Utilização de resíduo lignocelulósico na obtenção de chapa de madeira aglomerada homogênea e compósito reforçado com fibra de vidro-E

This research is about the use of the coconut´s endocarp (nucifera linn) and the waste of derivatives of wood and furniture as raw material to technological use. In that sense, the lignocellulosic waste is used for manufacture of homogeneous wood sheet agglomerate (LHWS) and lignocellulosic load which take part of a polymeric composite with fiber glass E (GFRP-WC). In the manufacturing of the homogeneous wood sheet agglomerate (LHWS), it was used mamona´s resin as waste s agglutinating element. The plates were taken up in a hydraulic press engine, heated, with temperature control, where they were manufactured for different percentage of waste wood and coconuts nucífera linn. Physical tests were conducted to determine the absorption of water, density, damp grade (in two hours and twenty-four hours), swelling thickness (in two hours and twenty-four hours), and mechanical tests to evaluate the parallel tensile strength (internal stick) and bending and the static (steady) flexural. The physical test´s results indicate that the LHWS can be classified as bonded wood plate of high-density and with highly water resistant. In the mechanical tests it was possible to establish that LHWS presents different characteristics when submitted to uniaxial tensile and to the static (steady) flexural, since brittle and elasticity module had a variation according to the amount of dry endocarp used to manufacture each trace of LHWS. The GFRP-WC was industrially manufactured by a hand-lay-up process where the fiber glass E was used as reinforcement the lignocellulósic´s waste as load. The matrix was made with ortofitalic unsaturated polyester resin. Physical and mechanical tests were performed in presence of saturated humidity and dry. The results indicated good performance of the GFRP-WC, as traction as in flexion in three points. The presence of water influenced the modules obtained in the flexural and tensile but there were no significant alteration in the properties analyzed. As for the fracture, the analysis showed that the effects are more harmful in the presence of damp, under the action of loading tested, but despite this, the fracture was well defined starting in the external parts and spreading to the internal regions when one when it reaches the hybrid load

Avaliação de concretos reforçados por confinamento com manta de fibra de vidro estrutural e pré-impreganada

Due to the occurrence of diseases in the use of structural reinforcements in composites, with presentation of concrete blanket detachment, has been identified the need to evaluate the performance of concrete reinforced with glass fiber. This study aims to evaluate these concretes by means of testing methodologies, using concrete with low resistance with structural reinforcement for confinement by preimpregnated glass fiber and traditional fiberglass blanket. The first stage of work was the development of methodologies for analysis, opting for four types, such as the acoustic survey, strength to compressive, the pull-off and ultrasound. Next, tests were carried out using the four selected methodologies in 30 of proof-of-specimens by 5x10 cm, 15 were reinforced with the traditional fiberglass blanket with 5specimens exposed to test a marine environment of marine coastline of Natal-RN and 15 were reinforced with a pre-impregnated glass fiber blanket, as well as 5specimens exposed to a test environment of the marine coastline of Natal-RN. After conducting the acoustic survey, it has been verified a lack of delaminating and air bubbles in the samples, confirming the absence of gross shortcomings in the implementation of the ribs both the traditional fiberglass blanket and in the preimpregnated fiber glass blanket. After carrying out methods of pull-off and compressive strengthening test it was observed that the reinforced proof-bodies with pre-impregnated glass blanket showed maximum stresses higher than the traditional fiberglass blanket; consequently a greater grip with the formation of a smaller area of . fracture, unlike traditional glass mat, which showed lower maximum stresses, with a greater area of fracture. It was also found that the traditional fiberglass blanket presented detachment of blanket-concrete interface, unlike the pre-impregnated fiberglass blanket, which showed a better grip on the blanket-concrete interface. In the trial of ultrasound there was no presence of cracks in the blanket-concrete interface, yielding to both blankets good compactness of the concrete. At the end of this work, they were developed and proposed two methods of testing for evaluation of reinforced concrete structures with composites, for standardization, the acoustic survey and pull-off

