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Fadiga em compósitos híbridos processados via RTM: influência da interface híbrida na delaminação nos modos I e II

Processo: 17/10606-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2020
Vigência (Término): 30 de setembro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial
Pesquisador responsável:Maria Odila Hilário Cioffi
Beneficiário:Francisco Maciel Monticeli
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
Assunto(s):Delaminação   Compostos híbridos   Carregamento cíclico   Fadiga   Tenacidade à fratura   Moldagem por transferência de resina

Resumo

A adoção de compósitos híbridos para a indústria aeronáutica pode ser uma solução viável para o elevado custo das fibras de carbono. Contudo, as propriedades mecânicas deste novo compósito continuam sendo fundamentais para a aplicação estrutural primária. Um dos principais fatores limitantes à utilização aeronáutica de compósitos laminados é o baixo valor de tenacidade a fratura interlaminar, que é representado principalmente pela adesão matriz/reforço. O resultado disso é uma rápida propagação de trinca na região interlaminar. Considerando os tratamentos superficiais da fibra de carbono, que introduz uma adesão excessivamente forte e, como consequência, uma eventual fragilização do compósito, a tenacidade poderia ser incrementada com a introdução da fibra de vidro. Surge então, a necessidade do conhecimento da influência da interface híbrida de um compósito na taxa de propagação de trinca por número de ciclos. O objetivo principal deste trabalho é determinar a influência que a interface de um compósito híbrido oferece nos modos de propagação de trinca individuais I e II, por meio da delaminação de um corpo de prova, o qual será submetido a um carregamento cíclico de amplitude constante. Para isso, serão analizadas as contribuições matemáticas de ambas as fibras no processo de delaminação e validadas experimentalmente, através do modelo desenvolvido por Khan. Estabelecendo assim, os parâmetros para a caracterização em fadiga de cada modo individualmente. A previsão de propagação de trinca, considerando os mecanismos físicos da fratura, será realizada por meio de um modelo analítico teórico e confirmado por meio dos resultados experimentais. A investigação fractográfica torna possível a análise dos mecanismos de falha e a influência microestrutural da interface híbrida na tenacidade à fratura interlaminar de forma qualitativa e quantitativa. (AU)

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Publicações científicas (8)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MONTICELI, FRANCISCO MACIEL; DOS REIS, ANA KAROLINE; NEVES, ROBERTA MOTTA; DE PAULA SANTOS, LUIS FELIPE; BOTELHO, EDSON COCCHIERI; ORNAGHI JR, HEITOR LUIZ. Statistical analysis of creep behavior in thermoset and thermoplastic composites reinforced with carbon and glass fibers. JOURNAL OF STRAIN ANALYSIS FOR ENGINEERING DESIGN, v. 56, n. 7, p. 452-461, OCT 2021. Citações Web of Science: 0.
MONTICELI, FRANCISCO MACIEL; PITANGA, MIDORI YOSHIKAWA; CIOFFI, MARIA ODILA HILARIO; VOORWALD, HERMAN JACOBUS CORNELIS. Mode I and mode II delamination of carbon/glass/epoxy hybrid composite: A statistics-based analysis. Polymer Composites, v. 42, n. 8, p. 3857-3869, AUG 2021. Citações Web of Science: 0.
MONTICELI, FRANCISCO MACIEL; DOS REIS, ANA KAROLINE; NEVES, ROBERTA MOTTA; DE PAULA SANTOS, LUIS FELIPE; BOTELHO, EDSON COCCHIERI; ORNAGHI JR, HEITOR LUIZ. Statistical analysis of creep behavior in thermoset and thermoplastic composites reinforced with carbon and glass fibers. JOURNAL OF STRAIN ANALYSIS FOR ENGINEERING DESIGN, DEC 2020. Citações Web of Science: 0.
MONTICELI, FRANCISCO MACIEL; SHIINO, MARCOS YUTAKA; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA. The synergy effect of carbon/glass/epoxy hybrid laminate in Mode I delamination: A physical microfracture analysis. ENGINEERING FRACTURE MECHANICS, v. 239, NOV 2020. Citações Web of Science: 0.
MONTICELI, FRANCISCO M.; ALMEIDA, JR., JOSE HUMBERTO S.; NEVES, ROBERTA M.; ORNAGHI, FELIPE G.; ORNAGHI, HEITOR L. On the 3D void formation of hybrid carbon/glass fiber composite laminates: A statistical approach. COMPOSITES PART A-APPLIED SCIENCE AND MANUFACTURING, v. 137, OCT 2020. Citações Web of Science: 1.
ORNAGHI JR, HEITOR L.; NEVES, ROBERTA M.; MONTICELI, FRANCISCO M.; ALMEIDA, JR., JOSE HUMBERTO S. Viscoelastic characteristics of carbon fiber-reinforced epoxy filament wound laminates. COMPOSITES COMMUNICATIONS, v. 21, OCT 2020. Citações Web of Science: 3.
MONTICELI, FRANCISCO MACIEL. A fatigue life estimative method based on dynamic mechanical and fatigue analyses. INTERNATIONAL JOURNAL OF FATIGUE, v. 138, SEP 2020. Citações Web of Science: 0.
REIS, ANA KAROLINE DOS; MONTICELLI, FRANCISCO MACIEL; NEVES, ROBERTA MOTTA; DE PAULA SANTOS, LUIS FELIPE; BOTELHO, EDSON COCCHIERI; LUIZ ORNAGHI JR, HEITOR. Creep behavior of polyetherimide semipreg and epoxy prepreg composites: Structure vs. property relationship. JOURNAL OF COMPOSITE MATERIALS, MAY 2020. Citações Web of Science: 0.

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