Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-04-11T20:54:52Z No. of bitstreams: 1 RaphaelSiqueiraFontes_TESE.pdf: 14059657 bytes, checksum: 1966f333453864809a63de0421cb1e86 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-04-16T23:33:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RaphaelSiqueiraFontes_TESE.pdf: 14059657 bytes, checksum: 1966f333453864809a63de0421cb1e86 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T23:33:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaphaelSiqueiraFontes_TESE.pdf: 14059657 bytes, checksum: 1966f333453864809a63de0421cb1e86 (MD5) Previous issue date: 2017-12-14 / A proposta desta Tese de Doutorado é determinar a influência na resposta mecânica de laminados compósitos à base de tecidos multiaxiais acoplados de fibras de vidro-E e matriz epóxi éster vinílica, quando em presença de descontinuidade geométrica, aqui caracterizada por um furo circular. Nesse estudo do fenômeno da concentração de tensão é dado ênfase ao comportamento da deformação na vizinhança do furo, tendo em vista a característica do tecido de reforço ter suas camadas básicas acopladas através de fios de costura, tornando-os mais compactos em sua capacidade de suporte de carga. Esse estudo é desenvolvido a partir da medição das deformações na vizinhança do furo, utilizando a técnica de medição por Extensometria, frente aos ensaios de tração uniaxial. Por fim, serão apresentados os resultados em termos quantitativos sobre o efeito da presença da descontinuidade geométrica, mediante os cálculos da Resistência Residual (RS), do Módulo Residual (RM) e dos Fatores de Concentração de Tensão (K, calculados a partir de variados métodos analíticos), além da determinação das distribuições das deformações (obtidas das leituras dos extensômetros) na vizinhança do furo nos laminados em estudo, nas orientações 0°, 90° e 45° dos CPs. Essas distribuições são validadas utilizando a solução analítica proposta por Lekhnitskii (1968) e Konish e Whitney (1975), amplamente utilizada para materiais compósitos ortotrópicos. Ao ser efetuada a comparação entre os valores medidos experimentalmente e as distribuições analíticas das deformações, observou-se pouca interferência dos valores de K adotados para a obtenção das curvas analíticas, resultando numa concordância entre os valores obtidos pelos extensômetros e o modelo analítico. / The proposal of this Doctoral Thesis is to determine the influence on the mechanical response of composite laminates based on E-glass multiaxial Non-Crimp Fabrics and epoxy vinyl ester matrix, with the presence of geometric discontinuity, here characterized by a circular hole. In this study of the stress concentration phenomenon, emphasis is given to the strain behavior in the vicinity of the hole, since the reinforcing fabric characteristic, whose basic layers are coupled by stitching, making them more compact in their load support capacity. This study is developed from the strain measurement in the vicinity of the hole, using the technique of measurement by strain gages, during uniaxial tensile tests. Finally, the effect of the presence of the geometric discontinuity will be presented in quantitative terms, by means of the Residual Strength (RS), Residual Modulus (RM) and the Stress Concentration Factors (K, obtained by different analytical methods), in addition to the determination of strain distributions (obtained from strain gage measurements) in the vicinity of the hole in the laminates under study, in 0°, 90° and 45° orientations of the specimens. These distributions are validated using the analytical solution proposed by Lekhnitskii (1968) and Konish and Whitney (1975), widely used for orthotropic composite materials. When comparing the experimentally measured values with the analytical distributions of the strains, was observed little interference of the K values adopted to obtain the analytical curves, resulting in an agreement between the values obtained by the strain gages and the analytical model.

[pt] Componentes estruturais de usinas térmicas para geração de energia sofrem transientes térmicos durante a operação da planta devido a partidas e paradas, variações de potência requerida e ocorrências causadas por anomalias. Estes transientes térmicos geram distribuições de temperaturas não uniformes ao longo da espessura dos componentes e, consequentemente, geram tensões térmicas. As variações destas tensões ao longo do tempo podem causar fadiga nos pontos mais solicitados destes componentes. A análise de fadiga para um ponto crítico do componente fornece o dano acumulado por meio do fator acumulado de dano ou CUF. O cálculo do CUF é feito baseado no conhecimento das histórias de tensões e deformações que ocorrem nos pontos críticos, no uso de modelos de geração de dano ciclo a ciclo e no uso de algoritmos para contagem de ciclos. Esta dissertação apresenta e discute modelos de dano a fadiga e suas associações aos modelos de contagem de ciclos existentes que são possíveis de serem aplicadas a componentes de usinas térmicas. Uma seleção de combinações entre modelos de dano e métodos de contagem foram utilizadas em dois exemplos nomeados estudos de caso. / [en] Structural components of power plants are subjected to thermal transients during their operational life. These thermal transients generate unequal temperature distributions across the components wall thickness, causing severe thermal stresses. The repetition of the thermal transients and, consequently, repetition of stress and strain variations are responsible for fatigue damage of the structural components. In such cases, fatigue damage is assessed by calculating the cumulative usage factor or CUF. CUF calculations are based on the stresses and strains histories, on experimental fatigue curves and fatigue damage models, and on algorithms used to determine the number of cycles a given stress or strain range occurs during the life period considered. This thesis presents and discusses fatigue damage models and their association with existing cycle counting models that are applicable to power plant components. A selection of combinations of damage and cycle-counting models was used in two case study examples.