Estudo comparativo de pás para aerogeradores de grande porte fabricadas em materiais compósitos reforçadas com fibra de carbono ou fibra de vidro

The research and development of wind turbine blades are essential to keep pace with worldwide growth in the renewable energy sector. Although currently blades are typically produced using glass fiber reinforced composite materials, the tendency for larger size blades, particularly for offshore applications, has increased the interest on carbon fiber reinforced composites because of the potential for increased stiffness and weight reduction. In this study a model of blade designed for large generators (5 MW) was studied on a small scale. A numerical simulation was performed to determine the aerodynamic loading using a Computational Fluid Dynamics (CFD) software. Two blades were then designed and manufactured using epoxy matrix composites: one reinforced with glass fibers and the other with carbon fibers. For the structural calculations, maximum stress failure criterion was adopted. The blades were manufactured by Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM), typical for this type of component. A weight comparison of the two blades was performed and the weight of the carbon fiber blade was approximately 45% of the weight of the fiberglass reinforced blade. Static bending tests were carried out on the blades for various percentages of the design load and deflections measurements were compared with the values obtained from finite element simulations. A good agreement was observed between the measured and calculated deflections. In summary, the results of this study confirm that the low density combined with high mechanical properties of carbon fibers are particularly attractive for the production of large size wind turbine blades

Análise de viabilidade técnica de utilização da Fibra de bananeira com resina sintética em Compósitos

This paper aims to present the feasibility of using a composite using discarded material from the cultivation of banana tree (pseudostem), which is fibrillated together with synthetic resin replacing glass fiber to be used in structural elements that do not demand large mechanical stress such as reservoirs, troughs, domes, sewage pipes etc.. For this, there were studies about the mechanical properties of a composite made with polyester resin and fiber of banana tree (Musa sp, musac), in which the splints were removed from the pseudostem, being made fibrillation by hand, with the aid of a brush steel, followed by natural drying. After treatment for cleaning and removal of wax, the fiber was cut into pieces of approximately 60 mm to 100 mm, for, together with synthetic resin, make cards of a features fiber composite with random orientation relative to the weight of the resin. We used three different percentages of fiber (3%, 6% and 9%), in order to make a comparative study between them and what would be the one with the best performance. Were manufactured specimens of each material and then subjected to uniaxial tensile tests, three point bending, moisture absorption and thermal characteristics. The results show that, in general, the use of banana tree fiber is feasible simply by an improvement in the production process (machining of the procedure) and greater care in the manufacture of parts

Desenvolvimento de um laminado compósito híbrido a base de fibras de vidro/licurí

This research work is based, in search of reinforcement s vegetable alternative to polymer composites. The idealization of making a hybrid composite reinforced with vegetable fibers licuri with synthetic fibers is a pioneer in this area. Thus was conceived a hybrid composite laminate consisting of 05 (five) layers being 03 (three) webs of synthetic fibers of glass and E-02 (two) unidirectional fabrics of vegetable fibers licuri. In the configuration of the laminate layers have alternating distribution. The composite laminate was manufactured in Tecniplas Commerce & Industry LTD, in the form of a card through the manufacturing process of hand lay up. Licuri fibers used in making the foil were the City of Mare Island in the state of Bahia. After cooking and the idealization of the hybrid composite laminate, the objective of this research work has focused on evaluating the performance of the mechanical properties (ultimate strength, stiffness and elongation at break) through uniaxial tensile tests and three point bending. Comparative studies of the mechanical properties and as well as among other types of laminated hybrid composites studied previously, were performed. Promising results were found with respect to the mechanical properties of strength and stiffness to the hybridization process idealized here. To complement the entire study were analyzed in terms of macroscopic and microscopic characteristics of the fracture for all tests.

