Navegando por Autor "Dias, Avelino Manuel da Silva"
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Dissertação Análise de critérios de falha em lâmina reforçada com tecido híbrido de fibra de vidro e carbono(2017-08-10) Campos, Virginia Bezerra Oliveira; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; https://orcid.org/0000-0003-0920-7916; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; http://lattes.cnpq.br/9371291557315633; Dias, Avelino Manuel da Silva; https://orcid.org/0000-0001-8974-5137; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; Costa Júnior, João Carlos Arantes; https://orcid.org/0000-0001-8498-4075; http://lattes.cnpq.br/5028446242533356; Ferreira, Lucemaide Batista Miranda; http://lattes.cnpq.br/9210730248288554A constante busca de materiais mais eficientes e com alto desempenho mecânico, contribue efetivamente para a crescente demanda na utilização de compósitos híbridos. O processo de hibridização pode propiciar melhoria significativa na combinação global de propriedades, possibilitando assim aplicações específicas em elementos estruturais que requerem excelência em suas propriedades mecânicas e baixa massa específica. Atrelado à gradativa utilização destes materiais, estudos que incidem nas previsões de falha e, consequentemente, análises das cargas máximas que estes materiais podem suportar tornam-se essenciais para garantia da confiabilidade quanto a sua aplicação. Neste sentido, a presente pesquisa buscou analisar o comportamento mecânico de uma lâmina constituída à base de tecido híbrido bidirecional (vidro/carbono) e resina epóxi éster-vinílica. Bem como, avaliar a representatividade de critérios de falhas desenvolvidos para compósitos unidirecionais quando aplicados em compósito híbrido de natureza bidirecional. A lâmina estudada foi caracterizada mecanicamente com base nos resultados obtidos pelos ensaios de tração e cisalhamento realizados em amostras com fibras de carbono orientadas a 0°, 30°, 45°, 60° e 90°. Observou-se a partir destes ensaios que materiais com fibras em ângulos fora do eixo (off-axis) de aplicação de carga apresentam resistência menor, embora apresentem maiores alongamentos, quando comparados a amostras com fibras alinhadas na direção principal do carregamento. Os dados experimentais referentes às propriedades cisalhantes, normatizados pela ASTM D3518M-13 (ensaio de cisalhamento por tração ±45°) e ASTM D5379-12 (ensaio de Iosipescu), apresentaram diferenças significativas para a resistência ao cisalhamento e similaridade nos valores do módulo de cisalhamento. O ensaio de tração ±45°, conforme análise macromecânica, mostrou-se como o mais adequado para compósito com características similares ao analisado. Ao inserir os dados dos ensaios nas equações teóricas que definem os critérios de falhas da Máxima Tensão, Tsai-Hill, Tsai-Wu e Hashin e, analisá-los estatisticamente, contatou-se que estas teorias de falhas descrevem satisfatoriamente o comportamento experimental da lâmina, e, portanto, podem ser utilizados para predizer a resistência mecânica em compósitos como o avaliado, embora se tenha observado índices de representatividade maiores quando se utiliza o ensaio de cisalhamento por tração ±45°.Dissertação Análise em compósitos laminados de tecido híbrido com fibra de carbono/vidro através do método dos elementos finitos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-10-26) Silva, Everton Carneiro da; Dias, Avelino Manuel da Silva; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; http://lattes.cnpq.br/2626282725435596; Silva, Luiz Cláudio Ferreira da; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; Cardoso, Raphael Araújo; http://lattes.cnpq.br/4020351126682611; Cunha, Ricardo Alex Dantas daA constante evolução da tecnologia trouxe a busca pela produção e desenvolvimentos de materiais com a combinação de propriedades essenciais, tais como baixo peso específico aliado a uma elevada resistência mecânica, principalmente em setores da indústria aeronáutica e aeroespacial, onde se necessita dessas características com o objetivo de otimizar o desempenho das aeronaves em relação ao consumo de combustível. Neste contexto, esse trabalho pretende simular através do Método dos Elementos Finitos (MEF), ensaios de tração, no qual foi analisado o comportamento mecânico de um compósito uma lâmina híbrida de tecido bidirecional com fibras de carbono na direção principal e fibras de vidro na direção perpendicular. Foram simulados corpos de prova sem e com a presença de um furo central, considerando-se diferentes orientações das direções das fibras de carbono (0°, 30°, 45°, 60° e 90°). Para avaliação da influência do fator concentrador de tensões foi estudado a resistência residual (RS) desse material. O critério de falhas de Hashin foi adotado na análise desse compósito híbrido com o objetivo de estudar os processos de dano. Na sequência, também foi analisada a região das proximidades do furo com intuito de estudar o gradiente de tensões. Foram comparadas as máximas tensões normais obtidas numericamente em relação aos dados experimentais encontradas na literatura. Finalmente, os resultados mostraram que a implementação numérica do Critério de Hashin conseguiu representar adequadamente o comportamento da distribuição de tensões na região do furo.Artigo Application of