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Previous issue date: 2017-06-12 / Os tecidos h?bridos a base de fibras sint?ticas v?m sendo desenvolvidos pelo setor industrial
como nova alternativa de refor?o para comp?sitos polim?ricos. Neste sentido, surge a
necessidade do conhecimento das caracter?sticas mec?nicas desses comp?sitos polim?ricos com
tecidos h?bridos, que at? o presente momento foram pouco estudados. Em determinadas
condi??es de projetos, tr?s caracter?sticas s?o significativas: anisotropia, presen?a de
descontinuidades geom?tricas e forma de hibridiza??o. Esta tese busca contemplar todas essas
influ?ncias com o estudo de dois laminados comp?sitos, utilizando dois tecidos: o tecido h?brido
de fibras de Carbono/Vidro e o tecido h?brido de fibras de Carbono/Aramida, ambos tendo como
matriz a resina ep?xi ?ster Vin?lica. Para obten??o dos laminados foi utilizado o processo de
fabrica??o de lamina??o manual (Hand-lay-up). Para o estudo proposto foram realizados os
ensaios de tra??o uniaxial nos corpos de provas de forma que todos os diferentes tipos de fibras
tivessem sua orienta??o coincidente com a dire??o da carga aplicada, al?m da orienta??o das
fibras a ?45? com o objetivo de conhecer o comportamento ao cisalhamento para ambos os
laminados. Os ensaios foram realizados, tanto para a condi??o original (sem furo) quanto para a
condi??o com a descontinuidade geom?trica (caracterizada como um furo central, que para a
orienta??o de fibra de melhor desempenho mec?nico teve seu di?metro vari?vel). Estudos das
propriedades de resist?ncia ?ltima, rigidez e caracter?sticas da fratura mec?nica (macrosc?pica e
microsc?pica) foram desenvolvidos. Para influ?ncia da rela??o w/D (largura do CP/di?metro do
furo) foi realizado um estudo anal?tico tendo como base a avalia??o do fen?meno da
concentra??o de tens?o a partir dos crit?rios de falhas: Crit?rio da Tens?o Pontual (Point Stress
Criterion -PSC) e Crit?rio da Tens?o M?dia (Average Stress Criterion - ASC), assim como um
estudo num?rico utilizando o M?todo de Elementos Finitos. Nesses estudos o objetivo central foi
? determina??o do fator de concentra??o de tens?o (K) dos materiais propostos, usando tanto a
influ?ncia dos m?dulos el?sticos quanto unicamente dos par?metros geom?tricos. Os estudos
mostraram que o comportamento mec?nico e caracter?stica da fratura foram fortemente
influenciados pela anisotropia e hibridiza??o e a descontinuidade geom?trica. Os modelos
anal?ticos e num?ricos obtiveram resultados em concord?ncia com os encontrados na literatura.
Palavras chaves: Tecidos h?bridos, descontinuidade geom?trica, anisotropia, hibridiza??o. / Hybrid synthetic fiber-based fabrics have been developed by the industrial sector as a new
reinforcement alternative for polymer composites. In this respect, there is a need to know the
mechanical characteristics of these hybrid polymer composite fabrics, which have been little
studied to date. Under project conditions, three characteristics are significant: anisotropy,
geometric discontinuities and type of hybridization. This thesis aims to investigate all of these
influences by studying two composite laminates, using two fabrics: a hybrid carbon/glass fiber
fabric and a hybrid carbon/aramid fiber fabric, both with epoxy vinyl ester resin as matrix. The
manufacturing process used was hand lay-up to obtain the laminates. Uniaxial tensile tests were
conducted on test specimens so that all the different types of fibers were oriented in the direction
of the applied load, in addition to fiber orientation at ?45? in order to determine the shear
behavior of the laminates. The tests were carried out in both the original condition (without hole)
and with geometric discontinuity (characterized as a central hole, whose diameter was variable
for orientation of high mechanic performance fiber). A number of studies on ultimate strength
and fracture mechanics characteristics (macroscopic and microscopic) have been conducted. To
determine the influence of the w/D ratio (width of test specimen/diameter of the hole), an
analytical study was performed based on stress concentration using Point Stress Criterion (PSC)
and Average Stress Criterion (ASC) failure theories, as well as a numerical study using the Finite
Elements Method. In these studies, the primary objective is to determine the stress concentration
factor (K) of the proposed materials, using both the influence of elastic modulus and geometric
parameters. The studies showed that mechanical behavior and fracture characteristics were
strongly influenced by anisotropy, hybridization and geometric discontinuity. The analytical and
numerical models obtained results showing good agreement with those reported in the literature.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/23751 |
| Date | 12 June 2017 |
| Creators | Batista, Ana Cl?udia de Melo Caldas |
| Contributors | 16080564491, http://lattes.cnpq.br/1196595599227394, Ferreira, Evans Paiva da Costa, 72074094434, http://lattes.cnpq.br/6994798590609919, Costa J?nior, Jo?o Carlos Arantes, 42364973368, http://lattes.cnpq.br/5028446242533356, Felipe, Raimundo Nonato Barbosa, 39357392491, http://lattes.cnpq.br/7520491414631153, Tino, S?rgio Renan Lopes, 05007190470, http://lattes.cnpq.br/1420276778914253, N?brega, Selma Hissae Shimura da, Aquino, Eve Maria Freire de |
| Publisher | PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM ENGENHARIA MEC?NICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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