Efeito do condicionamento ambiental nas propriedades de cisalhamento e viscoelásticas de compósitos híbridos metal-fibra

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito da adição de lama vermelha como carga nas propriedades mecânicas de compósitos de poliéster insaturado reforçado com fibra natural de curauá (Ananas erectifolius)

Atualmente, devido à necessidade crescente de materiais de bom desempenho mecânico e devido questões ambientais, busca-se cada vez mais a substituição de fibras sintéticas usadas em compósitos (como a fibra de vidro) por fibras naturais. Uma fibra natural que já vem sendo utilizada pela indústria automobilística é a fibra de Curauá (Ananas erectifolius) e apresenta excelente resistência à tração. Na expectativa de melhorar certas propriedades dos compósitos e de reduzir a quantidade de resina, e desse modo o custo, busca-se também o uso de cargas incorporadas à matriz dos compósitos. Em trabalhos recentes têm-se estudado a lama vermelha (resíduo da indústria da bauxita) como carga devido sua alta disponibilidade e baixo custo, além de ser uma resíduo potencialmente perigoso para o ambiente. O objetivo desse trabalho foi analisar os efeitos da adição de lama vermelha em compósitos de poliéster reforçados com fibras naturais de Curauá (Ananas erectifolius). Os resultados mostraram que a utilização da lama vermelha como carga em proporções volumétricas maiores ou iguais a 20% e fibra de curauá em fração volumétrica de 5% provocou um efeito de reforço significativo.

Efeito da ciclagem mecânica sobre a resistência de união de pinos intra-radiculares de fibra cimentados com resina à dentina

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação dos fatores críticos para a seleção e aplicação clínica dos pinos de fibra: relato de caso cliínico

Teeth that have lost much of their coronal tooth structure need intraradical devices to achieve a desired retention of the restorative material, restoring aesthetics and function to the patient. For this purpose, various types of intracanal posts have been studied, of wich the fiber posts have been highlighted with its increasing use in the dental market. The purpose of this study was to present a clinical case of using fiberglass post. As well as critically analyze the published works and points of controversy described by different authors related to factors such as different protocols cementation, surface treatments pins, fracture toughness and compression, the possibility of microleakage, diameter and length of the pin, and the various materials used in conjunction with the intracanal retainers. Thus, we concluded that fiber posts showed as an excellent alternative for anterior teeth, since have least 2 mm of tooth remaining.

Avaliação do ensino da colocação de postes de fibra no pré-clínico em clínica de reabilitação oral

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Influência da absorção de umidade no comportamento mecânico nos compósitos poliméricos híbridos Kevlar/vidro quando imerso em água do mar e petróleo

The polymer matrix composite materials are being used on a large scale in the most different industrial fields such as aerospace, automotive, oil, among others, since the industrial perspectives is currently working with materials which have a good mechanical performance at high service life and cost / benefit. Thus, the determination of the mechanical properties is indispensable for the characterization of waste resulting in greater expansion of this type of material. Thus, this work will be obtained three plates laminated with tereftálica polymeric matrix reinforced by a bidirectional woven E-glass and kevlar both industrially made, where the plates are manufactured by manual lamination process (hand lay-up), all laminates have five enhancement layers, the first hybrid laminate will consist of bidirectional woven E-glass fiber, kevlar fiber interspersed with layers, is formed by the second bidirectional woven kevlar fiber at the ends of the laminate (two layers), and in the center the glass fiber fabric (three layers), the third plate is composed of only the bidirectional woven E-glass fiber. Then were prepared specimens (CP) by standard, to determine the mechanical properties of tensile and bending in three points. After fabrication of the specimens, they were immersed in oil and seawater. After that, there was a comparison of the mechanical properties for the test condition in the dry state. Showing that there was a considerable increase in the properties studied because the effect of hybridization in laminates.

