Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2022 |
| Autor(a) principal: |
BORTOLUZZI, Daniel Brighenti
 |
| Orientador(a): |
ANCELOTTI JUNIOR, Antonio Carlos
|
| Banca de defesa: |
Não Informado pela instituição |
| Tipo de documento: |
Tese
|
| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
eng |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Itajubá
|
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Materiais para Engenharia
|
| Departamento: |
IFQ - Instituto de Física e Química
|
| País: |
Brasil
|
| Palavras-chave em Português: |
|
| Área do conhecimento CNPq: |
|
| Link de acesso: |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3298
|
Resumo: |
Este estudo tem como objetivo analisar a influência da inserção de z-pins retangulares com diferentes tamanhos e densidades de inserção, determinados pela matriz de experimentos de um Planejamento de Experimentos (DOE), nas propriedades mecânicas de tenacidade à fratura interlaminar em modo II e de vibrações de compósitos reforçados através da espessura fabricados por VARTM (Vacuum-assisted resin transfer molding). Para os compósitos fabricados sem molde polimérico, as propriedades de vibração dos compósitos reforçados com z-pins demonstraram que o tamanho e a densidade de inserção têm influência direta na frequência natural de vibração, no amortecimento e na amplitude de vibração. Com a otimização feita pelo método de superfície de resposta (MSR), em uma análise monoobjetiva, foi demonstrado que é possível obter reduções na amplitude máxima de vibração forçada de 115%, e em uma análise multiobjetiva foi demonstrado que com uma determinada densidade de inserção e tamanho dos z-pins têm-se 81% de redução na amplitude máxima de vibração forçada e aumentos de 25% e 11% podem ser alcançados no fator de amortecimento e na frequência natural de vibração, respectivamente. Para os compósitos fabricados com molde polimérico, a tenacidade à fratura em modo II foi investigada e os resultados mostraram que a inserção de z-pins aumentou a resistência à delaminação para todas os corpos de prova. Para a etapa NPC (Non-precracked), o maior valor de (GIIc) foi para o pino de 0,50 mm com inserção de 2%, sendo 106% superior ao corpo de prova sem reforço através da espessura. Para a etapa PC (Precracked), os pinos maiores com 1,00 mm e 1,10 mm atuaram novamente como uma influência positiva para mitigar a delaminação e atingiram valores elevados de (GIIc), 77,5% e 78,3% maiores que o corpo de prova sem pino, respectivamente. Os resultados estatísticos apontaram que para o caso NPC, o aumento da densidade de inserção sempre gera um aumento na tenacidade à fratura. A partir disto, aumentar o tamanho do pino tem pouca influência no NPC. Para a etapa PC foi demonstrado que o aumento do tamanho do pino diminui a resistência à fratura, exceto para baixa densidade de inserção. Além disso, as Redes Neurais Artificiais (Artifial Neural Network - ANN) treinadas com parte dos dados experimentais mostraram excelente capacidade preditiva das propriedades de tenacidade à fratura interlaminar. Para as respostas modais dos laminados fabricados com molde polimérico, os resultados experimentais indicaram que, na maioria dos casos, houve um aumento na frequência natural e houve uma redução, entre 60% a 70%, na amplitude de vibração para todos os corpos de prova reforçados com z-pins quando comparados aos sem reforço através da espessura. Além disso, os dados experimentais comparados com os resultados estatísticos apontaram que os z-pins tiveram uma influência positiva aumentando a frequência natural e diminuindo a amplitude de vibração forçada dos compósitos reforçados com z-pins, além disso, a ANN treinada com os dados experimentais apresentou concordância com os resultados dos testes experimentais realizados neste trabalho para se prever as respostas modais. |