failure criteria in aeronautical sandwich structure composites with a central hole subjected to bending testing(ABM, ABC, ABPol, 2020-06-01) Silva, Franciélio Gomes da; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Dias, Avelino Manuel da SilvaThis study aimeds at investigating the mechanical behavior of an E-glass fiber-reinforced epoxy resin of a laminated composite sandwich with honeycomb core and a central hole, used in the aeronautics industry submitted to bending loading. Three analytical failure models applied to laminated composites were compared in order to study the influence of stress concentration due to a central hole. The following criteria were assessed: Average Stress Criterion (ASC), Point Stress Criterion (PSC) and the Inherent Flaw Model (IFM). These models were applied to experimental data obtained in a four-point bending test in samples of the sandwich laminate. Finally, modifications on failure prediction models were proposed and appied in sandwich laminates with a central hole. The results obtained showed the applicability of the proposed formulation and that the suggested changes to the model more adequately fit it to the experimental dataTCC Avaliação da propagação de trincas em problemas de fadiga por fretting através da implementação de um método semianalítico(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-14) Ferreira, Felipe Monte Rocha; Cardoso, Raphael Araújo; Dias, Avelino Manuel da Silva; Ferreira, Evans Paiva da CostaEste trabalho tem como principal objetivo avaliar a propagação de trincas em contatos cilíndricos sob condições de fadiga por fretting em uma liga de Ti-6Al-4V. Para tal, um método semianalítco baseado no método da distribuição das discordâncias foi implementado com o auxílio da linguagem de programação Python, o que viabilizou o cálculo do fator de intensidade de tensão para o problema em questão. Este, por sua vez, permitiu a aplicação da lei de Paris com o intuito de estimar a vida de propagação de trincas em problemas de fadiga por fretting. Esses resultados foram então comparados com o número de ciclos até a falha de ensaios laboratoriais extraídos da literatura, onde conseguiu-se então estimar a vida de iniciação de trincas para o problema investigado. A vida de iniciação também foi determinada para ensaios convencionais de fadiga, o que possibilitou avaliar o efeito das cargas de fretting na iniciação de trincas. Ao final, conseguiu-se verificar que a nucleação de trincas ocorre de forma mais rápida em componentes sujeitos à carregamentos de fretting, o que está de acordo com observações de trabalhos anteriores. Ademais, vale salientar que a metodologia para o cálculo do fator de intensidade de tensão implementada nesse trabalho leva em consideração o efeito da espessura finita do corpo de prova nas análises, o que torna a solução mais robusta e próxima da condição real. A mesma também apresenta como vantagem um baixo custo computacional, principalmente quando considera-se abordagens puramente numéricas como o método dos elementos finitos e o método dos elementos de contorno.Artigo Avaliação dos processos de fratura em filmes finos através da simulação de ensaios de indentação com penetradores esféricos(Revista Matéria, 2019) Chaves Filho, Ozias Ferreira; Dias, Avelino Manuel da Silva; https://orcid.org/0000-0001-8974-5137; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; http://lattes.cnpq.br/1554836525880222Recentes trabalhos propõem a utilização dos ensaios de indentação como uma ferramenta capaz de avaliar características mecânicas de filmes finos, assim como avaliar possíveis falhas em sistemas que conjugam filmes de alta dureza depositados em substratos metálicos em solicitações tribológicas. Entretanto, a implementação da técnica de indentação para a avaliação do comportamento destes sistemas filme/substrato e os seus resultados, continuam ocasionando dúvidas no meio científico. Em função destas incertezas na análise do ensaio de indentação, o uso da análise numérica capaz de avaliar os campos de tensões e de deformações durante o ciclo de indentação pode auxiliar em uma interpretação mais segura deste ensaio. Por isso, este trabalho tem como objetivo utilizar o Método dos Elementos Finitos (MEF) para simular ensaios de indentação em um filme de Nitreto de Cromo e Alumínio (CrAlN) de alta dureza depositado em um substrato de aço carbono. Foram usados dois diferentes modelos de danos para avaliar os processos de fratura que ocorrem nestes ensaios de indentação. O primeiro foi o modelo de trinca difusa e o segundo foi o modelo de delaminação, ambos presentes no software comercial de elementos finitos MARC™. Os processos de fratura observados nestas simulações foram comparados com outros resultados apresentados na literatura especializada. Por fim, o uso concomitantemente dos dois modelos de danos foi uma nova abordagem para o estudo de falhas nos ensaios de indentação em filmes finos.Dissertação Avaliação dos processos de fratura em filmes finos através da simulação de ensaios de indentação com penetradores esféricos(2017-08-31) Chaves Filho, Ozias Ferreira; Dias, Avelino Manuel da Silva; ; ; Silva Júnior, Dorgival Albertino da; ; Silva, Luiz Cláudio Ferreira da;Recentes trabalhos propõem a utilização dos ensaios de indentação (nanoindentação) como uma ferramenta