Análise combinada dos efeitos dos revestimentos nas propriedades de fibras ópticas comerciais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação dos parâmetros tempo, corrente e pressão na soldagem por resistência elétrica de compósitos PEI/fibras contínuas: influência na resistência mecânica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Tirantes de betão armado com varões de fibra de vidro

O aparecimento da fibra de vidro deve-se à pesquisa de novos materiais. No século XIX, as fibras de vidro foram pela primeira vez tecidas. Só mais tarde, durante o século XX, com o desenvolvimento de resinas foi possível produzir a fibra de vidro como material compósito. Ainda durante a 2ª Guerra Mundial foi construído um avião de combate em fibra de vidro. Desde então sofreu um grande desenvolvimento, tendo sido aplicada nas mais diversas indústrias. Recentemente, a fibra de vidro tem sido também aplicada em estruturas na construção civil. Nos últimos anos tem havido uma crescente investigação acerca das estruturas de betão armado com armaduras de fibra de vidro (GFRP). A análise de parâmetros como a fendilhação, a deformação e a contribuição do betão entre fendas, é fundamental para a compreensão do comportamento desse material compósito. A aderência entre os varões e o betão é condicionada pela resistência do betão e pela superfície das armaduras, podendo estas propriedades influenciarem a evolução dos parâmetros atrás referidos. Contudo, a investigação neste domínio ainda está pouco desenvolvida e carece de mais estudo, para que seja possível a sua aplicação em estruturas de uma forma mais criteriosa e abrangente. Pretendeu-se conjugar as vantagens do betão estrutural de agregados leves (BEAL), bom desempenho de resistência e a reduzida densidade, com as dos varões de GFRP, sendo necessário estudar o seu comportamento em conjunto para uma boa compreensão dos fenómenos inerentes a esta combinação de materiais. Neste trabalho analisam-se vários parâmetros fundamentais ao comportamento de elementos de BEAL reforçado com varões de GFRP, nomeadamente: a aderência da interface betão-armadura, a fendilhação, tension stiffening effect e a deformação. Para esta análise, considerou-se a variação da resistência mecânica do BEAL, do tipo de armadura de reforço (aço e GFRP) e o diâmetro dos varões. Foi desenvolvido um programa experimental que contempla um total de doze tirantes de betão armado, seis com varões de GFRP e seis com varões de aço, de forma a poder efectuar-se uma comparação directa. Foram também incluídos no programa experimental trinta e seis provetes de ensaios pull out, dezoito com armaduras de fibra de vidro e dezoito com armaduras de aço, igualmente com o objectivo de comparação dos resultados. Na análise dos resultados foi possível verificar as diferenças entre o uso de armaduras de GFRP e de aço nos parâmetros em estudo, assim como a influência da resistência dos BEAL e dos diâmetros das armaduras. Verificou-se que a largura de fendas, bem como as deformações nos tirantes com armaduras de GFRP foram superiores às observadas com armaduras de aço. No que diz respeito à aderência foram observadas menores tensões nas armaduras de GFRP.

Tratamentos de fibras de carnaúba [copernicia prunífera (miller) h. e. moore] para o desenvolvimento de compósito biodegradável com matriz de polihidroxibutirato

The use of raw materials from renewable sources for production of materials has been the subject of several studies and researches, because of its potential to substitute petrochemical-based materials. The addition of natural fibers to polymers represents an alternative in the partial or total replacement of glass fibers in composites. In this work, carnauba leaf fibers were used in the production of biodegradable composites with polyhydroxybutyrate (PHB) matrix. To improve the interfacial properties fiber / matrix were studied four chemical treatments to the fibers..The effect of the different chemical treatments on the morphological, physical, chemical and mechanical properties of the fibers and composites were investigated by scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy, X-ray diffraction, tensile and flexural tests, dynamic mechanical analysis (DMA), thermogravimetry (TGA) and diferential scanning calorimetry (DSC). The results of tensile tests indicated an increase in tensile strength of the composites after the chemical treatment of the fibers, with best results for the hydrogen peroxide treated fibers, even though the tensile strength of fibers was slightly reduced. This suggests a better interaction fiber/matrix which was also observed by SEM fractographs. The glass transition temperature (Tg) was reduced for all composites compared to the pure polymer which can be attributed to the absorption of solvents, moisture and other low molecular weight molecules by the fibers

