Taxa de delaminação em compósitos 5HS carbono/epóxi processado via RTM: relação do carregamento axial tração-tração como modos I e II puros

• Processo: 11/01937-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2011
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Maria Odila Hilário Cioffi
• Beneficiário: Marcos Yutaka Shiino
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 12/07646-0 - Avaliação do efeito do gradiente de pressão no processamento RTM em laminado 5HS por DCB no modo i em fadiga, BE.EP.DR
• Assunto(s): Fadiga Ultrassom Carbono Materiais compósitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: carbono | compósitos | Epóxi | fadiga | Rtm | ultrassom | Ensaios não-destrutivos; RTM; Ensaio de fadiga

Resumo

Este projeto de pesquisa tem como objetivo dar continuidade aos estudos de propagação de trinca, iniciado na Universidade Técnica de Delft (TUDelft), em compósitos processados por RTM, considerando que, dessa forma, a contribuição científica será mais siginificativa para a área que se insere. Durante a primeira fase do doutorado regular foi realizado uma vasta revisão bibliográfica na área de simulação de fluxo de resina em meio poroso, assunto no qual o projeto original de doutorado está inserido, e o qual foi verificado o grande avanço científico por parte de outras instituições, e que não iriar gerar um tema original para o doutorado.Nos estudos iniciais foram avaliados a propagação de trincas nos modos I e II nas condições de carregamento estático e dinâmico, colocando-se filme de Teflon no plano de simetria do compósito para induzir a pré-trinca. Os estudos de propagação individualizados possibilitaram a obtenção de padrões de fratura característicos de cada modo, o que proporcionou o entendimento parcial dos mecanismos de propagação de trinca. No entanto, para cada modo de propagação ainda é necessário a realização de investigações microscópicas para cada taxa de propagação de trinca, a qual não foi adequadamente detalhada. Consequentemente, para essa nova etapa do projeto de doutorado será proposto um complemento desse estudo e a aplicação dos dados gerados no Processo 2012/07646-0 para os ensaios de fadiga axial em tensão-tensão seguindo a norma ASTM D 3479/D 3479M-07 e fadiga axial com concentrador de tensão, de acordo com a norma ASTM D 5766/D 5766M-07. O objetivo desse estudo é investigar a interação dos efeitos de carregamento na interface do compósito testado em ensaio de fadiga axial com as fraturas no modo I e II geradas previamente no laboratório da TUDelft. A forma de avaliação será baseada na investigação fractográfica por técnicas de microscopia eletrônica de varredura em corpos de prova ensaiados em fadiga à diferentes níveis de tensão. Os corpos de prova serão submetidos a carregamentos ciclicos até que se observe uma extensão de trinca comparada com as obtidas nos modos I e II. Posteriormente serão inspecionados por ultrassom para análise da extensão do dano e, então, seccionados para análise fractográfica. No caso do ensaio de fadiga com concentrador de tensão a análise pode se estender para propagação translaminar da trinca, em estudo separado.

Publicações científicas

(13)

(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)

SHIINO, MARCOS YUTAKA; MORAES DE SIQUEIRA, GUILHERME SILVA; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA; MONTORO, SERGIO ROBERTO; DONADON, MAURICIO VICENTE. Hygrothermal Effect on Composites Under In-Plane Fatigue at Stress Ratios of R=-1 and R=0.1: An Analysis of Quasi-Isotropic Stitched Carbon Fibers. Journal of Materials Engineering and Performance, v. 27, n. 11, p. 5964-5972, NOV 2018. (11/01937-0, 12/07646-0)

SHIINO, MARCOS YUTAKA; PELOSI, TATIANE SCARABEL; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA; DONADON, MAURICIO VICENTE. The Role of Stitch Yarn on the Delamination Resistance in Non-crimp Fabric: Chemical and Physical Interpretation. Journal of Materials Engineering and Performance, v. 26, n. 3, p. 978-986, MAR 2017. (11/01937-0, 12/07646-0)

SHIINO, MARCOS YUTAKA; ALDERLIESTEN, REYNDERT CHRISTIAAN; DONADON, MAURICIO VICENTE; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA. A brief discussion on (pure mode I) fatigue crack growth rate data in 5HS weave fabric composites: Evaluation of empirical relations. INTERNATIONAL JOURNAL OF FATIGUE, v. 84, p. 97-103, MAR 2016. (11/01937-0, 12/07646-0)

SHIINO, MARCOS YUTAKA; ALDERLIESTEN, REYNDERT CHRISTIAAN; DONADON, MAURICIO VICENTE; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; CIOFFI, MARIA ODILA HILARIO. Applicability of standard delamination tests (double cantilever beam and end notch flexure) for 5HS fabric-reinforced composites in weft-dominated surface. JOURNAL OF COMPOSITE MATERIALS, v. 49, n. 21, p. 2557-2565, SEP 2015. (11/01937-0, 12/07646-0)

