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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
Modalidade de apoio: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
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Compósito híbrido | Delaminação | fadiga | Propagação de Trinca | Delaminação em Compósitos

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 (15)
(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)
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, . (18/07867-3, 17/10606-4, 17/16970-0)
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, . (17/16970-0, 17/10606-4, 18/07867-3)
MONTICELI, FRANCISCO MACIEL. A fatigue life estimative method based on dynamic mechanical and fatigue analyses. INTERNATIONAL JOURNAL OF FATIGUE, v. 138, . (06/02121-6, 17/10606-4, 12/13431-7, 11/11311-1)
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, . (17/10606-4)
MONTICELI, FRANCISCO M.; ALMEIDA JR, JOSE HUMBERTO S.; NEVES, ROBERTA M.; ORNAGHI, HEITOR L.; TROCHU, FRANCOIS. The influence of fabric architecture on impregnation behavior and void formation: Artificial neural network and statistical-based analysis. Polymer Composites, v. 43, n. 5, p. 12-pg., . (17/10606-4)
MONTICELI, FRANCISCO MACIEL; VOORWALD, HERMAN J. C.; CIOFFI, MARIA ODILA H.. The influence of carbon-glass/epoxy hybrid composite under mode I fatigue loading: Hybrid fiber bridging zone model. COMPOSITE STRUCTURES, v. 286, p. 8-pg., . (17/10606-4)
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, . (17/10606-4)
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, . (15/19967-4, 17/10606-4)
MONTICELI, FRANCISCO MACIEL; CIOFFI, MARIA ODILA HILARIO; VOORWALD, HERMAN JACOBUS CORNELIS. Mode II delamination of carbon-glass fiber/epoxy hybrid composite under fatigue loading. INTERNATIONAL JOURNAL OF FATIGUE, v. 154, p. 10-pg., . (17/10606-4)
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, . (17/10606-4)
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, . (17/10606-4, 17/16970-0, 18/07867-3)
MONTICELI, FRANCISCO M.; VOORWALD, HERMAN JACOBUS CORNELIS; CIOFFI, MARIA ODILA HILARIO. The influence of carbon-glass/epoxy hybrid composite under mode I fatigue loading: Physical-based characterization. COMPOSITE STRUCTURES, v. 286, p. 9-pg., . (17/10606-4)
MONTICELI, F. M.; ORNAGHI, H. L., JR.; CIOFFI, M. O. H.; VOORWALD, H. J. C.. The Influence of Carbon/Glass/Epoxy Hybrid Interfacial Adhesion on the Mode II Delamination Fracture Toughness. MECHANICS OF COMPOSITE MATERIALS, v. 58, n. 2, p. 12-pg., . (06/02121-6, 17/10606-4)
CHUVES, YURI PEREIRA; MONTICELI, FRANCISCO MACIEL; DO NASCIMENTO, ALLANA AZEVEDO; BARBOSA, ANA PAULA CYSNE; VOORWALD, HERMAN JACOBUS CORNELIS; CIOFFI, MARIA ODILA HILARIO. The Effect of Self-Healing Agent Fraction on CFRP Mechanical Behavior: Statistical Analysis Approach. FIBERS AND POLYMERS, v. 24, n. 2, p. 12-pg., . (17/10606-4, 20/09422-9, 21/05706-5, 19/04412-8)
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, v. 54, n. 27, p. 11-pg., . (17/16970-0, 17/10606-4, 18/07867-3)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
MONTICELI, Francisco Maciel. Fadiga em compósitos híbridos processados via RTM: influência da interface híbrida na delaminação nos modos I e II. 2021. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Engenharia. Guaratinguetá Guaratinguetá.

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