Avaliação do comportamento de materiais compósitos de matrizes cimentícias reforçadas com fibra de aramida kevlar

Esse trabalho aborda a questão de materiais compósitos reforçados com fibras (fiber reinforced concrete) com enfoque em matrizes cimentícias reforçadas com fibra de aramida Kevlar. O objetivo é caracterizar o potencial da fibra de aramida Kevlar como elemento de reforço a ser adicionado ao concreto. O trabalho busca caracterizar o desempenho dos compósitos formados, identificando as alterações decorrentes da incorporação em função do comportamento mecânico e da resistência ao impacto. Os objetivos são verificar a potencialidade de utilização dessa fibra em termos de trabalhabilidade e resistência mecânica; definir como deve ser a forma de incorporação, verificar a aderência da fibra à matriz através de microscopia eletrônica de varredura por elétrons secundários e determinar a resistência ao impacto, comparando matrizes sem adição de fibra com corpos-de-prova moldados com vários tipos e teores de fibra (aço, sisal, vidro, polipropileno e aramida). Como vantagens da incorporação das fibras de aramida Kevlar, constata-se um incremento na resistência à compressão dos compósitos aos 28 dias em relação aos espécimes sem adição de fibra. Observam-se, também, reduções na massa específica e na trabalhabilidade dos espécimes com adição de fibra de aramida Kevlar em comparação aos sem adição. Em relação à resistência ao impacto, conclui-se que os compósitos com adição de fibra de aço e fibra de aramida são os que apresentaram melhor comportamento dinâmico em relação a energia de ruptura acumulada e à energia para aparecimento da primeira fissura, respectivamente.

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

Laminados compósitos de PRFV: efeitos da descontinuidade geométrica e do envelhecimento ambiental acelerado

The growing demand in the use of composite materials necessitates a better understanding of its behavior related to many conditions of loading and service, as well as under several ways of connections involved in mechanisms of structural projects. Within these project conditions are highlighted the presence of geometrical discontinuities in the area of cross and longitudinal sections of structural elements and environmental conditions of work like UV radiation, moisture, heat, leading to a decrease in final mechanical response of the material. In this sense, this thesis aims to develop studies detailed (experimental and semi-empirical models) the effects caused by the presence of geometric discontinuity, more specifically, a central hole in the longitudinal section (with reduced cross section) and the influence of accelerated environmental aging on the mechanical properties and fracture mechanism of FGRP composite laminates under the action of uniaxial tensile loads. Studies on morphological behavior and structural degradation of composite laminates are performed by macroscopic and microscopic analysis of affected surfaces, in addition to evaluation by the Measurement technique for mass variation (TMVM). The accelerated environmental aging conditions are simulated by aging chamber. To study the simultaneous influence of aging/geometric discontinuity in the mechanical properties of composite laminates, a semiempirical model is proposed and called IE/FCPM Model. For the stress concentration due to the central hole, an analisys by failures criteria were performed by Average-Stress Criterion (ASC) and Point-Stress Criterion (PSC). Two polymeric composite laminates, manufactured industrially were studied: the first is only reinforced by short mats of fiberglass-E (LM) and the second where the reinforced by glass fiber/E comes in the form of bidirectional fabric (LT). In the conception configurations of laminates the anisotropy is crucial to the final mechanical response of the same. Finally, a comparative study of all parameters was performed for a better understanding of the results. How conclusive study, the characteristics of the final fracture of the laminate under all conditions that they were subjected, were analyzed. These analyzes were made at the macroscopic level (scanner) microscope (optical and scanning electron). At the end of the analyzes, it was observed that the degradation process occurs similarly for each composite researched, however, the LM composite compared to composite LT (configurations LT 0/90º and LT ±45º) proved to be more susceptible to loss of mechanical properties in both regarding with the central hole as well to accelerated environmental aging