Effect of cement type and water storage time on the push-out bond strength of a glass fiber post

This study investigated the effects of the cement type and the water storage time on the push-out bond strength of a glass fiber post. Glass fiber posts (Fibrekor, Jeneric Pentron) were luted to post spaces using a self-cured resin cement (C&B Cement [CB]), a glass ionomer cement (Ketac Cem [KC]) or a resin-modified glass ionomer cement (GC FujiCEM [FC]) according to the manufacturers’ instructions. For each luting agent, the specimens were exposed to one of the following water storage times (n=5): 1 day (T1), 7 days (T7), 90 days (T90) and 180 days (T180). Push-out tests were performed after the storage times. Control specimens were not exposed to water storage, but subjected to the push-out test 10 min after post cementation. Data (in MPa) were analyzed by Kruskal-Wallis and Dunn`s test (α=0.05). Cement type and water storage time had a significant effect (p<0.05) on the push-out bond strength. CB showed significantly higher values of retention (p<0.05) than KC and FC, irrespective of the water storage time. Water storage increased significantly the push-out bond strength in T7 and T90, regardless of the cement type (p<0.05). The results showed that fiber posts luted to post spaces with the self-cured resin cement exhibited the best bonding performance throughout the 180-day water storage period. All cements exhibited a tendency to increase the bond strength after 7 and 90 days of water storage, decreasing thereafter.

Fracture resistance of weakened roots restored with composite resin and glass fiber post

This study evaluated the fracture resistance of weakened roots restored with glass fiber posts, composite resin cores and complete metal crowns. Thirty maxillary canines were randomly divided into 3 groups of 10 teeth each: teeth without weakened roots (control); teeth with partially weakened roots (PWR) and teeth with and largely weakened roots (LWR). The control group was restored with glass fiber posts and a composite resin core. Teeth in the PWR and LWR groups were flared internally to standardized dimensions in order to simulate root weakness. Thereafter, the roots were partially filled with composite resin and restored in the same way as in the control group. The specimens were exposed to 250,000 cycles in a controlled chewing simulator. All intact specimens were subjected to a static load (N) in a universal testing machine at 45 degrees to the long axis of the tooth until failure. Data were analyzed by one-way ANOVA and Dunnett's test for multiple comparisons (p=0.05). There were statistically significant difference differences (p<0.01) among the groups (control group = 566.73 N; PWR = 409.64 N; and LWR = 410.91 N), with significantly higher fracture strength for the control group. There was no statistically significant difference (p>0.05) between the weakened groups. The results of this study showed that thicker root dentin walls significantly increase the fracture resistance of endodontically treated teeth.

Utilização de levedura íntegra e seus derivados em dietas para juvenis de tilápia do Nilo

Neste trabalho, avaliou-se a adição de células íntegras de levedura e seus derivados em dietas para juvenis de tilápia do Nilo. Foram utilizados 144 juvenis machos de tilápia (peso médio de 52,1g) distribuídos em 12 tanques de fibra de vidro (250L), em delineamento inteiramente casualizado, composto por quatro tratamentos e três repetições. Os peixes foram alimentados ad libitum, duas vezes ao dia durante 60 dias, com dietas isoproteicas (28% PB) e isocalóricas (2.900kcal de ED kg-1) contendo levedura íntegra de cana-de-açúcar (LI), levedura autolisada (LA) e parede celular (PC) adicionados na proporção de 25% da proteína bruta total, comparadas com uma dieta controle (CO), sem adição de levedura. Não foram observadas diferenças significativas para conversão alimentar aparente e taxa de eficiência protéica. No entanto, o ganho em peso foi melhor nos peixes alimentados com as dietas LA (114,70g) e PC (131,03g), assim como em relação à taxa de crescimento específico (LA=1,79 e PC=1,93%), à proteína bruta no ganho de peso (LA=14,45 e PC=15,62%) e ao conteúdo corporal proteico (LA=14,89 e PC=15,67g 100g-1). As frações, a parede celular e a levedura autolisada de cana-de-açúcar podem ser utilizadas em dietas para juvenis de tilápia.