capaz avaliar características (nanoindentação) como uma ferramenta capaz de avaliar características mecânicas filmes finos, assim possíveis falhas em sistemas que mecânicas de filmes finos, assim como avaliar possíveis falhas em sistemas que conjugam alta dureza com substratos metálicos aço serviço, conjugam filmes de alta dureza com substratos metálicos de aço em serviço, em solicitações tribológicas. Entretanto, implementação da técnica solicitações tribológicas. Entretanto, a implementação da técnica de indentação para avaliação do comportamento destes e os seus resultados, para a avaliação do comportamento destes sistemas e os seus resultados, continuam ocasionando dúvidas no meio científico. Em função destas incertezas continuam ocasionando dúvidas no meio científico. Em função destas incertezas na análise ensaio indentação, o uso numérica na análise do ensaio de indentação, o uso de uma ferramenta numérica capaz campos tensões deformações durante ciclo de avaliar os campos de tensões e de deformações durante o ciclo de identificando áreas críticas através mecânica indentação, identificando possíveis áreas críticas através da mecânica da fratura, pode auxiliar interpretação mais segura deste ensaio. Este fratura, pode auxiliar em uma interpretação mais segura deste ensaio. Este trabalho tem proposta utilizar Método Elementos Finitos MEF) trabalho tem como proposta utilizar o Método dos Elementos Finitos (MEF) em conjunto Modelo Delaminação Bimodularidade conjunto com o Modelo de Delaminação e o Modelo de Bimodularidade para simular um filme CrAlN, possui simular ensaios de indentação em um filme de CrAlN, que possui uma alta aplicabilidade devido suas propriedades, analisar nucleação crescimento aplicabilidade devido a suas propriedades, e analisar a nucleação e crescimento trincas, podem ocorrer esses ensaios. Por fim, padrões de trincas, que podem ocorrer durante esses ensaios. Por fim, os padrões de surgimento trincas observados neste foram surgimento e crescimento de trincas observados neste trabalho foram comparados obtidos por outros modelos apresentados literatura comparados com os obtidos por outros modelos apresentados na literatura especializada. Também se concluiu concomitante dois modelosse especializada. Também se concluiu que o uso concomitante dos dois modelosse mostrou boa estudo nos mostrou uma boa ferramenta para o estudo de falhas nos ensaios de indentação finos. em filmes finos.TCC Avaliação e comparação de diferentes modelos de fadiga na estimativa de vida em metais sujeitos a carregamentos multiaxiais(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-14) Almeida, Marcelo Torres Lima de; Cardoso, Raphael Araújo; 0000-0003-1057-4430; http://lattes.cnpq.br/4020351126682611; Dias, Avelino Manuel da Silva; Ferreira, Evans Paiva da Costa; http://lattes.cnpq.br/6994798590609919O presente trabalho tem como propósito avaliar diferentes modelos de fadiga na estimativa de vida de metais submetidos a carregamentos multiaxiais. Componentes mecânicos geralmente estão sujeitos a cargas dinâmicas, podendo resultar na iniciação de trincas devido ao efeito da fadiga, que é responsável por cerca de 90% de todas as falhas em componentes mecânicos. Nesse sentido, torna-se importante a avaliação e validação de modelos de fadiga capazes de prever essas falhas. Esse trabalho avalia três diferentes modelos de fadiga multiaxial, sendo estes: o modelo de Smith, Watson e Topper (SWT), o Método das Curvas de Wöhler Modificadas (MWCM) e um modelo baseado em tensões equivalentes em conjunto com o critério de Goodman. A fim de avaliar e conduzir uma análise comparativa entre os mesmos, esses foram implementados e os resultados de estimativa de vida foram confrontados com observações experimentais disponíveis na literatura. Nesse caso, foi possível avaliar a resposta de cada modelo em termos dos seguintes parâmetros de carregamento: multiaxialidade, tensão média e diferença de fase. Dentre os modelos implementados, o que forneceu melhores previsões, de forma geral, foi o MWCM. A maioria das suas estimativas de vida ficou dentro de uma região de fator 4 de erro, com uma tendência em ser conservador. O modelo SWT falhou sistematicamente em capturar o efeito da tensão média, levando a estimativas muito otimistas em alguns casos. Já o modelo baseado em tensão equivalente, apesar de sua simplicidade, forneceu bons resultados no geral. Entretanto, esse modelo tende a ser muito conservador quando tem-se tensões médias.Artigo Avaliação numérica do emprego de geometria alternativa na elaboração do flange de roda de um protótipo off-road do tipo mini-baja(Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, 2011-11-20) Povoa, Árlei Huebra; Nacif, Gláucio Cardoso Laun; Christoforo, André Luis; Dias, Avelino Manuel da Silva; Panzera, Túlio HallakA décima competição Baja SAE Brasil aconteceu em 2010 na cidade de Piracicaba (SP), reunindo cerca de mil e duzentos estudantes de engenharia, divididos em sessenta e seis equipes. Na competição o objetivo consiste em projetar e construir um protótipo recreativo, fora de estrada (off-road), monoposto, robusto, visando sua comercialização ao público entusiasta e não profissional. O veículo deve ser seguro, facilmente transportado e de simples manutenção e operação. Deve ser capaz de vencer terrenos