Navegando por Autor "Fontes, Raphael Siqueira"

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Analytical, experimental and finite element analysis of the width/diameter hole ratio effect in vinylester/carbon hybrid twill weave composites
(Elsevier, 2020-10) Batista, Ana Cláudia Melo Caldas; Tinô, Sérgio Renan Lopes; Fontes, Raphael Siqueira; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da Nóbrega; Aquino, Eve Maria Freire de
This study analyzes the influence of hybridization type and the presence of open holes in two bidirectional hybrid twill fabric-reinforced (glass/carbon fibers and carbon/aramid fibers) polymer composite laminates. Stress concentration based on the variation of the w/D ratio (specimen width/hole diameter) is studied. Analytical and numerical studies were based on the Point Stress Criterion (PSC) and Average Stress Criterion (ASC), in addition to the Finite Element Method (FEM). An experimental study based in tensile testing was conducted and the results showed that analytical and numerical modeling associated with experimental data generally exhibit good agreement with those reported in the literature for polymer composite laminates.
Anisotropy and holes in epoxy composite reinforced by carbon/glass and carbon/aramid hybrid fabrics: experimental and analytical results
(Elsevier, 2017-09-15) Batista, Ana Cláudia Melo Caldas; Tinô, Sérgio Renan Lopes; Fontes, Raphael Siqueira; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Aquino, Eve Maria Freire de
This study is based on research into the effect of anisotropy and the presence of holes on mechanical properties and final fracture characteristics in uniaxial tensile testing of two laminates, one using a carbon/glass fiber hybrid fabric and the other a carbon/aramid fiber hybrid fabric in loading directions at 0°, 90° and ±45°. Both laminates were impregnated with epoxy vinyl ester thermosetting resin (Derakane Momentum™ 411-350). An analytical study assesses stress concentration using the Point Stress Criterion (PSC) and Average Stress Criterion (ASC). The results show the direct influence of anisotropy, holes and residual properties on all the parameters studied. With respect to failure theories, both PSC and ASC showed good agreement when the geometric K value was used
Compósito Polimérico Híbrido: Comportamento Mecãnico, Descotinuidade Geométrica e Resistência Residual
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-04-12) Fontes, Raphael Siqueira; Aquino, Eve Maria Freire de; ; http://lattes.cnpq.br/1196595599227394; ; http://lattes.cnpq.br/0579725001441854; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silvério; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; Silva, Luiz Claudio Ferreira da; ; http://lattes.cnpq.br/3812459994118013; Felipe, Raimundo Nonato Barbosa; ; http://lattes.cnpq.br/7520491414631153
A crescente demanda na utilização dos materiais compósitos híbridos torna imprescindível uma melhor compreensão do seu comportamento frente às mais diversas condições de projeto, como a presença de descontinuidades geométricas nos elementos estruturais. Nesse sentido, a proposta desta dissertação é um estudo envolvendo a resposta mecânica (resistência e rigidez), os modos (características) da fratura e Resistência Residual de um laminado compósito híbrido de matriz polimérica com e sem presença de descontinuidade geométrica em sua seção longitudinal (com redução da seção transversal), sob a ação de tração uniaxial. Essa descontinuidade geométrica é caracterizada por furos centrais de diferentes diâmetros. O laminado compósito híbrido foi confeccionado na forma de placa e composto por matriz poliéster orto-tereftálica reforçada por 04 camadas externas de tecidos bidirecionais de fibras de juta e 01 camada central de tecidos bidirecionais de fibras de vidro-E. O laminado foi fabricado industrialmente (Tecniplas Nordeste Indústria e Comércio Ltda.), obtido através do processo de laminação manual (hand lay-up). Inicialmente, foi feito um estudo da densidade volumétrica do laminado, de modo a comprovar sua aplicação em estruturas leves. Foram realizados estudos comparativos entre as propriedades mecânicas nas condições dos corpos de prova sem o furo e com os diferentes diâmetros do furo. Para a avaliação de possível influência da presença dos furos centrais na estabilidade estrutural do laminado, a Resistência Residual foi determinada para cada caso de variação do diâmetro do furo. Como estudo complementar, análises macroscópicas da característica de fratura final dos laminados foram desenvolvidas. A presença do furo central, independente do diâmetro, influiu de forma danosa, principalmente na resistência última à tração. Quanto ao módulo de elasticidade, por outro lado, a diferença encontrada entre os corpos de prova apresentou-se dentro da faixa da dispersão dos ensaios, mostrando estabilidade com relação à rigidez do laminado
Compósitos poliméricos reforçados por tecidos multiaxiais acoplados: anisotropia, configuração e concentração da deformação
(2017-12-14) Fontes, Raphael Siqueira; Aquino, Eve Maria Freire de; ; ; Ferreira, Evans Paiva da Costa; ; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; Tino, Sérgio Renan Lopes; ; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de;
A proposta desta Tese de Doutorado é determinar a influência na resposta mecânica de laminados compósitos à base de tecidos multiaxiais acoplados de fibras de vidro-E e matriz epóxi éster vinílica, quando em presença de descontinuidade geométrica, aqui caracterizada por um furo circular. Nesse estudo do fenômeno da concentração de tensão é dado ênfase ao comportamento da deformação na vizinhança do furo, tendo em vista a característica do tecido de reforço ter suas camadas básicas acopladas através de fios de costura, tornando-os mais compactos em sua capacidade de suporte de carga. Esse estudo é desenvolvido a partir da medição das deformações na vizinhança do furo, utilizando a técnica de medição por Extensometria, frente aos ensaios de tração uniaxial. Por fim, serão apresentados os resultados em termos quantitativos sobre o efeito da presença da descontinuidade geométrica, mediante os cálculos da Resistência Residual (RS), do Módulo Residual (RM) e dos Fatores de Concentração de Tensão (K, calculados a partir de variados métodos analíticos), além da determinação das distribuições das deformações (obtidas das leituras dos extensômetros) na vizinhança do furo nos laminados em estudo, nas orientações 0°, 90° e 45° dos CPs. Essas distribuições são validadas utilizando a solução analítica proposta por Lekhnitskii (1968) e Konish e Whitney (1975), amplamente utilizada para materiais compósitos ortotrópicos. Ao ser efetuada a comparação entre os valores medidos experimentalmente e as distribuições analíticas das deformações, observou-se pouca interferência dos valores de K adotados para a obtenção das curvas analíticas, resultando numa concordância entre os valores obtidos pelos extensômetros e o modelo analítico.
