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

Compósitos de Carbono Reforçado com Fibras de Carbono (CRFC) pertencem à classe de materiais termoestruturais e são utilizados em aplicações de demanda termomecânica extrema. A título de exemplo pode-se mencionar o uso desses materiais em sistemas de proteção térmica de componentes aeroespaciais. O processamento desses compósitos envolve rotas em fase líquida e fase gasosa. Em ambas as rotas o uso de ciclos de tratamento térmico resulta em mudanças na morfologia, microestrutura e propriedades termomecânicas, que podem ser monitoradas por resistividade elétrica. A resistividade elétrica é ferramenta bastante utilizada no monitoramento de processos industriais e controle de qualidade de materiais, mas pouco explorada para compósitos CRFC. Neste trabalho, o processamento dos compósitos CRFC foi monitorado por medidas de resistividade elétrica em corrente contínua, por amostragem, em diferentes níveis de temperatura de tratamento térmico (Processo Isotérmico), e em tempo real (Processo Dinâmico). As medidas foram realizadas a partir da temperatura ambiente até 1000oC, faixa crítica de mudança micro estrutural e morfológica durante o processamento do compósito CRFC. Fitas unidirecionais (UD) e bidirecionais (2D) de fibras de carbono, obtidos de fibras de poliacrilonitrila (PAN) e fibras de Rayon, foram utilizados como reforço na manufatura dos compósitos. Uma preforma tri-direcional (3D) também foi utilizada nos experimentos. A matriz precursora de carbono utilizada foi a resina fenólica. A resistividade elétrica de compósitos é função da direção de orientação de fibras de carbono. As medidas de resistividade elétrica foram efetuadas em temperatura ambiente, pelos métodos de duas pontas e de quatro pontas, para os materiais obtidos em processo isotérmico. Medidas dinâmicas foram também obtidas pelos métodos de duas pontas e de quatro pontas para efeito de controle de processo em tempo real. Nos compósitos (3D) (preforma) foram realizadas somente medidas dinâmicas, por ambos os métodos. Embora ocorra aumento no volume de poros, durante tratamento térmico dos compósitos, que impede a passagem de corrente elétrica no material, em ambas as medidas (isotérmicas e dinâmicas) a resistividade elétrica dos compósitos 2D e 3D reduz à medida que a temperatura atinge 1000 oC, como resultado da transformação do material isolante (resina fenólica) em matriz condutora (carbono vítreo). As diferenças nos valores de resistividade elétrica nos compósitos 2D e 3D refletem a dependência do tipo de fibras de carbono e fração em volume de fibras utilizadas na manufatura dos compósitos, bem como a temperatura de tratamento térmico.

Os materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE) referem-se à uma classe de materiais que interage com a onda eletromagnética, atenuando-a na forma de calor e/ou por cancelamento de fases da onda. O seu processamento vem sendo pesquisado há algum tempo pelo uso de ferritas, negro de fumo, grafite, polímeros condutores, entre outros aditivos. No entanto, mais recentemente, os materiais nanoestruturados têm atraído a atenção de pesquisadores no processamento desta classe de materiais. Nesse sentido, os nanotubos de carbono (NTCs) têm sido estudados como carga condutora na obtenção de MARE. Visando contribuir com esta importante área da engenharia de materiais, este trabalho estuda a obtenção de compósitos nanoestruturados pelo uso de NTCs de dois diferentes fornecedores (NTC-K e NTC-B). Amostras de compósitos foram preparadas pelo uso de 0,1 a 2,0% em massa de NTCs em resina epóxi. Os materiais obtidos foram avaliados quanto às suas características morfológicas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e quanto ao comportamento eletromagnético (parâmetros S, ?, e refletividade com placa) na faixa de frequências de 8,2 a 12,4 GHz. Os resultados obtidos foram correlacionados com as características estruturais dos NTCs, obtidas por difração de raios X (DRX). As análises de MEV mostraram que a dispersão dos NTCs na resina epóxi não foi tão eficiente, resultando na presença de aglomerados de NTCs dispersos na matriz de resina. As medidas dos parâmetros de espalhamento S11 e S21 e de refletividade com placa mostraram que os compósitos nanoestrurados preparados apresentam potencial como material absorvedor, com valores de atenuação da onda incidente superiores a 99%. A correlação dos resultados obtidos mostrou que os compósitos com NTC-K apresentam os melhores resultados de atenuação, apesar do menor ordenamento estrutural deste NTC. A partir dos parâmetros complexos de ? e , foram realizadas simulações, que evidenciaram a influência da espessura das amostras no desempenho dos MARE estudados.

