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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/riufal/1795
Tipo: | Dissertação |
Título: | Homogeneização de compósitos reforçados por fibras considerando efeitos de interfases |
Título(s) alternativo(s): | Homogenization of fiber reinforced composites considering interface effects |
Autor(es): | Costa, Esdras Jonathan Honorato |
Primeiro Orientador: | Marques, Severino Pereira Cavalcanti |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Lira, William Wagner Matos |
metadata.dc.contributor.referee1: | Cavalcante, Márcio André Araújo |
metadata.dc.contributor.referee2: | Amorim, David Leonardo Nascimento de Figueiredo |
Resumo: | Considerando as importantes aplicações dos materiais compósitos reforçados por fibras em engenharia, a caracterização dos mesmos se mostra como um tema de grande relevância. Dentro deste campo de estudos, as técnicas de homogeneização apresentam um grande potencial de aplicabilidade. Devido às dificuldades de se conhecer com precisão os detalhes da microestrutura de tais materiais, as estratégias de substituição do meio real por outro homogeneizado equivalente se destacam como uma solução prática. Dentre tais técnicas destaca-se a modelagem via micromecânica. Assim, os modelos micromecânicos encontram ampla aplicação na caracterização de compósitos reforçados por fibras. Dentro desse contexto, este trabalho tem por objetivo apresentar técnicas de homogeneização aplicadas em compósitos reforçados por fibras curtas e longas para determinação de propriedades termoelásticas efetivas. A influência das interfases nas propriedades efetivas de compósitos reforçados por fibras longas unidirecionais é estudada, assim como a influência da orientação das fibras e a da razão de aspecto em compósitos reforçados por fibras curtas distribuídas randomicamente. Para materiais com fibras distribuídas randomicamente utilizam-se modelos analíticos e, para materiais com distribuição periódica utiliza-se, além dos modelos analíticos, o método dos elementos finitos. Os resultados são verificados através de vários exemplos usando dados experimentais disponíveis na literatura ou através de comparação entre os métodos. A comparação dos resultados permite avaliar a influência da razão de aspecto, do raio e da orientação das fibras em compósitos reforçados por fibras curtas randomicamente distribuídas; além de verificar a influência das interfases, da espessura da interfase e do raio em compósitos reforçados por fibras longas unidirecionais. |
Abstract: | Considering the important applications of fiber-reinforced composite materials in engineering, the characterization of these materials is a highly relevant topic. Within this field of study, homogenization techniques present a great applicability potential. Due to the difficulties of knowing precisely the details of the microstructure of such materials, the strategy of replacing the real medium with another equivalent homogenized stands out as a practical solution. Among these techniques, micromechanical modeling stands out. Thus, the micromechanical models find wide application in the characterization of fibers reinforced composites. In this context, this work aims to present homogenization techniques applied in composites reinforced by short and long fibers for determination of effective thermoelastic properties. The influence of the interphases on the effective properties of composites reinforced by unidirectional long fibers is studied, as well as the influence of fiber orientation and aspect ratio on composites reinforced by randomly distributed short fibers. For materials with randomly distributed fibers, analytical models are used while for materials with periodic distribution, the finite element method is used in addition to the analytical models. Results are verified through several examples using experimental data available in the literature or by comparison of methods. The comparison of the results allows to evaluate the influence of the aspect ratio, radius size and fiber orientation on composites reinforced by randomly distributed short fibers; besides to verify the influence of the interphases, the thickness of the interphase and the size of the radius in composites reinforced by unidirectional long fibers. |
Palavras-chave: | Materiais compósitos – Propriedades efetivas Compósitos reforçados por fibras Micromêcanica Ciência dos materiais Composite materials - Effective properties Fiber reinforced composites Micromanic Materials science Micromechanics Interphase |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
Citação: | COSTA, Esdras Jonathan Honorato. Homogeneização de compósitos reforçados por fibras considerando efeitos de interfases. 2017. 133 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Centro de Tecnologia, Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2017. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/1795 |
Data do documento: | 27-abr-2017 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC |
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