Efeitos da alteração dimensional em corpos de prova de compósitos PRFV submetidos ao ensaio de flexão conforme a norma ASTM D790
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-04-29) Andrade, Cláudio José Montenegro de; Freire Jr, Raimundo Carlos Silverio; Ferreira, Evans Paiva da Costa; Fontes, Raphael Siqueira
Os Compósitos PRFV (Plásticos Reforçados com Fibras de Vidro) possuem uma ampla variedade de aplicações nas indústrias aeronáutica, automotiva e aeroespacial, sendo sujeitos a cargas de impacto a baixa velocidade, o que torna necessário estudar suas propriedades residuais à flexão. Nesse contexto, a norma ASTM D790 determina as diretrizes referentes ao ensaio mecânico de flexão em três pontos, especificando as dimensões dos corpos de prova. Logo, a largura definida para a confecção das amostras limita a quantidade de espécimes produzidos a partir de uma placa impactada e padronizada. Desse modo, este trabalho objetiva analisar as propriedades mecânicas de flexão de corpos de provas não normatizados de compósitos PRFV, a partir dos resultados obtidos pelas amostras normatizadas. Discute-se ainda, a viabilidade da utilização de espécimes confeccionados com larguras menores do que recomenda-se a norma ASTM D790 para a avaliação de propriedades residuais. Diante disso, produziu-se dois tipos de laminados através da técnica Hand Lay-Up, alterando entre si a arquitetura dos tecidos. Na sequência, as placas laminadas foram cortadas, permitindo a obtenção de amostras com dimensões normatizadas e não normatizadas, sendo submetidas ao ensaio de flexão em três pontos. Os corpos de prova não padronizados de ambos os laminados (LCB e LCM) exibiram resistência à flexão e módulo inferiores aos das amostras padronizadas. Todavia, o comportamento da curva tensão-deformação à flexão dos espécimes normatizados e não normatizados foi semelhante. Isso contribui para que seja viável o uso de corpos de prova não padronizados na resistência residual à flexão após impacto a baixa velocidade em compósitos PRFV. Esse cenário pode possibilitar maior detalhamento e confiabilidade aos gráficos que relacionam empiricamente o comportamento da resistência e do módulo residuais à flexão com o aumento da distância ao ponto de impacto.
Efeitos da anisotropia e descontinuidades geométricas em PRFV
(2018-12-12) Vasconcelos, Tomas Barros; Aquino, Eve Maria Freire de; Ferreira, Evans Paiva da Costa; ; ; ; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; ; Fontes, Raphael Siqueira;
Os compósitos poliméricos reforçados por fibras de vidro (PRFV) têm sido cada vez mais empregados nas diversas áreas da engenharia, como por exemplo: estruturas leves, indústrias automobilística, náutica e aeroespacial, dentre outras aplicações. Na medida em que se aplica este material em projetos de engenharia, torna-se imperativo o conhecimento do seu comportamento mecânico sob as mais variadas condições de carregamento e serviço. Um problema surge quando a união de elementos mecânicos requer o uso de rebites, parafusos, pinos, entre outros. Esses elementos, por sua natureza, exigem a presença de furos, rasgos e entalhes, ou seja, descontinuidades geométricas; originando tensões localizadas que comprometem o desempenho estrutural do elemento. A proposta dessa dissertação consiste no estudo do comportamento mecânico e da característica da fratura de um laminado compósito polimérico constituído por quatro camadas de reforço de tecido bidirecional balanceado de fibras de vidro/E, impregnadas com resina termofixa poliéster orto-tereftálica, e submetido ao esforço de tração uniaxial. No laminado compósito desenvolvido, a influência da descontinuidade geométrica é estudada através da presença de dois tipos diferentes de furos circulares centrais fresados: com e sem escareamento. Estudos comparativos foram feitos entre a propriedade da anisotropia e as propriedades mecânicas e residuais para duas orientações distintas das fibras em relação ao carregamento: 0°/90º e ±45º, assim como a análise macroscópica da fratura mecânica final. Ensaios de densidade volumétrica e de calcinação foram feitos para a caracterização do compósito.

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