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.

Orientador: Maria Odila Hilário Cioffi / Coorientador: Tessie Gouvea da Cruz / Banca: Andressa Cecília Milanese / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Carlos Yujiro Shigue / Banca: José Daniel Diniz Melo / Resumo: 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) / Abstract: 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) / Doutor

Orientador: Michelle Leali Costa / Coorientador: Edson Cocchieri Botelho / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Antonio Carlos Ancelot Junior / Banca: José Maria Fernandes Malet / Resumo: Ao encontro das necessidades de um mercado cada vez mais exigente, uma série de novas resinas vem sendo desenvolvidas; dentre estas as resinas polibenzoxazinas, que constituem uma nova classe de resinas fenólicas termorrígidas, que vem superando as propriedades das tradicionais resinas epóxi e fenólica, quando aplicadas na indústria aeroespacial. Com isto, o presente trabalho tem como objetivo sintetizar a resina benzoxazina de alto desempenho denominadas oAI-a (benzoxazina orto-amida-imida), processar compósitos de benzoxazina/fibra de carbono via'Hand lay up', utilizando as resinas benzoxazina fenol-diamino difenil metano (P-DDM), a resina oAI-a e a resina benzoxazina comercialmente disponível (Epsilon 99100 RTM), via moldagem por compressão a quente, e caracterizar suas propriedades físico-químicas, tanto em condições secas como expostas a radiação ultravioleta, umidade e calor e querosene de aviação, dando subsídios para o domínio da produção e caracterização de novos materiais com aplicações aeroespaciais. Os resultados obtidos a partir deste trabalho foram comparados entre si e com as propriedades mecânicas e térmicas das tradicionais resinas epóxi e fenólica disponíveis na literatura. Os resultados mostram que os compósitos de resina benzoxazina Epsilon 99100 RTM e P-DDM apresentam boa consolidação, temperatura de transição vítrea em torno de 162°C, para a resina Epsilon 99100 RTM e 168°C para a resina P-DDM e boa estabilidade térmica. No caso dos compósitos obtidos com a resina Epsilon 99100 RTM, o condicionamento por imersão em água reduziu sua Tg em 12%, e até 4,5% para as amostras condicionadas em UV, quando comparadas com as amostras não condicionadas. Foi também observado que para as amostras expostas ao querosene de aviação houve um aumento do valor da Tg de até 3,5%, quando comparado com os ... (Resumo completo, clicar acesso eletronico abaixo) / Abstract: A series of new resins have been developed meeting the needs of an increasingly demanding market, among these the polibenzoxazin resins which constitute a new class of thermoset phenolic resin, which is overcoming the properties of traditional epoxy and phenolic resins when applied in the aerospace industry. With this, the present work aims to synthesize high performance benzoxazine resin called oAI-a (ortho-amide-imide benzoxazin), process composite benzoxazin/carbon fiber via'Hand lay up'using the benzoxazin phenol resins diamino diphenyl methane (P-DDM), the resin oAI-a and the benzoxazine resin commercially available (Epsilon 99100 RTM) via compression hot molding and characterize their physical and chemical properties both under dry conditions and exposed to ultraviolet radiation, humidity and heat and jet fuel, helping it to control production and characterization of new materials with aerospace applications. The results obtained from this study were compared between themselves and with the mechanical and thermal properties of traditional epoxy and phenolic resins available in the literature. The results show that benzoxazine resin composites Epsilon 99100 RTM and P-DDM exhibit good consolidation glass transition temperature around 162°C to the resin Epsilon 99100 RTM and 168°C to the resin P-DDM and good thermal stability. In the case of the composites obtained with Epsilon 99100 RTM resin the conditioning by immersion in water its Tg was reduced 12%, and up to 4.5% for samples UV conditioned when compared to nonconditioned samples. It was also observed that for the samples exposed to aviation kerosene was an increase in the Tg value of up to 3.5% compared with the results obtained in nonconditioned samples. In addition, samples conditioned in water showed an increase of interlaminar shear strength(22%) compared to non-conditioned samples; while the samples immersed in jet fuel showed no significant variation in their performance / Doutor

