Neste trabalho foi desenvolvido o processo RTM (Resin Transfer Molding) de produção de laminados reforçados de fibra de vidro e de carbono para uso aeronáutico. Na fase inicial do desenvolvimento foi utilizado um molde didático com visores em vidro para permitir a visualização do escoamento da resina através das camadas dos laminados de fibra de vidro. Em seguida, várias placas reforçadas de fibra de carbono foram moldadas em um molde de alumínio. Corpos-de-prova obtidos dessas placas foram testados em ensaio de flexão a quatro pontos e cisalhamento interlaminar. A fim de se verificar a qualidade dos laminados, foi realizado ainda ensaio físico-químico para avaliação da porcentagem volumétrica em fibras e vazios e o conteúdo em peso de resina. Finalmente, as características físicas e as propriedades mecânicas dos laminados moldados via RTM foram comparadas às dos laminados obtidos em autoclave. Os bons resultados obtidos mostraram que o RTM pode ser um processo promissor para a indústria aeronáutica.

This work verses about contributions in the optimization of laminated fiber reinforced composites. At first, it is presented a new solution concept to Discrete Material Optimization (DMO) problems based on Sequential Approximate Optimization (SAO) techniques, employing new compliance approximations in terms of intermediate variables which are explicit functions of the DMO weights. The proposed methodology improves significantly the quality of the approximations and consequently the general convergence characteristics of several DMO compliance minimization (stiffness maximization) problems. Then, it is presented a Hierarchical Optimization scheme for laminated composite structures, considering simultaneous design of macroscopic (structural) and microscopic (material) levels. The macroscopic level takes into account orientations and fiber volume fractions of unidirectional composite layers. The microscopic level considers the cross-sectional size and shape of the reinforcement fibers, assuming them elliptical. Both levels are coupled and the objective is to minimize compliance under a total fiber volume fraction constraint. It is shown that changes in the shape of the fibers permit to increase structural stiffness. An assessment of microstructural stresses is also included and shows the fibers'; shape influence on layers'; stress concentrations.

Este trabalho focaliza a análise viscoelástica de estruturas laminadas em material compósito de matriz polimérica, propondo o emprego de métodos de inversão numérica da transformada de Laplace numa formulação adaptada ao método dos elementos finitos. Nesta abordagem alternativa, as equações constitutivas viscoelásticas, formuladas no plano complexo da variável de transformação 's', reduzem o problema a uma análise elástica equivalente. As soluções complexas são então retomadas ao plano fisico para o valor de tempo desejado, dispensando processos incrementais. Exemplos de aplicações são executados comparando-se os resultados do Método da Transformada de Laplace com o Método das Variáveis de Estado que trata o problema viscoelástico de forma incremental. / The viscoelastic analysis of laminated structures of polymeric matrix compsite materiais using Laplace transform is the objective of this work. The inverse of the Laplace transform is carried out using numerical methods adapted to a finite element method formulation. In this altemative aproach, as the constitutive equations are formulated on the complex plane in the transformation variable 's', the viscoelastic problem reduces to an equivalent elastic one. The complex solutions are then sent back to the physical plane for the desired time value, dispensing incremental processes. Examples of aplications compamng results obtained with the Laplace Transformation Method and the State Variables Method (that treats the viscoelastic problem in an incremental form) are presented.

