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- Estudo da influência da pré-furação no dano em laminados carbono/epóxidoPublication . Durão, Luís M.; Tavares, João Manuel R. S.; Marques, A. T.; Magalhães, A. G.; Freitas, M.Na furação de placas em materiais compósitos é corrente o uso de técnicas tradicionais de furação adaptadas. O defeito mais grave é a delaminação, que nem sempre é visível à superfície e pode causar o colapso prematuro das estruturas. Para a avaliação dos danos provocados nas peças utilizam-se meios de controlo não-destrutivo. Neste artigo são analisados os resultados obtidos através do recurso à pré-furação em placas carbono/epóxido e de duas técnicas de controlo. Os resultados obtidos permitem estabelecer a influência da pré-furação na delaminação Neste trabalho, utilizam-se técnicas de Visão Computacional no processamento e análise das imagens obtidas nos ensaios experimentais.
- Drilling damage in composite materialPublication . Durão, Luís M.; Tavares, João Manuel R. S.; Albuquerque, Victor Hugo C. de; Marques, Jorge Filipe Simões; Andrade, Óscar Nicolau GomesThe characteristics of carbon fibre reinforced laminates have widened their use from aerospace to domestic appliances, and new possibilities for their usage emerge almost daily. In many of the possible applications, the laminates need to be drilled for assembly purposes. It is known that a drilling process that reduces the drill thrust force can decrease the risk of delamination. In this work, damage assessment methods based on data extracted from radiographic images are compared and correlated with mechanical test results—bearing test and delamination onset test—and analytical models. The results demonstrate the importance of an adequate selection of drilling tools and machining parameters to extend the life cycle of these laminates as a consequence of enhanced reliability.
- Avaliação de ferramentas para a furação de laminadosPublication . Durão, Luís M.; Gonçalves, Daniel J. S.; Albuquerque, Victor Hugo C. de; Tavares, João Manuel R. S.A utilização crescente de materiais compósitos nos mais variados domínios coloca novos desafios no projecto de ferramentas de corte dedicadas a este tipo de materiais, ao invés da tradicional adaptação das ferramentas desenvolvidas para materiais metálicos. Neste artigo apresenta-se um estudo comparativo de geometrias de broca com o objectivo de reduzir o dano associado. Para tal, são analisadas as forças desenvolvidas durante o processo de furação, a extensão da zona delaminada em redor do furo produzido e efectuados ensaios mecânicos com o objectivo de estabelecer uma correlação entre os diversos resultados e as características mecânicas das placas maquinadas. Assim, a referida comparação permite avaliar a importância da escolha adequada da geometria de ferramenta na diminuição do dano provocado e na melhoria das características mecânicas das peças envolvidas.
- Utilização de algoritmos de processamento e análise de imagem na avaliação do dano em placas compósitasPublication . Durão, Luís M.; Magalhães, A. G.; Marques, A. T.; Tavares, João Manuel R. S.A utilização de materiais compósitos tem vindo a aumentar nas últimas décadas em virtude das suas notáveis propriedades mecânicas. Referem-se como vantagens no seu uso o baixo peso, elevada resistência e rigidez. A furação de placas compósitas é um desafio que se coloca às indústrias que trabalham com este tipo de materiais, sendo frequente o recurso a ferramentas convencionais com adaptações. Contudo, a presença de defeitos devidos a operações de maquinagem pode afectar severamente as propriedades mecânicas das peças maquinadas, nomeadamente em zonas de ligação. Neste trabalho, apresenta-se uma técnica baseada no uso de algoritmos de Processamento e de Análise de Imagem que permite a avaliação de defeitos causados pela maquinagem de placas compósitas e que pode ser utilizada no estudo e definição de estratégias de maquinagem tendentes à minimização do dano envolvido. As conclusões obtidas mostram que tal redução do dano permite um aumento da resistência mecânica das peças e a aplicação de algoritmos de Processamento e Análise de Imagem revela-se adequada.