Orientador: Maria Odila Hilário Cioffi / Coorientador: Alessandro Rodolfo de Paula / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Tessie Gouvêa da Cruz / Resumo: Os compósitos compreendem uma classe de material de grande importância industrial. Compósitos carbono/epóxi apresentam inúmeras vantagens em comparação aos materiais convencionais, possibilitando projetos complexos, mais leves e de elevada resistência à corrosão e à fadiga. Contudo, sua baixa resistência a carregamentos transversais requer avaliação do comportamento do material, como consequência de impacto de objetos. O foco deste trabalho foi estudar a resposta ao impacto, caracterizada como tolerância ao dano, em compósito carbono/epóxi processado via Moldagem por Transferência de Resina (RTM). Foram analisadas as propriedades do compósito carbono/epóxi obtido e a degradação de suas propriedades após impacto. Neste trabalho, foi realizada a seleção da resina epóxi e do tecido de fibra de carbono, bem como seu arranjo, a fração volumétrica e o controle dos parâmetros de injeção e de cura. A caracterização do compósito foi realizada por microscopia de inspeção acústica CScan. O estudo da tolerância ao dano foi realizado utilizando corpos de provas impactados em dois níveis de energia, conforme norma ASTM D 7136M e a sua resistência à compressão residual, conforme norma ASTM D 7137M, foi avaliada em comparação com a resistência à compressão do compósito isento de defeitos, conforme norma ASTM D6641M. Os resultados mostram redução na resistência à compressão de aproximadamente 50% e energias absorvidas a 20 J e 30 J respectivamente, de 0,51 J/cm2 e 0,58 J/cm2 para o laminado 1 e de 0,37 J/cm2 e 0,90 J/cm2 para o laminado 2 / Abstract: Composites comprise a material class of high industrial importance. Carbon/epoxy composites offer a wide amount of advantages in comparison with traditional materials, enabling complex projects, lighter and with high corrosion and fatigue resistance. However, the low transverse load resistance characteristic requires an evaluation of material behavior, as a consequence of impact occurrence. The work focus was study the damage response, defined as damage tolerance, in a carbon/epoxy composite processed by Resin Transfer Moulding (RTM). It was analyzed carbon/epoxy composite properties obtained and properties degradation after impact test. In this work were done the selection of epoxy resin and reinforcement, further the lay-up of carbon fabric, volumetric fraction and injection and curing parameters control. The composite assessment was done by acoustic microscopy inspection C-Scan. The damage tolerance study was done using impacted coupons with two energy levels, in accordance to ASTM D 7136M standard, and the residual compression resistance, in accordance to ASTM D 7137M standard, was evaluated in comparison with compression resistance in a composite without damage in accordance to ASTM D 6641M standard. Results show compressive resistance reduction about 50% and absorbed energy to 20 J and 30 J respectively, of 0,51 J/cm2 and 0,58 J/cm2 for the laminate 1 and 0,37 J/cm2 and 0,90 J/cm2 for the laminate 2 / Mestre

Postes tubulares pré-moldados de concreto armado foram instalados no Brasil pelas empresas de telefonia móvel ao implantar ou ampliar áreas de cobertura do sistema a partir de 1996. A grande maioria desses postes, da ordem de duas mil unidades, foi fabricada por uma mesma empresa, pelo processo de centrifugação. As alturas desses postes variam de 20 a 60 m. Alguns desses postes colapsaram depois de três ou quatro anos de utilização, tendose conhecimento de quatro deles, nos estados de São Paulo, Espírito Santo, Rio de Janeiro e Rio Grande do Sul. Todos os colapsos conhecidos desses postes, ocorreram com ruptura na emenda entre o módulo tubular 1, engastado ao solo, e o seguinte módulo. Após extenso trabalho de investigação e diagnóstico do problema, levado a cabo em 40 postes demolidos e estocados na cidade de Santana do Parnaíba/SP, ficou demonstrado que o problema patológico mais relevante encontrado era a emenda entre módulos. O diagnóstico apontou fadiga da emenda por traspasse devido ao excesso de armadura, com taxas variando de 8,5% a 18,2%. Essas taxas efetivas de armadura superaram em muito o limite máximo permitido por norma e recomendável do ponto de vista de transmissão de esforços nessa região. O objetivo principal desta tese é demonstrar que é possível aproveitar esses postes, sem necessidade de sua substituição, através de um procedimento de