acidentados em qualquer condição climática sem apresentar danos. A equipe Komiketo Baja SAE da Universidade Federal de São João del-Rei estreou nesta edição, ficando classificada entre as vinte melhores equipes. Um dos principais empecilhos para uma melhor colocação esteve relacionado ao flange da roda traseira, que devido ao grande esforço lateral nas curvas e principalmente em terrenos irregulares, veio a deformar-se plasticamente. Buscando corrigir falhas e aperfeiçoar o projeto estrutural, este trabalho objetivou o estudo numérico, segundo o Método dos Elementos Finitos, do desempenho mecânico do flange para uma nova geometria. Os resultados encontrados das simulações numéricas para a geometria proposta comprovam a sua superioridade em termos de desempenho mecânico, podendo ser empregada na elaboração do protótipo para competições futuras.Tese Comportamento mecânico de um compósito intraply/yarn submetido a impacto de baixa velocidade na presença de concentração de tensão: uma análise experimental e analítica(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-08-07) Cunha, Ricardo Alex Dantas da; Freire Junior, Raimundo Carlos Silverio; Dias, Avelino Manuel da Silva; ; ; ; Moutinho, Daniel Joaquim da Conceição; ; Nascimento, Jose Heriberto Oliveira do; ; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de;Aliando as propriedades mecânicas e as diferentes aplicações estruturais dos materiais compósitos híbridos surge um interesse em buscar resultados que avaliem tais propriedades. Diante disso, esta tese tem como objetivo fazer uma análise experimental para determinar a resistência residual à flexão pós impacto com e sem concentração de tensão, o fator de concentração de tensão e modelar matematicamente esse comportamento por meio de equações empíricas. Desenvolveu-se dois tipos de laminados compósitos de matriz polimérica, ambos com onze camadas, sendo um compósito híbrido intraply/yarn constituído de oito camadas de tecido bidirecional com fibra de vidro-E e três camadas de tecido bidirecional de mecha híbrida kevlar/vidro-E (LHKV) localizadas nas extremidades e no centro do laminado, submetido as energias de impacto de 77 e 101 J, e um segundo laminado reforçado apenas por tecido bidirecional de vidro-E (LFV) submetido as energias de impacto de 46 e 62 J. Fez-se uma comparação da presença da descontinuidade geométrica (furo de 16 mm) no centro dos corpos de provas para a resistência à flexão antes e pós impacto, para avaliar o efeito do concentrador de tensão, da hibridização e formação do dano. Os resultados experimentais mostraram que o tecido de mecha híbrida melhorou a resistência ao impacto suportando uma maior sequência de impactos de alta energia quando comparado a outros trabalhos na literatura, apresentando uma redução da área do dano, com baixa delaminação permitindo a possibilidade de reparo, bem como a recuperação de suas propriedades residuais. Dos testes realizados, verificou-se também que o dano foi 50 % maior que o fator de concentração do material sem hibridação, com isso, nas amostras híbridas, o dano teve uma influência inferior a 8 % na redução da resistência residual.Artigo Determination of film thickness through simulation of vickers hardness testing(Materials Research, 2017-05) Libório, Maxwell Santana; Dias, Avelino Manuel da Silva; Souza, Roberto MartinsIn recent decades, changes in the surface properties of materials have been used to improve their tribology characteristics. However, this improvement depends on the process, treatment time and, essentially, the thickness of this surface film layer. Physical vapor deposition (PVD) has been used to increase the surface hardness of metallic materials. The aim of the present study was to propose a numerical-experimental method to assess the thickness (l) of films deposited by PVD. To reach this objective, Vickers experimental hardness data (HV) assays were combined with numerical simulation to study the behavior of this property as a function of maximum penetration depth of the indenter (hmax) into the film/substrate conjugate. A strategy was developed to combine the numerical results of the H x hmax/l curve with Vickers experimental hardness data (HV). This methodology was applied to a TiN-coated M2 tool steel conjugate. The mechanical properties of the studied materials were also determined. The thickness results calculated for this conjugate were compatible with their experimental data.Artigo Determination of the mechanical behaviour of a ceramic glass composite by finite element method(International Journal of Research and Reviews in Applied Sciences, 2012-11) Miranda, Jader dos Santos; Christoforo, André Luís; Dias, Avelino Manuel da SilvaThe constant advances in the industry originate from the need to develop solutions for a variety of applications. Mechanical Engineering has introduced innovations with regard to the science of materials subjected to various efforts. Recent studies demonstrate the potential of some classes of materials, special emphasis on ceramics. In this paper we are going to study primarily the ceramic glass sub-class through analysis of Zerodur®. Zerodur® is trade name given to an inorganic material with low thermal expansion, widely used in equipment subjected to large temperature variations, where is necessary to maintain good