Wells turbine: fiberglass flanges

A introdução desta tese começa por realizar um enquadramento do projecto em mão, apresentando a central de energia das ondas em que se encontram os componentes em fibra de vidro a projectar. Esta central usa o princípio de variação de coluna de água, e encontra-se localizada na ilha do Pico, Açores. São de seguida apresentados os objectivos deste trabalho, que consistem na selecção de materiais de fabrico dos componentes, desenvolvimento de uma metodologia para projectar juntas aparafusadas em materiais compósitos, dimensionamento e comparação de duas juntas concorrentes em materiais compósitos: junta solicitada à tracção e junta solicitada ao corte, validação da análise e estudo das causas dos vários tipos de falha destas juntas. A parte I deste trabalho é o resultado da pesquisa bibliográfica efectuada para levar a cabo os objectivos definidos. Assim, começa por se fazer uma descrição dos materiais e processos de fabrico que mais se adequam ao presente projecto, nomeadamente fibra de vidro, resinas, tecidos, impregnação manual, RTM e infusão por vácuo. Daqui resultou que os materiais mais adequados para esta aplicação são fibra de vidro do tipo E e resina polyester devido ao seu baixo custo e larga utilização em aplicações estruturais marinhas. O processo de fabrico mais eficiente é a infusão por vácuo devido á sua vocação para pequenas séries de produção, a poupança que permite em termos de mão-de-obra, a complacência com normas de emissão de voláteis e as boas propriedades das partes produzidas. No capítulo II da parte I são discutidos os tópicos relacionados com juntas em materiais compósitos. Da pesquisa levada a cabo conclui-se que as grandes vantagens das juntas aparafusadas são a sua facilidade de montagem e desmontagem, facilidade de inspecção e capacidade de ligar quaisquer tipos de materiais. Quanto à furação de compósitos é importante referir a necessidade de utilizar ferramentas resistentes e parâmetros de maquinação que minimizem o dano infligido aos laminados. Isto é possível através da selecção de ferramentas com passos baixos que reduzam igualmente a dimensão do seu centro estático responsável pela força axial exercida sobre o laminado - principal factor causador de dano. Devem-se igualmente utilizar baixas velocidades de avanço e elevadas velocidades de rotação. É importante salientar a importância da realização de pré-furação, de utilização de um prato de suporte na superfície de saída do laminado e a existência de ferramentas especialmente concebidas para a furação de compósitos. Para detectar e quantificar o dano existente num furo destacam-se os métodos de inspecção ultrasónica e a radiografia. Quanto aos parâmetros que influenciaram o comportamento de juntas aparafusadas destacam-se os rácios largura/diâmetro, distância ao bordo/diâmetro, espessura/diâmetro, pré-tensão, fricção, sequência de empilhamento e respectivas proporções, dimensão das anilhas e folga entre o parafuso e o furo. A pesquisa efectuada visando metodologias de projecto fiáveis ditou a necessidade de utilizar métodos que permitiram determinar o parafuso mais carregado de uma junta, efectuar o cálculo de tensões no mesmo, e ainda métodos que permitam determinar a primeira falha que ocorre no laminado bem como a falha final no mesmo. O capítulo III da primeira parte descreve os métodos de análise de tensões necessários para as metodologias de projecto utilizadas. Aqui é apresentada a teoria clássica da laminação, um método para determinação do parafuso mais carregado, um método analítico baseado na teoria da elasticidade anisotrópica de um corpo e o método dos elementos finitos. O método para determinar o parafuso mais carregado - análise global - consiste num modelo bidimensional de elementos finitos em que 2 laminados coincidentes são modelados com elementos lineares de casca com 4 nós, sendo a extremidade de um laminado restringida em todos os graus de liberdade e a extremidade oposta do segundo laminado carregada com a carga pretendida. Os laminados são ligados através de elementos mola que simulam os parafusos, sendo a sua constante de rigidez previamente calculada para este