reforço, original e seguro, que corrija as deficiências iniciais do projeto. Várias alternativas foram propostas pelo meio técnico aos proprietários desses postes para solução do problema, mas nenhuma conseguiu satisfazer às necessidades operacionais, econômicas e técnicas requeridas. A solução estudada minuciosamente nesta tese, consiste, sucintamente, em preencher o fuste do poste na região do traspasse com graute de elevada resistência mecânica e realizar confinamento passivo com uma camada de fibra de carbono, reduzindo as taxas de armadura a níveis adequados e assegurando confinamento da emenda. Essa solução foi ensaiada em laboratório, utilizando-se postes já removidos, ou seja, em escala real, de forma a comprovar a eficiência do reforço proposto. Todos os ensaios com módulos de postes não reforçados mostraram ruptura por falha na transferência de esforços na região do traspasse de armaduras, apresentando mecanismo de ruptura muito próximo ao encontrado na prática, em postes que colapsaram. Todas as rupturas ocorridas em postes reforçados na região do traspasse com a solução proposta ocorreu por flexão no domínio III, sem nenhuma deterioração por fadiga da região do traspasse de armaduras, comprovando a eficiência do reforço proposto. O custo da reabilitação desenvolvida nesta tese é, em média, de um terço à metade do valor da substituição do poste por uma torre metálica , o que a torna uma alternativa altamente atrativa para as empresas do setor, contribuindo para a solução de um grave problema nacional de engenharia (ciência aplicada). / Precast reinforced concrete posts were installed in Brazil by mobile telephone companies when implanting and enlarging service areas of the system starting in 1996. The great majority of these posts were manufactured by a single company, using a centrifugal process. Approximately two thousand units of posts were produced of heights ranging between 20m [60 ft] and 60 m [197 ft]. Some of those posts collapsed after three or four years of use, reportedly being known of four cases, located in the states of São Paulo, Espírito Santo, Rio de Janeiro and Rio Grande do Sul. All of the known collapses happened with rupture in the reinforcement development length between the first module (the one fixed to the ground) and the second module. After an extensive investigation work and diagnosis of the problem, carried out in 40 dismounted posts that had been previously stocked in the city of Santana do Parnaíba/SP, it was demonstrated that the most relevant problem found was in the development length of the reinforcement between the modules. The diagnosis pointed the fatigue due to the elevated reinforcement area at the joint area, which ranged between 8,5% to 18,2%. Those rates exceed considerably the maximum limit allowed by standards in order to guarantee adequate conditions for stress transfer in that area. The main objective of this dissertation is to demonstrate that it is possible to use the posts without need of their substitution, through a reinforcement procedure, original and safe, that corrects the initial deficiencies of the project. Several alternatives were proposed by the technical community for the solution of the problem, but none of them could satisfy the operational, economical and technical needs requested by the owners of the posts. The proposed solution consists in filling the section of the posts in the joint area with a high mechanical strength grout and a layer of carbon fiber reinforcement in order to accomplish passive confinement, therefore reducing the reinforcement rates to appropriate levels. This solution was tested in laboratory, using real scale posts already removed in order to confirm the efficiency of the proposed reinforcement procedure. All of the tests with non reinforced posts showed rupture due to failure of stress transfer in the joint area, presenting a very close rupture mechanism to the one found in practice in the posts that collapsed. All of the ruptures occurred in the reinforced posts were due to flexure in the Section III domain without any deterioration of the joint area, proving so the efficiency of the proposed reinforcement. The rehabilitation cost of the solution developed on this dissertation varies, on average, between a third and a half of the cost of replacing the structure for a metallic tower, thus providing an attractive alternative for the companies in this business, contributing to the solution of a serious national problem of engineering (applied science).