shape and geometry precision. It has high surface hardness and hence fragility when subjected to tensile. In order to enhance the mechanical characteristics of Zerodur® is proposed to merge the same with other materials (composite). With the aid of finite element method makes it possible to analyze the global behaviour of the composite when subjected to external stresses. In this paper we used the commercial finite element solver MARC™ on numerical analysis of computational structures Zerodur® - Steel. The main objective of this work is to simulate the behaviour of the composite test by three point bending. Subsequently, we intend to analyze the mechanical stiffness and implement models with crack strain.Tese Efeito da técnica de preparação de pó e da adição de Nb na densificação e microestrutura dos compósitos WC-Cu-Nb sinterizados com fase líquida(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-03-20) Coelho, Renan Sávio de Almeida; Costa, Franciné Alves da; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; http://lattes.cnpq.br/4429205296751509; Silva, Angelus Giuseppe Pereira da; Dias, Avelino Manuel da Silva; https://orcid.org/0000-0001-8974-5137; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; Mashhadikarimi, Meysam; Araújo Filho, Oscar Olimpio de; Gomes, Uilame UmbelinoOs compósitos WC-Cu são utilizados como contatos elétricos em chaves de circuitos de alta potência e eletrodos de soldagem por resistência elétrica. Isto se deve à alta condutividade térmica e elétrica e à excelente trabalhabilidade do cobre associado à alta resistência ao desgaste e à erosão por arco elétrico do carbeto de tungstênio. Todavia, a baixa molhabilidade do cobre líquido sobre as partículas de carbeto de tungstênio e a mútua insolubilidade dos constituintes dificultam a densificação desse compósito. Este trabalho investiga o efeito da adição de 5 e 10% em massa de Nb ao compósito WC- 20%Cu e a influência da técnica de preparação de pós na microestrutura, densificação e propriedades dos compósitos de WC-Cu-Nb sinterizados em fase líquida. O tamanho de cristalito dos pós compósitos WC-20%Cu-5%Nb moídos por 5 h em moinho attritor alcançou 11,0, 11,2 e 26,9 nm para as respectivas fases WC, Cu e Nb. Diferentemente, o tamanho de cristalito dos mesmos pós compósitos moídos por 10 h em moinho planetário atingiu apenas 15,0 e 16,3 nm para as respectivas fases WC e Cu, porém a fase Nb amorfiza ou entra em solução sólida no Cu. Embora o moinho attritor produza maior diminuição dos cristalitos e uma maior dispersão da fase dura de WC nas fases moles de Cu e Nb, a contaminação por Fe, advindo dos meios e recipiente de moagem de aço cromo, promove menor densificação dos compactos de pós compósitos WC-20%Cu-5%Nb, pois compactos destes pós compósitos moídos por 5 h em moinho attritor alcançaram uma densidade de apenas 71,39± 3,38% da densidade teórica, enquanto os compactos dos mesmos pós compósitos moídos por 10 h em moinho planetário, também com meios de moagem de aço cromo, atingiram uma densidade de 81,43 ± 2,7% da densidade teórica. Diferentemente, quando a moagem foi realizada em moinho planetário com meios de moagem de metal duro, nenhuma contaminação foi detectada e a densidade alcançou 93,25 ± 3,16%. A adição de Nb contribui para densificação dos compósitos WC-Cu, pois os compactos de pós compósitos WC-20%Cu com zero, 5 e 10% em massa de Nb preparados em moinho planetário alcançaram densidade, respectivamente, de 77,62 ± 1,65%, 81,43 ±2,70%, 84,34 ± 1,37% da densidade teórica quando sinterizados a 1.150 ºC por 1 hora. Além disso, a microestrutura dos compactos sinterizados de pós WC-20%Cu com maior quantidade de Nb exibem menor tamanho de grão, confirmando sua eficiência na inibição do crescimento dos grãos dos compósitos sinterizados. A dureza Brinell aumenta com o tempo de moagem alcançando valores de 101 HB e reduz com a diminuição em massa de WC. A condutividade elétrica aumenta com a adição em massa de Nb, atingindo 2,27% IACS quando a quantidade de 10% em massa de Nb é adicionada ao compósito WC-20%Cu.Dissertação Estudo da caracterização de um compósito polimérico com matriz de polipropileno e carga particulada do endocarpo seco do cocos nucífera linn(2016-09-29) Lira, Gustavo Santos de Lucena; Silva, Luiz Cláudio Ferreira da; ; http://lattes.cnpq.br/3812459994118013; ; http://lattes.cnpq.br/8587377223571588; Dias, Avelino Manuel da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silvério; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; Silva Júnior, Dorgival Albertino da; ; http://lattes.cnpq.br/5686657441961897A participação das cargas naturais nos compósitos tem possibilitado a melhoria de sua estrutura mecânica, bem como, a economia de aplicação de cargas sintéticas, as quais além de possuírem alto valor de mercado, envolvem processos de fabricação e reciclagem nocivos a saúde do homem. Nesse sentido, foram fabricados compósitos poliméricos à base de polipropileno, como matriz, e o particulado do endocarpo do Cocos Nucífera Linn (10 e 20 %wt), na função de carga. Com o objetivo de obter uma eficiente interação na interface do particulado com a matriz e uma distribuição uniforme do particulado no polímero, foi utilizada uma faixa granulométrica do particulado de 0,5 a 0,263 mm. Já para fabricação dos corpos-de-prova, o material