Neste trabalho o comportamento estático e dinâmico (transiente) de cascas laminadas anisótropas, dotadas ou não de enrijecedores excêntricos, é investigado usando o método dos elementos finitos. São empregados elementos tridimensionais degenerados de cascas em conjunção com uma formulação Lagrangeana Total, resultando assim um modelo numérico que permite o tratamento de problemas com grandes deslocamentos e rotações, e pequenas deformações. São considerados os casos de material elástico linear e elasto-plástico com ou sem endurecimento. O modelo elasto-plástico baseia-se nos preceitos da teoria da plasticidade associada e numa extensão do critério de Huber-Mises para materiais anisótropos. Os procedimentos utilizados são feitos, particularmente, apropriados para a análise de cascas constituidas por lâminas de materiais compostos, podendo a estrutura apresentar geometria e esquemas de laminação arbitrários. No caso da análise estática, as equações não lineares de equilíbrio são resolvidas utilizando-se o método de Newton-Raphson ou o método de controle por deslocamentos generalizados. No caso da análise dinâmica, as referidas equações são discretizadas no tempo através do método de Newmark e o sistema de equações algébricas resultante é resolvido usando o método de Newton-Raphson. / In this work the static and dynamic (transient) behavior o anisotropic laminated shells, with eccentric stiffeners or not, is investigated using the finite element method. The model employs three-dimensional degenerated elements of shells and is based on a Total Lagrangian formulation that allows the treatment of large displacements and rotations with small strains. The material is considered linear elastic or elastoplastic with strain hardening or not. The elastoplastic analysis is based on the concepts of the associated plasticity theory and uses an extension of the Huber-Mises criterium or anisotropic materials. The procedures are particularly appropriate for the analysis o laminated shells o composite materiais with arbitrary geometry and lamination schemes. For the static analysis the nonlinear equi1ibrium equations are solved by Newton-Raphson method or, alternatively, by the called generalized displacement control method. In the case o dynamic analysis, those equations are discretized in t-he time by Newmark method and the resultant set o algebraic equations are solved by Newton - Raphson method.

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Rafael Humberto Mota de Siqueira / Resumo: Os fabricantes de latas vêm se tornando cada vez mais exigentes na qualidade e propriedades dos materiais utilizados na confecção de seus produtos. Um dos metais mais usados na indústria de manufatura de componentes obtidos através de estampagem e estiramento, como na fabricação de corpo de latas de bebidas, trata-se da liga de Alumínio AA3104. Isto se deve às suas propriedades mecânicas, estampabilidade, entre outra. Ela pertence ao grupo 3XXX, sendo que seu principal elemento de liga é o manganês (em pequenas quantidades / teores). Trata-se de uma liga não tratável termicamente, sendo que suas propriedades mecânicas são melhoradas a partir da formação de solução sólida e / ou deformação à frio. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar de maneira detalhada a influência de duas diferentes condições de laminação à frio sobre o comportamento mecânico e microestrutural da liga de Alumínio AA3104: laminação à frio com tempo de resfriamento intermediário e sem tempo de resfriamento intermediário entre passes. A análise mecânica, por meio do Ensaio de Tração, mostrou que os materiais laminados com tempo de resfriamento intermediário obtiveram maiores valores de Limite de Escoamento (283,1 MPa) e Limite de Resistência a Tração (309,3 MPa) do que aqueles materiais laminados sem este tempo de resfriamento intermediário (273,2 e 300,0 MPa, respectivamente). Isto foi justificado pelo aumento da quantidade de partículas de segunda fase precipitados na matriz da liga, que... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The manufacturers of cans have become increasingly demanding in quality and in the properties of the materials used to make their products. One of the most used metals in the manufacturing industry of components obtained by stamping, as in the manufacture of beverage cans body, is the AA3104 Alloy. This is due to its mechanical properties, stampatability, among others. It belongs to the 3XXX group, and its main alloying element is manganese (in small amounts / contents). It is an alloy not thermally treatable, where its mechanical properties are improved from the formation of solid solution and / or cold forming. Therefore, the present study had as objective to evaluate in detail the influence of two different conditions of cold rolling on the mechanical and microstructural behavior of the aluminum alloy AA3104: cold rolling with intermediate cooling time and without intermediate cooling time between passes. The mechanical analysis, through the Tensile Test, showed that rolled materials with intermediate cooling time obtained higher values of Yield Strength (283,1 MPa) and Ultimate Tensile Strength (309,3 MPa) than those laminated materials without this intermediate cooling time (273,2 and 300,0 MPa, respectively). This was justified by the increase in the amount of second phase particles and precipitated dispersions in the alloy matrix, which made difficult the movement of dislocations, making the material more resistant / Mestre

Estágio realizado na CeNTI e orientado pelo Doutor Tiago Sotto Mayor / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Estágio realizado no INEGI e orientado pelo Eng.º P. J. R. O. Nóvoa / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado. Reabilitação do património Edificado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Faculdade de Ciências e Tecnologia. Universidade Nova de Lisboa. 2007

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T08:52:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:03:44Z : No. of bitstreams: 1 138954.pdf: 12919336 bytes, checksum: d41e8e27d5be954a70cc0ce168a721dc (MD5)