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Fadiga em compósitos polimérico reforçado com fibra de carbono: caracterização de propagação de dano intra e interlaminar

Processo: 21/05706-5
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2022
Vigência (Término): 31 de março de 2023
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial
Pesquisador responsável:Maurício Vicente Donadon
Beneficiário:Francisco Maciel Monticeli
Instituição Sede: Divisão de Engenharia Aeronáutica (IEA). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais compósitos   Fadiga   Fractografia   Redes neurais (computação)
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:compósito | fadiga | fractografia | Propagação de dano | rede neural artificial | caracterização e simulação do comportamento mecânica de compósitos laminados

Resumo

A principal característica dos compósitos avançados é a elevada rigidez específica. Entretanto, devido à dificuldade de certificação e complexidade do comportamento de controle de fratura que atendam aos requisitos mecânicos de aplicação e manutenção, um fator limitante para utilização aeronáutica é a superestimativa dimensional de componentes estruturais que utilizam compósitos laminado, considerando o elevado fator de segurança aplicado. Com o propósito de caracterizar o comportamento físico de propagação de trinca em compósitos laminados, notou-se uma ausência de estudos que consideram fraturas intra e interlaminar, simultaneamente, para avaliação da taxa de liberação de energia em função da progressão de dano em fadiga, mediante a diferentes níveis de dano inicial. O objetivo principal deste trabalho é a caracterização do comportamento de propagação de dano intra e interlaminar de compósito polimérico reforçado com fibra contínua, processado via moldagem por transferência de resina, através de carregamento cíclico e amplitude constante. Para esse propósito, impacto de baixa velocidade serão aplicados nos laminados com diferentes níveis de energia para gerar o dano inicial, na qual a aplicação de carregamento por flexão de 4 pontos em fadiga, será realizado para gerar a progressão de dano intra e interlaminar, sendo medidos por métodos de microscopia de inspeção acústica por ultrassom. Os resultados esperados abrangem a avaliação do efeito da indução da fratura inicial através da variação de energia de dano por impacto; análise do comportamento de fratura por carregamento quase-estático e em fadiga, desenvolvendo um método padrão de análise de progressão de dano; avaliação do decaimento da rigidez por taxa de propagação de trinca; influência da direção da fibra na progressão do dano intra e interlaminar, através da utilização de diferentes orientações das fibras no laminado; e análise dos mecanismos de fratura via análises fractográficas. A expectativa deste projeto será a caracterização dos parâmetros referente ao comportamento da propagação de dano intra e interlaminar por carregamento cíclico em amplitude constante.

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Publicações científicas (4)
(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)
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)
DE PAULA SANTOS, LUIS FELIPE; MONTICELI, FRANCISCO MACIEL; RIBEIRO, BRUNO; COSTA, MICHELLE LEALI; ALDERLIESTEN, RENE; BOTELHO, EDSON COCCHIERI. Does carbon nanotube buckypaper affect mode-I and II interlaminar fracture toughness under quasi-static loading?. COMPOSITE STRUCTURES, v. 323, p. 14-pg., . (21/05706-5, 19/18691-6, 18/07867-3)
MONTICELI, FRANCISCO M.; NEVES, ROBERTA M.; ORNAGHI JR, HEITOR L.; ALMEIDA, JOSE HUMBERTO S., JR.. Prediction of Bending Properties for 3D-Printed Carbon Fibre/Epoxy Composites with Several Processing Parameters Using ANN and Statistical Methods. POLYMERS, v. 14, n. 17, p. 19-pg., . (21/05706-5)
MONTICELI, FRANCISCO MACIEL; FUGA, FELIPE RUIVO; DONADON, MAURICIO VICENTE. A systematic review on translaminar fracture damage propagation in fiber-reinforced polymer composites. THIN-WALLED STRUCTURES, v. 187, p. 29-pg., . (21/05706-5)

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