SHIINO, MARCOS YUTAKA; MAGALHAES FARIA, MARIA CANDIDA; BOTELHO, EDSON COCCHIERI; DE OLIVEIRA, PEDRO CARLOS. Assessment of Cumulative Damage by Using Ultrasonic C-Scan on Carbon Fiber/Epoxy Composites Under Thermal Cycling. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 15, n. 4, p. 495-499, JUL-AUG 2012. (05/54358-7, 09/04123-4, 11/01937-0, 06/02121-6)

SHIINO, MARCOS YUTAKA; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA; JACOBUS VOORWALD, HERMAN CORNELIS; ORTIZ, EDMUNDO CABRAL. Tricot stitched carbon fiber reinforced polymer composite laminates manufactured by resin transfer molding process: C-scan and flexural analysis. JOURNAL OF COMPOSITE MATERIALS, v. 47, n. 14, p. 1695-1703, JUN 2013. (06/02121-6, 11/01937-0)

SHIINO, MARCOS YUTAKA; GONZALEZ RAMIREZ, FRANCIS MARIANA; GARPELLI, FELIPE PARISE; ALVES DA SILVEIRA, NUBIA NALE; MENDONCA SALES, RITA DE CASSIA; DONADON, MAURICIO VICENTE. Interlaminar crack onset in co-cured and co-bonded composite joints under mode I cyclic loading. FATIGUE & FRACTURE OF ENGINEERING MATERIALS & STRUCTURES, v. 42, n. 3, p. 752-763, MAR 2019. (11/01937-0, 12/07646-0, 15/16733-2)

BROCKS, THATIANE; SHIINO, MARCOS YUTAKA; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; CAPORALLI FILHO, ANGELO. Experimental RTM Manufacturing Analysis of Carbon/Epoxy Composites for Aerospace Application: Non-crimp and Woven Fabric Differences. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 16, n. 5, p. 8-pg., 2013-09-01. (06/02121-6, 09/03284-4, 11/01937-0, 12/07646-0)

BROCKS, THATIANE; SHIINO, MARCOS YUTAKA; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; CAPORALLI FILHO, ANGELO. Experimental RTM Manufacturing Analysis of Carbon/Epoxy Composites for Aerospace Application: Non-crimp and Woven Fabric Differences. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 16, n. 5, p. 1175-1182, Out. 2013. (11/01937-0, 06/02121-6, 09/03284-4, 12/07646-0)

SHIINO, M. Y.; ALDERLIESTEN, R. C.; DONADON, M. V.; CIOFFI, M. O. H.. The relationship between pure delamination modes I and II on the crack growth rate process in cracked lap shear specimen (CLS) of 5 harness satin composites. COMPOSITES PART A-APPLIED SCIENCE AND MANUFACTURING, v. 78, p. 350-357, NOV 2015. (11/01937-0, 12/07646-0)

THATIANE BROCKS; MARCOS YUTAKA SHIINO; MARIA ODILA HILÁRIO CIOFFI; HERMAN JACOBUS CORNELIS VOORWALD; ANGELO CAPORALLI FILHO. Experimental RTM manufacturing analysis of carbon/epoxy composites for aerospace application. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 16, n. 5, p. 1175-1182, 2013-07-05. (06/02121-6, 09/03284-4, 12/07646-0, 11/01937-0)

SHIINO, M. Y.; DE CAMARGO, L. M.; CIOFFI, M. O. H.; VOORWALD, H. C. J.; ORTIZ, E. C.; REZENDE, M. C.. Correlation of microcrack fracture size with fatigue cycling on non-crimp fabric/RTM6 composite in the uniaxial fatigue test. COMPOSITES PART B-ENGINEERING, v. 43, n. 5, p. 2244-2248, JUL 2012. (06/02121-6, 09/04123-4, 11/01937-0)

SHIINO, MARCOS YUTAKA; ALDERLIESTEN, RENE C.; PITANGA, MIDORI YOSHIKAWA; CIOFFI, MARIA ODILA HILARIO; CLARK, G; WANG, CH. Fatigue crack growth rate in mode I of a carbon fiber 5HS weave composite laminate processed via RTM. BIOHYDROMETALLURY: FROM THE SINGLE CELL TO THE ENVIRONMENT, v. 891-892, p. 3-pg., 2014-01-01. (12/07646-0, 11/01937-0)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

SHIINO, Marcos Yutaka. Fadiga em compósitos 5HS carbono/epóxi processados via RTM: relação entre cargas axiais no plano e modos de delaminação. 2015. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Engenharia. Guaratinguetá Guaratinguetá.