foi processado por extrusão, com extrusora dupla rosca, e, em seguida, a injeção, variando a temperatura de processamento em até 200 ºC, no intuito de atingir um valor acima da temperatura de transição vítrea do resíduo lignocelulósico, a fim de que a resina natural (lignina) auxilie a adesão com a matriz. Para a caracterização do particulado do endocarpo do coco utilizou-se a análise termogravimétrica e a microscopia eletrônica de varredura, enquanto para os compósitos foram utilizados os ensaios de densidade volumétrica, de tração, de flexão e a microscopia eletrônica de varredura. Dessa forma, apesar da presença da carga ter gerado diminuição da ductilidade e resistência mecânica, concluiu-se que a adição do particulado na matriz de Polipropileno possibilitou aumento no módulo de elasticidade à tração de 4,0% para o compósito com 10,0 %wt e de 11% para o de 20%wt. No ensaio de flexão, a carga possibilitou aumento do módulo de elasticidade em 6,4% para compósito com 10%wt e em 8,8% para o de 20%wt em relação ao polipropileno puro. Para a análise termogravimétrica, foram obtidos os patamares de temperaturas de degradação dos resíduos lignocélulosicos, sendo: a degradação da hemicelulose entre 210,80 e 255,32 ºC, a da celulose entre 255,32 e 328,31 e, por fim, a da lignina entre 328,31 e 495,82 ºC. Para os ensaios de densidade, observou-se que os compósitos possuem valores de densidades próximos ao polipropileno puro, permitindo a aplicação destes em estruturas leves.Tese Estudo da concentração de tensão dos laminados compósitos sanduíches de resina epóxi com fibra de vidro e núcleo de honeycomb carregados à flexão(2017-09-15) Silva, Franciélio Gomes da; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; https://orcid.org/0000-0003-0920-7916; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; https://orcid.org/0000-0001-8404-979X; http://lattes.cnpq.br/8537767496632201; Dias, Avelino Manuel da Silva; https://orcid.org/0000-0001-8974-5137; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; Moreira, Edvan; Melo, Maxymme Mendes de; http://lattes.cnpq.br/3779445657082353; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; https://orcid.org/0000-0002-0279-273X; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; Tino, Sérgio Renan Lopes; http://lattes.cnpq.br/1420276778914253Esse trabalho consiste no estudo do comportamento das propriedades mecânicas do compósito laminado sanduíche com núcleo de honeycomb, submetido à flexão em 4 pontos, fabricado pela indústria aeronáutica. O mesmo tem como principais objetivos a análise da concentração de tensão e um estudo detalhado dos modelos e critérios de falha que ocorre nesses materiais. De acordo com normas ASTM, confeccionou-se corpos de prova sem furo LS e com furo LSF circular concêntrico. Este estudo foi realizado em diversos laminados compósitos sanduíches com diferentes dimensões de largura e diâmetro do furo. Para o estudo de concentração de tensão efetuou-se o comparativo entre os modelos teórico como o Critério da Tensão Média (Average Stress Criterion - ASC), o Critério da Tensão Pontual (Point Stress Criterion - PSC), o modelo de falha inerente, (Inherent flaw model - IFM) e o Critério de Tensão Máxima (Maximum Stress criterion - MSC) em conjunto com os dados experimentais e os resultados de simulação matemática pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). Além disso, foram também desenvolvidas técnicas de análise, já consagradas na literatura, para determinação das propriedades mecânicas residuais devido a influência do furo, com o objetivo de produzir um modelo de falha que defina o comportamento do material sob ação da concentração de tensão. Todos os comparativos foram feitos com o intuito de se obter uma boa previsibilidade entre os dados experimentais com os modelos propostos e os resultados numéricos. Já a análise da concentração de tensão em torno do furo foi realizada pelo monitoramento da tensão média dos extensômetros submetido até a tensão máxima de flexão. A modificação dos métodos PSC, ASC e IFM, a partir dos resultados experimentais do LSF, é algo que foi verificado com exclusividade neste trabalho, onde traz uma metodologia nova para a área de concentração de tensões em compósitos. A partir dos dados experimentais e da micromecânica, dos resultados analítico e matemáticos (MEF) gerou-se curvas de concentração de tensão em torno do furo. Quando D/W era superior a 0,3 os valores analíticos começaram a apresentar concentração de tensões superior ao valor obtido experimentalmente, como no caso das amostras W90D32 e W90D38.Dissertação Estudo da descontinuidade geométrica em lâmina de tecido híbrido bidirecional vidro/carbono(2017-03-30) Souza, Filipi Marques de; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silvério; Souza, Sandi Itamar Schafer de; ; http://lattes.cnpq.br/7400466085627528; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; ; http://lattes.cnpq.br/4888950790861801; Dias, Avelino Manuel da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; http://lattes.cnpq.br/5028446242533356; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/8131607733881361Os crescentes desenvolvimentos tecnológicos e econômicos convergem para a necessidade de criação de materiais cada vez mais eficientes, os quais buscam unir alto desempenho e baixo