Descontinuidade na seção transversal em laminados compósitos poliméricos: efeitos e propriedades

The growing demand in the use of composite materials necessitates a better understanding its behavior to many conditions of loading and service, as well as under several ways of connections involved in mechanisms of structural projects. It is know that most of the structural elements are designed with presence of geometric discontinuities (holes, notches, etc) in their longitudinal sections and / or transversals, and that these discontinuities affect the mechanical response of these elements. This work has aims to analyze a study of the mechanical response, when in the presence geometric discontinuity, of polymer matrix composite laminates (orthophthalic polyester) to the uniaxial tensile test. The geometric discontinuity is characterized by the presence of a center hole in the transversal section of the composite. In this study, different kinds of stacking sequences are tested, with and without the presence of the hole, so as to provide better understanding of the mechanical properties. This sense, two laminates were studied: the first is only reinforced by with seven layers short mats of fiberglass-E (CM) and the second where the reinforcement of fiberglass-E comes in the form of bidirectional fabric (CT), with only four layers. The laminate CT has the presence of anisotropy (sense of continuous fibers with respect to the applied load) as the main parameter influencing its mechanical behavior, behavior this, not observed for the CM. In addition to the mechanical properties was also studied the fracture characteristics developed in each composite laminated. The results also showed that the presence of the hole in the transversal section decreased the ultimate strength of laminates and changed the final characteristic of fracture in all kinds of composite laminated studied

Envelhecimento ambiental em compósitos poliméricos à base de tecidos de reforços híbridos

The utilization of synthetic fibers for plastic reinforcement is more and more frequent and this growing interest requires that their mechanic behavior under the most variable conditions of structural applications be known. The use of such materials in the open and exposed to the elements is one of them. In this case, it becomes extremely necessary to study their mechanical properties (strength, stiffness) and the mechanism of fracture by which the environment aging them out. In order to do that, the material must be submitted to hot steam and ultraviolet radiation exposure cycles, according to periods of time determined by the norms. This study proposal deals with the investigation of accelerated environmental aging in two laminated polymeric composites reinforced by hybrid woven made up of synthetic fibers. The configurations of the laminated composites are defined as: one laminate reinforced with hybrid woven of glass fibers/E and Kevlar fibers/49 (LHVK) and the other laminate is reinforced with hybrid tissue of glass fibers/E and of carbon fibers AS4 (LHVC). The woven are plane and bidirectional. Both laminates are impregnated with a thermofix resin called Derakane 470-300 Epoxy Vinyl-Ester and they form a total of four layers. The laminates were industrially manufactured and were made through the process of hand-lay-up. Comparative analyses were carried out between their mechanical properties by submitting specimen to uniaxial loading tractions and three-point flexion. The specimen were tested both from their original state, that is, without being environmentally aging out, and after environmental aging. This last state was reached by using the environmental aging chamber

Fibras reforçadas por resina (FRC) em Ortodontia. Versatilidade clínica: parte 2

As fibras de vidro e de polietileno podem ser utilizadas na prática ortodôntica em diversas situações clínicas, nos casos com ou sem extrações dentárias. Este artigo tem como objetivo mostrar algumas das aplicações clínicas nas quais as fibras contribuíram de forma significativa para a realização dos tratamentos ortodônticos, simplificando-os e aumentando a eficiência clínica. As fibras foram utilizadas principalmente em segmentos de ancoragem e na substituição da banda pela colagem da associação fibra/tubo nos molares.

Aproveitamento dos resíduos de compósitos à base de resina poliéster e fibra de vidro

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Avaliação dos parâmetros de soldagem para compósitos de PPS/fibras contínuas com aplicações aeronáuticas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização de compositos de matrizes poliméricas reforçadas com fibra de sisal e de vidro

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo dos critérios de falhas em compósitos PPS/fibras de carbono utilizando elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Reciclagem química por hidrólise da poliamida 6,6 reforçada com fibra de vidro após ciclos de reciclagem mecânica

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC