Manufatura de laminados compósitos por infusão a vácuo de resina líquida com inserção de fibras ópticas para sensoriamento de deformações e danos mecânicos

• Processo: 14/00099-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de maio de 2014
• Vigência (Término): 30 de novembro de 2016
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: José Ricardo Tarpani
• Beneficiário: Gustavo de Souza
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/25554-4 - Manufatura de estruturas de compósito de polímero reforçado com fibras contínuas contendo fibras ópticas embutidas para monitoração em tempo-real da integridade estrutural via reflectometria óptica, BE.EP.IC
• Assunto(s): Materiais compósitos Manufatura Fibra óptica Danos mecânicos Sensoriamento Propriedades mecânicas Modelos matemáticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Infusão a vácuo de resina líquida | Laminado compósito polimérico fibroso | Monitoração de integridade estrutural | Sensoriamento por fibras ópticas | Materiais compósitos fibrosos

Resumo

Laminados compósitos tem sido aplicados com sucesso em projetos onde a otimização das propriedades mecânicas e o baixo peso específico são fundamentais, gerando excepcionais eficiências estruturais. Tais laminados podem ser manufaturados desde processos de impregnação manual (Hand-LayUp) e, mais recentemente, por métodos de fabricação baseados no sistema de infusão de resina como o RTM (Resin Transfer Moulding) e suas derivações, que vem substituindo os métodos manuais em função da sua maior repetibilidade, reprodutibilidade, padronização e superior qualidade no meio industrial. Muitas são as variáveis que englobam os processos de infusão de resina, tais como o(s) melhor(es) ponto(s) de infusão da resina no molde, o comportamento da frente do fluxo de resina durante o preenchimento deste, as diferenças de pressões entre a entrada e a saída do molde, e principalmente o tempo de preenchimento do mesmo. Para a obtenção das propriedades ótimas do laminado final é necessário conhecer e controlar todas essas variáveis. Uma maneira eficaz de alcançar ou aproximar tal condição ideal é a realização de simulações em programas computacionais dedicados que, com o auxilio de bases de dados adequadas, permitem a reprodução virtual do processo fisico, possibilitando alterações pertinentes nos parâmetros da infusão, resultando assim no aperfeiçoamento e melhor desempenho da técnica e, consequentemente, na melhora substancial das propriedades finais do laminado compósito obtido. O presente projeto de pesquisa propõe uma abordagem computacional da técnica de infusão RIFT. Laminados planos serão fabricados e um monitoramento completo, em termos de tempo e espaço, do avanço da frente de avanço da resina no molde será realizado durante o processo de infusão. O objetivo é coletar todos os dados experimentais que possam ser empregados como condições de contorno na modelagem matemática do processo. A simulação do processo será efetuada por intermédio do programa STAR CMM+.

Publicações científicas

(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)

SOUZA, G.; TARPANI, J. R.. Distributed Fiber Optics Sensing Applied to Laminated Composites: Embedding Process, Strain Field Monitoring with OBR and Fracture Mechanisms. JOURNAL OF NONDESTRUCTIVE EVALUATION, v. 39, n. 4, p. 15-pg., 2020-10-06. (14/00099-0, 15/25554-4)

SOUZA, G.; TARPANI, J. R.. Using OBR for pressure monitoring and BVID detection in type IV composite overwrapped pressure vessels. JOURNAL OF COMPOSITE MATERIALS, v. 55, n. 3, AUG 2020. (14/00099-0, 15/25554-4)