as melhores propriedades destes materiais. / Physical aging behavior of diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) cured with diaminodiphenylmethane (DDM) have been investigated as a function of chemical structure, induced by cure, and aging time. Stoichiometric systems have been submitted to Differencial Scanning Calorimetry (DSC) and Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA) measurements. The isothermal curing of the epoxy resin was carried out in one step at 115°C and at 135°C for 20, 30, 45, 60 and 90 mino Samples were aged at 100°C for periods of time from 4 to a maximum of 72 h. The extent of physical aging has been measured by the area of the endothermic peak which appears within the glass transition region according to DSC thermograms. The enthalpy relaxation was found to increase gradually with aging time. Variations on magnitude of the loss factor (tan õ), on the maximum peak, have been observed as a function of degree of cure and aging time. The dynamic storage modulus at 100°C ( E' 100) changed with increasing physical aging to higher values as well as the glass transition temperature (Tg) as measured by the a peak on log E" curves. Aging rates and α transition activation energies were obtained through DMT A parameters analysis and then associated with different curing and aging histories of the material. Generally, the aging rate (Ra) decreases with increasing crosslinking degree for the systems cured at 115°C and passes through a minimum for those cured at 135°C. The activation energies demonstrate a tendecy to increase with aging time. It was concluded that the DMTA technique is very sensitive to structural changes in the investigated epoxy systems due to curing and physical aging . The DMTA results obtained from mixtures cured with different thermal histories underline the importance of adequate selection of curing conditions in order to obtain the optimum properties for these materiais.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-30Bitstream added on 2014-06-13T18:29:01Z : No. of bitstreams: 1 rangel_sa_me_ilha.pdf: 1557624 bytes, checksum: 38398c09b8ff17af075a211027a27833 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Polímeros epoxídicos são um dos mais importantes tipos de polímeros termorrígidos, extensivamente usados como adesivos e estruturas. Em reações epoxídicas são convertidos em um sistema termorrígido pela ação de agentes de cura. Tais reações químicas provocam uma mudança no estado físico do material, partindo de um líquido viscoso para um gel e se transformando em um material vitrificado. Os termorrígidos apresentam excelentes propriedades, tais como: alta tensão de ruptura e módulo de Young, fácil processamento, resistência térmica e química, e estabilidade dimensional. Entretanto, são quebradiços e possuem baixa resistência a propagação de trincas. Para superar estes inconvenientes, muitos tipos de compósitos de polímero com reforço foram desenvolvidos, em que as resinas epoxídicas são reforçadas com agentes modificadores, tais como enchimentos, oligômeros poliédricos de silsesquioxanos, dendrímeros, etc. Oligômeros poliédricos de silsesquioxanos (POSS), (RSiO1.5)n com n = 4, 6, 8, 10..., são nanoplataformas organo-funcionalizadas com 1 a 8 grupos reativos ou não reativos (R) ligados aos oito vértices possíveis do silsesquioxano cúbico. POSS octaédrico (n = 8) são os membros mais importantes desta família. No POSS, o núcleo cúbico de silicato é uma partícula rígida com 0,53 nm de diâmetro e um raio esférico de 1-3 nm, incluindo unidades orgânicas periféricas. Neste trabalho, um oligômero poliédrico de silsesquioxano contendo oito grupos epoxídicos por molécula (OG) foi incorporado ao sistema epoxídica DGEBA/DETA, como objetivo de avaliar a influência de um modificador reativo suas propriedades mecânicas e térmicas. Por meio de ensaios mecânicos foi observado um decréscimo de 30-50% na resistência à fratura (K1C)... / Epoxy resins are one of the most important kind of thermosetting polymers, extensively used for adhesives and structural applications. On cure, linear epoxy resins are undergoes in a thermoset system for the action of cure agents. Such chemical reactions cause a change into the physical state, from a viscous liquid to a gel and eventually to a vitrified material. They show various desirable properties such as high tensile strength and modulus, easy processing, good thermal and chemical resistance and dimensional stability, but they are brittle and have poor resistance to crack propagation. To overcome these drawbacks, many types of polymer-filler composites have been developed, in which the epoxy resins are reinforced with modifying agents, such as fillers, polyhedral oligosilsesquioxanes, dendrimers, etc. Polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS), (RSiO1.5)n with n = 4, 6, 8, 10 ...., are organofunctional