Orientador: Michelle Leali Costa / Coorientadora: Cirlene Fourquet Bandeira / Banca: Edson Cocchieri Botelho / Banca: Bruno Ribeiro / Resumo: Com os avanços tecnológicos na engenharia, em particular na engenharia de materiais, materiais híbridos e materiais compósitos são desenvolvidos a cada ano. A busca do material adequado (alta resistência aliado ao baixo peso), novas oportunidades para estruturas de alto desempenho e com baixa massa específica, vem favorecendo o desenvolvimento em diversos setores, dentre estes o setor aeroespacial. Dando continuidade a esses avanços, o presente trabalho tem como um dos objetivos a caracterização de uma resina benzoxazina comercial XU 35610, via técnicas de infravermelho (FT-IR), termogravimetria (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), e posteriormente estabelecer um ciclo de cura para a mesma utilizando técnicas de análise térmica. Com o ciclo de cura definido processou-se a resina junto com fibra de carbono via moldagem por compressão a quente com o objetivo de produzir um compósito de fibra de carbono/resina benzoxazina. Este compósito foi caracterizado por técnicas de análise térmica (TGA e DSC), inspeção visual, avaliação por ultrassom e microscopia óptica. De posse deste compósito, estudou-se o comportamento da mecânica da fratura via ensaios de ILSS (Interlaminar Shear Strenght) e ENF (End-notched Flexure - Mode II), bem como por análise dinâmico-mecânica (DMA). Para os compósitos produzidos, observou-se por inspeção visual, que o laminado apresenta-se sem trincas e delaminações. Os resultados mostram que os compósitos de fibra de carbono/resina benzoxazina... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The technological advancements in engineering, particularly in materials engineering, hybrid materials and composite materials have been developed every year. The search for suitable material (high resistance combined with low weight), new opportunities for high performance structures with low specific weight, has favored the development in several sectors, among them the aerospace sector. The present work has as one of the objectives the characterization of a commercial benzoxazine resin XU 35610, via infrared techniques (FT-IR), thermogravimetry (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) and subsequently establishes a cure cycle for the polymer matrix using thermal analysis techniques. Since the curing cycle has defined the resin was processed along with carbon fiber by hot compression molding with the objective of producing a carbon fiber / benzoxazine resin composite. This composite was characterized by thermal analyses (TGA and DSC), visual inspection, ultrasonic evaluation and optical microscopy. In possession of this composite, the behavior of fracture mechanics was studied by ILSS (Interlaminar Shear Strenght) and ENF (End-notched Flexure - Mode II) as well as dynamic-mechanical analysis (DMA). The laminated was evaluated by visual inspection, in order to identify cracks and delaminations. The results show that carbon fiber/benzoxazine composites showed good consolidation, a glass transition temperature of 158°C and good thermal stability (measured by TGA) at a... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[pt] O reforço de estruturas de concreto armado torna-se necessário por uma série de fatores, tais como: erros de projeto ou de execução que levam a sistemas estruturais inseguros; deterioração do concreto e do aço causada por envelhecimento natural; agentes agressivos ou acidentes como incêndio e choques; mudança no tipo de utilização original da estrutura através do aumento do carregamento e/ou modificações na sua geometria. A aplicação de compósitos de fibra de carbono para reforço de estruturas de concreto armado representa o que há de mais moderno em engenharia estrutural. O uso deste material é bastante interessante devido à sua leveza, alta resistência mecânica, resistência à corrosão, neutralidade eletromagnética, fácil aplicação e manutenção das dimensões originais do elemento estrutural. A escolha deste tipo de reforço, em vez de sistemas tradicionais que utilizam chapas de aço, depende da viabilidade econômica e de restrições específicas feitas no projeto. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo analítico para o dimensionamento à flexão de vigas de concreto armado reforçadas com compósitos de fibras de carbono. Foi realizada uma revisão da literatura disponível de modo a se obter evidências experimentais acerca do assunto. Com o propósito de avaliar a eficiência do modelo analítico desenvolvido, os resultados numéricos calculados com este modelo são discutidos e comparados com os resultados experimentais e teóricos obtidos da literatura. / [en] The strengthening of reinforced concrete structures turns to be necessary due to a number of factors, such as: mistakes in the design or in the construction leading to unsafe structural systems; deterioration of concrete and steel caused by natural aging, aggressive agents or accidents like fire and shocks; the changing of the original use of the structure with the increase of loading and/or modifications in the geometry. The application of carbon fiber composites for strengthening of reinforced concrete structures is a very new and modern issue in structural engineering. The use of this material is very interesting due to its lightness, high mechanical strength, resistance to corrosion, electromagnetic neutrality, easy application and maintenance of the original shape of the structural element. The choice of this type of reinforcement, instead of more traditional systems using steel plates, depends on the economical viability and specific restrictions made in the project. The objective of this work is to develop analytical model for flexural design of reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber composites. A literature review was carried out in order to obtain the experimental evidences on this subject. In order to evaluate the efficiency of the analytical model, the numerical results obtained with this model are discussed and compared with the experimental and numerical results obtained from literature.