[pt] Este trabalho visa discutir tópicos ainda não totalmente compreendidos a
respeito do comportamento de compósitos pultrudados de polímero reforçado com
fibras de vidro, englobando os mecanismos de falha e danos, bem como a resposta
à múltipla fissuração dos compósitos. Investigações experimentais e numéricas
foram conduzidas, com foco nas junções mesa-alma extraídas de variados tipos de
perfis e decks de pontes. Fatores que propiciam a delaminação, como a influência
de defeitos e imperfeições locais e a consequente modificação das trajetórias de
tensão são discutidas. Equações teóricas foram propostas para a determinação da
rigidez rotacional das junções mesa-alma, resultando em máximas diferenças de
24 por cento e 38 por cento para seções I e C, respectivamente. Para contribuir para um banco de
dados de parâmetros da fratura relacionados a esse material, adaptações de clássicos
experimentos da mecânica da fratura, para ambos os Modos I e II, foram propostos
e conduzidos. Nove métodos de regressão de dados foram analisados e comparados
com modelos de elementos finitos. O método Modified Beam Theory (MBTASTM)
apresentou os melhores resultados para propagação de fissuras no Modo I, enquanto
para o Modo II, os métodos Corrected beam theory using effective crack length
(CBTE) e Experimental compliance method (EMC) apresentaram os resultados
mais próximos dos modelos numéricos. Finalmente, uma nova abordagem para a
análise de múltipla fissuração é proposta. Curvas R e curvas compliance foram
obtidas com base na soma dos comprimentos de fissuras e as respectivas taxas de
liberação de energia elástica foram avaliadas separadamente. Os resultados da
abordagem proposta foram comparados com modelo numérico desenvolvido com
o auxílio de elementos coesivos e boas correlações em termos da resposta carga x
deslocamento foram encontradas. / [en] This work aims to discuss the behavior of pultruded glass fiber-polymer
composites related to issues not fully understood, comprising the damage and
failure mechanisms, as well as the multi-crack composites response. Experimental
and numerical investigations are conducted mainly on web-flange junctions (WFJ)
extracted from varied profiles and bridge decks systems. Factors that favor the
composites delamination, such as the influence of local defects/imperfections and
the consequent modification on the junctions stresses trajectories are addressed.
Theoretical equations were proposed to determine the WFJs rotational stiffness,
resulting in maximum differences of 24 percent and 38 percent for I-sections and channels,
respectively. To complement the scarcity of fracture parameter data related to the
material, adaptations of classical fracture mechanic experiments for both Modes I
and II were proposed and conducted. Nine data reduction methods were analyzed
and compared with finite element models. The Modified Beam Theory method
presented the best results for crack propagation in Mode I, whereas for Mode II, the
Corrected Beam Theory using effective crack length and the Experimental
Compliance Methods presented the closest results to numerical models. Finally, a
novel approach for the multi-crack assessment is proposed. Compliance and R-curves are obtained based on the sum of the crack lengths and the strain energy
release rate for each crack is evaluated separately. The results of this novel approach
were compared with numerical analyses developed with the use of cohesive
elements and a good agreement was found in terms of load vs. displacement
response.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:63149 |
| Date | 10 July 2023 |
| Creators | GISELE GOES CINTRA |
| Contributors | DANIEL CARLOS TAISSUM CARDOSO, DANIEL CARLOS TAISSUM CARDOSO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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