custo. Os compósitos surgem como solução para substituição de materiais convencionais, por serem desenvolvidos para aplicações especificas, podendo apresentar características desejadas. Os tecidos híbridos aplicados em compósitos fibrosos, se projetados adequadamente, possibilitam uma melhoria ainda maior no rendimento, já que, diferentemente dos tecidos convencionais, os tecidos híbridos combinam fibras diferentes com alinhamento dependente do tipo de solicitação de carga, podendo obter um material mais eficiente. Neste trabalho, foram realizadas análises com o intuito de estudar o comportamento de uma lâmina de compósito reforçado por tecido híbrido bidirecional vidro/carbono em presença de descontinuidades geométricas. Para a realização desse estudo o compósito foi fabricado a partir do processo de moldagem manual (hand-lay up). A partir dos ensaios realizados, de acordo com as normas da ASTM, obtiveram-se as características e propriedades do material (Percentual mássico e volumétrico de fibras, gráficos de tensão x deformação, resistência última e módulo de elasticidade). Foram analisadas configurações com as fibras alinhadas nas direções principais (0° e 90°) e em ângulo (30°, 45° e 60°). A lâmina obteve um percentual mássico total de fibras de 38,98%, sendo 19,49% de fibra de vidro e 19,49% de fibra de carbono. Já para o percentual volumétrico obtiveram-se os seguintes resultados: 10,91% de fibra de vidro e 14,88% de fibra de carbono. A partir dos resultados obtidos nos ensaios de tração pôde-se observar que os materiais com fibras em ângulo apresentam resistência inferior aos com alinhamento na direção principal e ao mesmo tempo apresentaram maiores alongamentos. A resistência residual apresentou resultados semelhantes tendo valores em torno de 0,774, exceto para o material com angulação de 30°, o qual apresentou um valor de 0,676. Diante dos resultados encontrados, torna-se evidente que a descontinuidade geométrica é um fator relevante na resistência deste compósito e deve ser considerada.Tese Estudo da resistência residual de compósitos poliméricos de fibra de vidro-e e kevlar 49 após sofrerem impacto de baixa velocidade(2017-10-10) Azevêdo, Camilla de Medeiros Dantas; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silvério; ; ; Dias, Avelino Manuel da Silva; ; Ford, Elmo Thiago Lins Couras; ; Felipe, Renata Carla Tavares Santos; ; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de;As propriedades mecânicas dos materiais compósitos, das mais diversas aplicações industriais, podem ser reduzidas significativamente pela ocorrência de impactos de baixas velocidades. Esses impactos podem provocar danos internos no material comprometendo sua integridade. Assim, o presente estudo tem como objetivo fazer uma análise experimental da resistência residual à flexão em três pontos e compressão após o impacto (CAI), de dois tipos de laminados compósitos de matriz polimérica ortoftálica, sendo um deles reforçado a com 7 camadas de tecido bidirecional de Vidro E (CV) e o outro reforçado com 7 camadas de tecido bidirecional de Kevlar 49 (CK), sujeitos a impactos de baixa velocidade. Esse estudo é de grande importância pelo fato de tentar conduzir ao aparecimento prematuro de instabilidade estrutural e a consequente restrição do seu uso. A energia utilizada nesse trabalho para os dois tipos de laminados foi de aproximadamente 96J. Além disso, para o material compósito reforçado com fibra de kevlar, foram feitos sucessivos impactos com a mesma energia verificando sua influência nas propriedades do laminado. Sendo aplicadas 5 vezes, e 10 vezes a energia máxima de 96J. Como resultado verificou-se que no laminado CV, tanto as propriedades de compressão como de flexão em três pontos, a resistência se manteve praticamente inalterada enquanto que o módulo teve uma diminuição depois do impacto. Já no laminado CK houve um decréscimo tanto nas propriedades de compressão como flexão em três pontos após o impacto. Essa perda da integridade desses materiais pode ser justificada pela ocorrência de delaminação nas interfaces dos compósitos.TCC Estudo de um forno solar do tipo caixa fabricado com materiais alternativos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-12-20) Souza, Uyatan Rodrigo de Lucena Freitas; Dias, Avelino Manuel Da Silva; Dias, Avelino Manuel da Silva; Souza, Luiz Guilherme Meira de; Spinelli, Mário César de OliveiraO presente trabalho vem propor a construção de um forno do tipo caixa de baixo custo a partir de materiais alternativos. Sua viabilidade, durabilidade, manutenção, custo final e facilidade no transporte foram avaliadas quando comparados com um forno convencional (aquele que utiliza o GLP, gás de cozinha). Evitando assim a queima excessiva de combustíveis que causam o aumento do efeito estufa (lenha ou gás de cozinha). Alguns desses combustíveis costumam ser inacessíveis para algumas famílias de baixa renda. O objetivo do presente projeto visa atender em comunidades carentes, sendo esse forno uma solução ecologicamente correta e economicamente viável, podendo, inclusive, se tornar forma de geração de renda para essas comunidades carentes. No presente trabalho, apresentam-se os processos de fabricação e montagem do forno, eficiência térmica e mostrando sua facilidade de fabricação e sua fácil manuseabilidade. Os