nanoplatforms with 1 to 8 reactive or nonreactive groups (R) connected to the eight possible vertexes of cubic silsesquioxanes. POSS Octahedral (n = 8) are the most important members of this family. In the POSS, the cubic core silica is a hard particle rigid with 0.53 nm diameter and a spherical radius of 1-3 nm including peripheral organic units. In this work, a polyhedral oligomeric silsesquioxanes containing eight epoxy groups per molecule (OG) was incorporated to an epoxy system of DGEBA/DETA thermosetting polymers in order to investigate the influence of a reactive modifier over the their mechanical and thermal properties. Through the mechanical tests an decrease of about 30-50% was observed in the fracture toughness (K1C) without or with a very soft decreasing in the module of Young (E)... (Complete abstract, click electronic address below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-31Bitstream added on 2014-06-13T21:05:01Z : No. of bitstreams: 1 000741157.pdf: 6056735 bytes, checksum: f1bb0b006564f885494890d006f5706c (MD5) / Devido às suas elevadas propriedades mecânicas específicas, os materiais compósitos estão enfrentando demandas novas, onde a capacidade de produção em massa a um custo mais acessível se tornou indispensável. O processo de Moldagem por Transferência de Resina ou RTM (Resin Transfer Molding) constitui um promissor processo de fabricação de materiais compósitos. Na produção de compósitos estruturais de alto desempenho, considerando os critérios aeronáuticos, a reprodutibilidade e o baixo custo, a indústria tem mostrado grande interesse no processo RTM. Neste trabalho de tese, foi realizado um estudo experimental para a fabricação de compósitos com propriedades adequadas às aplicações tecnológicas, tendo como principal objetivo a otimização dos parâmetros de processamento: tempo de degasagem da resina, temperatura de injeção e temperatura de cura, além de avaliar a influência desses parâmetros no volume de vazios gerados em compósitos carbono/epóxi. O mérito da pesquisa está no uso do planejamento de experimentos em apoio à otimização do processamento de compósitos, com a utilização da metodologia de Taguchi e da Superfície de Respostas, para o controle e a minimização da formação de vazios, contribuindo dessa maneira, na concepção e caracterização de compósitos laminados poliméricos para aplicações aeronáuticas. As frações volumétricas de vazios foram determinadas por três diferentes métodos: método de Arquimedes (ASTM C830), digestão ácida da matriz (ASTM D3171) e porosimetria de mercúrio. Dentre os três métodos estudados para a determinação de vazios, o de digestão ácida mostrou-se mais adequado para quantificação de vazios em compósitos carbono/epóxi, uma vez que considera os poros abertos e em contato com a superfície do laminado, além dos poros fechados. A partir dos...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Due to their high specific mechanical properties, composite materials are facing new demands, in which the capacity of mass production at a more affordable cost became important. The Resin Transfer Molding process or RTM is a promising process for manufacturing composite materials. In the production of high performance structural composites, taking into account the aeronautical criteria, the reproducibility and the low cost, industries have shown great interest in RTM process. In this thesis, an experimental study for the manufacturing of composites with properties suitable for technological applications was performed with the main objective of optimizing the processing parameters: time of resin degassing, injection temperature and curing temperature, as well as the evaluation of the influence of these parameters on the volume of voids generated in carbon/epoxy composites. The merit of the research is the use of the design of experiments to support the optimization of composites processing, using Taguchi’s Methodology and Response Surface Methodology, in order to control and to minimize the formation of voids, thus contributing in the design and characterization of polymeric laminate composites for aircraft applications. The volumetric fractions of voids were determined by three different methods: the Archimedes’ method (ASTM C830), acid digestion of the matrix (ASTM D3171) and mercury porosimetry method. Among the three methods considered for the determination of voids, the acid digestion one was the most suitable for the quantification of voids in carbon/epoxy composites, since it considers the open pores and the ones in contact with the surface of the laminate, in addition to the closed pores. From the results of the volumetric fractions of voids obtained by the acid digestion method, taking into account the optimization parameters levels for the RTM ... (Complete abstract click eletronic access below)

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)