fim. O método analítico modela o contacto assumindo uma distribuição de pressão cosinoidal ao longo de metade do furo, e é válido para laminados simétricos e quasi-isotrópicos. O método dos elementos finitos é o que mais factores permite ter em conta, sendo os modelos tridimensionais com um elemento por camada os que melhor modelam o estado de tensões experienciado por uma junta aparafusada em materiais compósitos. O tópico de análise de falha é abordado no capítulo 4 da primeira parte. Aqui são apresentados os resultados do world wide failure exercice que compara vários critérios de falha existentes até 2004, fazendo-se referência a desenvolvimentos recentes que têm ocorrido nesta área. O critério de Puck surge como aquele que permite previsões de falha mais exactas. O critério de falha de Hashin 3D foi o escolhido para o presente trabalho, devido à sua facilidade de implementação num modelo de elementos finitos, à sua capacidade para detectar modos de falha subcríticos e à sua utilização em trabalhos anteriores que apresentaram previsões de falha muito próximas dos dados experimentais. Também neste capítulo se apresentaram os vários tipos de falha de uma junta aparafusada em materiais compósitos, apresentando as causas de cada uma. Por fim, na última secção, apresenta-se o método de dano progressivo que se desenvolveu para prever a primeira falha final do laminado. Este é muito interessante tendo permitido previsões de falha muito próximas dos resultados experimentais em trabalhos anteriores. Este método é iterativo e encontra-se dividido em 3 passos: Análise de tensões, análise de falha utilizando o critério de Hashin 3D e degradação de propriedades, de acordo com o tipo de falha detectada. Para além dos passos referidos, existe ainda um quarto responsável pelo fim da análise que consiste na aferição da existência ou não de falha final e respectivo tipo de falha (por pressão de contacto, por tensão ou por esforços de corte). No capítulo V da primeira parte é apresentado o resultado de uma pesquisa das normas de teste necessárias para obter as propriedades dos materiais requeridas para a aplicação dos métodos descritos neste trabalho. A parte II deste trabalho consiste na aplicação dos métodos apresentados na parte I ao caso concreto em estudo. Os softwares Microsoft Excel, Matlab e ANSYS foram utilizados para este fim. A junta começa por ser dimensionada estimando a espessura necessária do componente e o número e características dos parafusos. De seguida foi feita uma análise global à flange em estudo determinando a força suportada pelo parafuso mais carregado. Após esta análise desenvolveu-se um modelo tridimensional de elementos finitos da zona em que se encontra o parafuso mais carregado, utilizando elementos sólidos lineares e isoparamétricos de 8 nós e uma malha gerada pelo método directo. Aplicou-se a este modelo o algoritmo de dano progressivo descrito na primeira parte. Começou por se incluir explicitamente o parafuso, anilhas, pré-tensão e a modelação dos vários contactos com fricção posteriormente simplificado o modelo restringindo radialmente os nós da porção carregada do furo, excluindo os factores mencionados inicialmente. Procurou-se validar o modelo utilizando o método de cálculo de tensões descrito na primeira parte, desenvolvendo um programa em Matlab para o efeito. Tal não foi possível tendo-se incluído a tentativa realizada em anexo. Para efeitos de dimensionamento, desenvolveu-se um modelo de elementos finitos de duas dimensões da junta em causa, utilizando elementos de casca lineares de quatro nós isoparamétricos com uma espessura unitária. Através da análise de tensões efectuada com este modelo, e utilizando um método combinado programado em linguagem paramétrica, foi possível dimensionar as duas juntas concorrentes pretendidas. Este método combinado consistiu no cálculo de tensões em pontos localizados sobre uma curva característica e utilização de um critério de falha quadrático para cálculo da espessura necessária para a junta. O dimensionamento ditou que a junta solicitada à tensão necessita de pelo menos 127% das camadas e do custo de uma junta solicitada ao corte equivalente.