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Análise e quantificação do dano em materiais compósitos de matriz polimérica
| datacite.subject.fos | Construções mecânicas | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Durão, Luís Miguel Pereira | |
| dc.contributor.author | Silva, Pedro Emanuel Viana | |
| dc.date.accessioned | 2018-03-14T15:18:55Z | |
| dc.date.available | 2018-03-14T15:18:55Z | |
| dc.date.issued | 2016 | |
| dc.description.abstract | Os materiais compósitos têm assumido uma importância crescente na engenharia e o seu uso é cada vez mais comum. Características importantes destes materiais, como as elevadas propriedades mecânicas, associadas a maior leveza, têm permitido uma vasta aplicação em áreas tão distintas como a medicina, o desporto, a aeronáutica, a defesa ou a indústria automóvel. A maioria dos compósitos é fabricada sob a forma de peças funcionais, prontas ou quase prontas a serem utilizadas. Contudo, o seu uso ainda não prescinde completamente de processos de maquinagem adicionais, com particular destaque para a furação. Com efeito, a furação de materiais compósitos é ainda um processo muito frequente e, apesar de vários progressos feitos nesta área, deste processo resultam danos nos materiais compósitos cujos efeitos têm de ser tidos em conta. Entre os principais defeitos decorrentes da furação, destaca-se o fenómeno da delaminação. O objetivo deste estudo foi o de avaliar a magnitude da área danificada por furação em carbono epóxido, um material compósito de matriz polimérica, e de que forma os danos decorrentes do processo de furação afetavam as propriedades mecânicas do material. Foram fabricados 35 provetes em carbono epóxido e procedeu-se à furação com cinco geometrias diferentes de broca – broca Helicoidal, broca Dagger, broca Brad, broca High Speed Steel e broca Helicoidal com pré-furação – a fim de se obterem diversas áreas de dano. Os provetes foram radiografados e das imagens resultantes foi possível calcular a área de dano causado por furação, com recurso a software de edição de imagem. No final, os provetes foram submetidos a dois ensaios mecânicos: Flexão em 3 pontos e Pin-Bearing. As áreas de dano determinadas foram relacionadas com a perda de propriedades mecânicas verificadas durante os ensaios com recurso a ferramentas estatísticas. Os resultados obtidos permitiram estabelecer e modelar relações entre a área danificada durante a furação e a resistência mecânica do material. A resistência à flexão não apresenta grande variabilidade em função da área de dano. Já a resistência à compressão diminui com o incremento da área de dano. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Composite materials have been assuming a growing importance in engineering and their use is becoming more common. Important characteristics of these materials, such as high mechanical properties along with lightness, have allowed a wide application in distinct areas like medicine, sports, aeronautics, defense or automotive industry. The majority of the composite materials is produced in the form of functional parts, in a net or near-net shape. However, their use does not fully excludes yet the need of additional machining processes, particularly the drilling process. So, the drilling of composite materials remains a very frequent process and, despite several advances in this area, this process causes damages to the composite materials whose effects must be taken in consideration. Among the main problems resulting from drilling, delamination is one of the most important. The objective of this study was to evaluate the magnitude of the area damaged by drilling in carbon epoxy, a composite material with polymeric matrix, and how does the resulting damages of the drilling process affected the mechanical properties of the material. There were manufactured 35 test subjects in carbon epoxy and they were drilled with five different drill geometries – Twist drill, Dagger Drill, Brad drill, High Speed Steel drill and Twist drill with pre-drilling - to obtain different damage areas. The test subjects were then radiographed and from the resulting images it was possible to calculate the damaged area caused by drilling, using an image editing software. Finally, the test subjects went under two mechanical tests: Three point flexural test and Pin-Bearing test. The determined damaged areas were related to the loss of mechanical properties verified during the tests, using statistical tools. The achieved results allowed to establish and model the relations between the damaged area during drilling and the material’s mechanical resistance. The bending resistance does not vary greatly with the damage area. In the other hand, the bearing resistance decreases with the increase of the damage area. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 201750619 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/11129 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | Furação | pt_PT |
| dc.subject | Delaminação | pt_PT |
| dc.subject | Carbono epóxido | pt_PT |
| dc.subject | Radiografia | pt_PT |
| dc.subject | Área de dano | pt_PT |
| dc.subject | Tratamento de imagem | pt_PT |
| dc.subject | Ensaio Flexão em três pontos | pt_PT |
| dc.subject | Ensaio Pin-Bearing | pt_PT |
| dc.subject | Estatística | pt_PT |
| dc.subject | Drilling | pt_PT |
| dc.subject | Delamination | pt_PT |
| dc.subject | Carbon epoxy | pt_PT |
| dc.subject | Radiography | pt_PT |
| dc.subject | Damage area | pt_PT |
| dc.subject | Image Editing | pt_PT |
| dc.subject | Three point flexural test | pt_PT |
| dc.subject | Pin-Bearing Test | pt_PT |
| dc.subject | Statistics | pt_PT |
| dc.title | Análise e quantificação do dano em materiais compósitos de matriz polimérica | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Mecânica | pt_PT |