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Título: Aplicação da mecânica da danificação em materiais compósitos poliméricos reforçados por fibras de vidro
Autor(es): Marcelo Júnior, Audelis de Oliveira
Orientador(es): Deus, Enio Pontes de
Palavras-chave: Ciência dos materiais
Mecânica dos sólidos
Resinas compostas
Compósitos
Data do documento: Nov-2004
Citação: MARCELO JÚNIOR, A. O. (2004)
Resumo: Dentre os materiais comumente utilizados há um destaque em especial para os materiais compósitos poliméricos, desde a fabricação de brinquedos a artifícios bélicos. Dessa forma faz-se necessária uma investigação ampla sobre todos os aspectos referentes a esses materiais. Assim, a presente pesquisa objetiva avaliar os processos de danificação de um compósito polimérico (polimetil metacrilato – PMMA, reforçado com fibra de vidro) através de um modelo matemático para a tensão normal. Primeiramente, foi realizada uma análise experimental seguida de simulações numéricas, onde foram encontrados os parâmetros matemáticos característicos deste material, foram apresentados também, os aspectos relativos a caracterização química e metalográfica. A seguir foram realizados Análises Computacionais pelo método dos elementos finitos em um código de cálculo internacionalmente conhecido, com o objetivo de verificar a relação existente entre o comprimento de trincas e o valor da variável dano. De posse destes dados foram determinados os valores para a variável Dc, e os intervalos de validade da expressão apresentada. Finalmente concluímos a importância de estudos como este a fim de que se possa obter históricos de degradação do material, para posterior análise de vida remanescente do mesmo. Ainda nesta tônica determinou-se a relação dano x comprimento da trinca, algo original em nossa literatura nacional, além da apresentação de sugestões para novos trabalhos, relacionados com a mecânica do dano em diversos materiais.
Abstract: Among the materials used commonly in the world, there is a detached one that is special for polymeric composite materials, from the manufacture of toys to devices. In this way, it is necessary an ample inquiry on all the referring aspects to these materials. Thus, this research intend to evaluate the damage processes of a polymeric composite (PMMA, reinforced by glass fibers) through a mathematical model for the normal stress. Firstly, many tension tests were made and then, they were numerically simulated, where mathematical characteristic parameters of this material had been found. Relative aspects of the chemical and the metallographic characterization are also presented in this research. After that, numerical analysis were made by the Finite Element Method in a an internationally known software with the objective to verify the existing relation between the length of cracks and the value of the damage variable. With these data, the values for the Dc variable and the intervals of validity of the presented expression had been determined. Finally, it is concluded the importance of studies as this to obtain descriptions of degradation of the material for a for posterior analysis of remaining life of it. In this research, the relation damage x length of the crack was determined, something original in our national literature, beyond the presentation of suggestions for new works, related with the damage mechanics in diverse materials.
Descrição: MARCELO JÚNIOR, A. O. Aplicação da mecânica da danificação em materiais compósitos poliméricos reforçados por fibras de vidro. 2004. 185 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2004.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/2540
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