resultados obtidos no tempo de preparo em relação ao forno convencional, com e sem carga, foram comparados. Estes resultados mostraram uma ótima eficiência tanto no preparo de alimentos quanto no tempo do preparo, garantindo sua viabilidade técnica.TCC Estudo do dano em compósitos com descontinuidades geométricas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-11-20) Silva, Andressa Santos; Dias, Avelino Manuel da Silva; Freire, Raimundo Carlos Silvério; Silva, Luiz Claudio Ferreira daRecentemente, devido ao crescimento de aplicações com materiais compósitos laminados, houve um grande aumento na busca por métodos que consigam predizer o comportamento de tais materiais com diferentes geometrias submetidos a diferentes esforços. Uma consequência direta dessas diferentes geometrias é o aparecimento de descontinuidades e de possíveis trincas no material, fazendo-se necessário um estudo do dano para viabilizar o uso do material compósito. Neste trabalho, foi proposto o estudo da influência dos concentradores de tensão e da delaminação nesses materiais, e para realizar tal análise, foram selecionados três materiais compósitos com diferentes empilhamentos submetidos a diferentes ensaios mecânicos e validando os resultados de acordo com a literatura. Os ensaios foram simulados através do método de elementos finitos (MEF), usando o software comercial MARC™, para obter a distribuição do campo de tensões na região da descontinuidade geométrica. Primeiramente, foram simulados ensaios de tração em placas de compósitos de fibra de carbono e resina Epóxi. As geometrias simuladas para este material foram um furo central, um duplo concentrador de tensão e um triplo concentrador de tensão. Outro ensaio simulado foi o de flexão em quatro pontos em compósito sanduíche de fibra de vidro com núcleo do tipo Honeycomb (textura similar a favos de mel), a geometria ensaiada para este material foi, também, um furo central. Após as simulações dos campos de tensão para os materiais e geometrias supracitados, foi estudada a inserção de elementos de delaminação na seção transversal ao furo de forma a analisar o dano e a propagação de trincas nos materiais compósitos. Os resultados encontrados para os casos executados se mostraram compatíveis com os dados experimentais presentes na literatura especializada, demonstrando potencialidade do estudo de fatores de concentração de tensões em materiais compósitos através do MEF.Artigo Estudo numérico da influência do coeficiente de atrito no ensaio de indentação em filmes finos(Revista Matéria, 2013) Araújo, Rodrigo; Dias, Avelino Manuel da Silva; Godoy, Geralda Cristina Durães deA demanda por componentes mais resistentes ao desgaste e à corrosão tem promovido um interesse crescente da engenharia de superfícies que desenvolve processos para melhoria das propriedades tribológicas de materiais. O uso de revestimentos cerâmicos tem sido uma opção utilizada para melhorar estas propriedades mecânicas superficiais. Contudo se faz necessário o desenvolvimento de ensaios para avaliação do comportamento mecânico do filme e da sua interface com o substrato, o que requer equipamentos sofisticados, mão de obra especializada, acarretando altos custos operacionais. Com o avanço dos sistemas computacionais, a utilização da análise numérica para solucionar inúmeros problemas tecnológicos tem sido cada vez mais frequente e atualmente permite a sua implementação a baixos custos de processo. Neste trabalho, propõe-se a utilização do Método dos Elementos Finitos, através de um software comercial, para simular o ensaio de indentação com penetradores esféricos em conjugados compostos de substrato metálico e filme cerâmico com diferentes espessuras. Porém a utilização de técnica numérica para avaliar o ensaio de indentação em recobrimentos superficiais finos também tem apresentado desafios, principalmente na obtenção do comportamento mecânico do conjugado. Para melhor representar o ensaio de indentação foram considerados o efeito do coeficiente de atrito entre o penetrador e o recobrimento para, em seguida, serem analisados os campos de tensões e de deformações no conjugado para diferentes profundidades de penetração.Artigo Experimental and numerical analysis of vickers hardness testing(International Journal of Research and Reviews in Applied Sciences, 2013-11) Medeiros, Evando E.; Dias, Avelino Manuel da SilvaIndentation Tests have been largely used for determination of superficial hardness. Due to its great applicability, new methodologies are being developed in order to determine mechanical properties such as Young Modulus (E) and fracture toughness (KIC) for brittle materials. However, the Vickers indentation has several limitations and complications as methodology for characterization of these material properties. Thus, the use of a numerical technique able to determine fields of stress and strain during the indentation cycle may give a more reliable interpretation of this kind of test. Hence, this work aims to study the mechanical behaviour of a specimen of tungsten carbide cobalt (WC-Co) during a Vickers indentation test, based on FE calculations with the commercial solver MSC Marc. In a future development of this work, it will be developed numerical models to simulate the mechanisms of crack onset and their propagation during the tests.