- Analyzing objects in images for estimating the delamination influence on load carrying capacity of composite laminatesPublication . Durão, Luís M.; Magalhães, A. G.; Tavares, João Manuel R. S.; Marques, A. T.The use of fiber reinforced plastics has increased in the last decades due to their unique properties. Advantages of their use are related with low weight, high strength and stiffness. Drilling of composite plates can be carried out in conventional machinery with some adaptations. However, the presence of typical defects like delamination can affect mechanical properties of produced parts. In this paper delamination influence in bearing stress of drilled hybrid carbon+glass/epoxy quasi-isotropic plates is studied by using image processing and analysis techniques. Results from bearing test show that damage minimization is an important mean to improve mechanical properties of the joint area of the plate. The appropriateness of the image processing and analysis techniques used in the measurement of the damaged area is demonstrated.
- Avaliação de ferramentas na furação de laminados compósitosPublication . Gonçalves, Daniel J. S.; Durão, Luís M.; Albuquerque, Victor Hugo C. de; Tavares, João Manuel R. S.; Baptista, A. P. M.The development of cutting tools becomes a challenge to the industry of composite materials to obtain high quality holes, minimizing damage. This work aims to examine the influence of various parameters such as feed rate and tool geometry on thrust forces developed during drilling operations and on the extent of damage. In this work, a comparative study of tool geometry with the aim of reducing the associated damage during drilling process is presented. In the end a good combination of tool geometry and drilling parameters based on experimental work will be presented.
- Influência dos parâmetros de maquinagem no dano de placas compósitasPublication . Durão, Luís M.; Magalhães, A. G.; Marques, A. T.; Tavares, João Manuel R. S.Os materiais compósitos têm-se tornado cada vez mais importantes em virtude das suas características específicas, tais como o baixo peso e uma boa relação peso/resistência. As operações de furação são habituais neste tipo de peças, devido à necessidade de posterior montagem em conjuntos. Devido à não-homogeneidade dos compósitos, a furação pode causar alguns danos, de que podem resultar perda de propriedades mecânicas da peça. Uma escolha adequada da ferramenta e dos parâmetros pode diminuir estas consequências. Neste artigo são comparados os resultados obtidos com três diferentes velocidades de corte, três avanços e três geometrias de ferramenta. As conclusões apontam para a importância duma adequada selecção dos parâmetros de maquinagem na redução do dano.
- Delamination analysis of carbon fibre reinforced laminates: evaluation of a special step drillPublication . Marques, A. T.; Durão, Luís M.; Magalhães, A. G.; Silva, João F.; Tavares, João Manuel R. S.Drilling of carbon fibre/epoxy laminates is usually carried out using standard drills. However, it is necessary to adapt the processes and/or tooling as the risk of delamination, or other damages, is high. These problems can affect mechanical properties of produced parts, therefore, lower reliability. In this paper, four different drills – three commercial and a special step (prototype) – are compared in terms of thrust force during drilling and delamination. In order to evaluate damage, enhanced radiography is applied. The resulting images were then computational processed using a previously developed image processing and analysis platform. Results show that the prototype drill had encouraging results in terms of maximum thrust force and delamination reduction. Furthermore, it is possible to state that a correct choice of drill geometry, particularly the use of a pilot hole, a conservative cutting speed – 53 m/min – and a low feed rate – 0.025 mm/rev – can help to prevent delamination.
- Damage evaluation of drilled carbon/epoxy laminates based on area assessment methodsPublication . Durão, Luís M.; Tavares, João Manuel R. S.; Albuquerque, Victor Hugo C. de; Gonçalves, Daniel J. S.The characteristics of carbon fibre reinforced laminates had widened their use, from aerospace to domestic appliances. A common characteristic is the need of drilling for assembly purposes. It is known that a drilling process that reduces the drill thrust force can decrease the risk of delamination. In this work, delamination assessment methods based on radiographic data are compared and correlated with mechanical test results (bearing test).
- Evaluation of tools and cutting conditions on carbon fibre reinforced laminatesPublication . Gonçalves, Daniel J. S.; Durão, Luís M.; Tavares, João Manuel R. S.; Albuquerque, Victor Hugo C. de; Marques, A. T.The distinctive characteristics of carbon fibre reinforced plastics, like low weight or high specific strength, had broadened their use to new fields. Due to the need of assembly to structures, machining operations like drilling are frequent. In result of composites inhomogeneity, this operation can lead to different damages that reduce mechanical strength of the parts in the connection area. From these damages, delamination is the most severe. A proper choice of tool and cutting parameters can reduce delamination substantially. In this work the results obtained with five different tool geometries are compared. Conclusions show that the choice of an adequate drill can reduce thrust forces, thus delamination damage.