dc.creator |
JUNQUEIRA, Diego Morais |
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dc.date.issued |
2023-03-31 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3823 |
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dc.description.abstract |
In recent decades, the search for high-performance materials has become increasingly
common, that is, materials that combine low weight and high mechanical strength. A
solution found was composites reinforced with fibers and polymeric matrix. However,
composite materials still have a certain deficiency of crashworthiness where a solution
to this problem lies in the use of smart materials such as shape memory alloys (NiTi)
inserted into the laminate. Therefore, this work has as main objective the development
an equation, using design of experiments, capable of predicting the energy absorption
capacity upon impact in composite materials of fiberglass and epoxy resin matrix with
inserted NiTi wires. In addition, propose a model, through numerical simulation by the
finite element method (FEM) in order to find a correlation with the experimental analysis
and consequently a reliable model for use in future work. The selection of the NiTi alloy
(Martensitic or Superelastic) to be used in the impact specimens was carried out through
the design of experiments in a complete factorial arrangement with Dynamic Mechanical
Analysis (DMA). After selecting the statistically adequate wire (Superelastic), the test
specimens were manufactured for VARTM with three design variables (Diameter, Spacing
and Position in the Laminate) following a fractional factorial arrangement and the dropweight
impact test to measure the energy absorption were conducted according to the
ASTM D7136 standard. The results obtained through the impact tests showed that there
is an increase in energy absorption when the NiTi wire is present in the composite. A
model through non-linear numerical simulation (Dynamic Analysis) was carried out and
its results were compared with those obtained experimentally, showing that there is an
excellent correlation (above 95%). |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
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dc.rights |
Acesso Aberto |
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dc.subject |
Materiais compósitos |
pt_BR |
dc.subject |
Resistência ao impacto |
pt_BR |
dc.subject |
Ligas de memória de forma |
pt_BR |
dc.subject |
Elementos finitos |
pt_BR |
dc.subject |
Planejamento de experimentos |
pt_BR |
dc.title |
Influência da inserção de fios de memória de forma em materiais compósitos na resposta ao impacto |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2023-06-30 |
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dc.date.available |
2023-06-30T16:43:28Z |
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dc.date.accessioned |
2023-06-30T16:43:28Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/7336322947145042 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
ANCELOTTI JUNIOR, Antonio Carlos |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1216552811518794 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
GOMES, Guilherme Ferreira |
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dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4963257858781799 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Nas ultimas décadas, tornou-se cada vez mais comum a busca por materiais de alto desempenho,
ou seja, materiais que conciliam baixo peso e alta resistência mecânica. Uma
solução encontrada para esta demanda foram os compósitos reforçados com fibras e matriz
polimérica. Entretanto, os materiais compósitos ainda possuem certa deficiência quanto a
resistência à colisões (crashworthiness) onde uma solução para este problema encontra-se
na utilização de materiais inteligentes (smart materials) como as ligas de memória de
forma (NiTi) inseridos no laminado. Sendo assim, este trabalho tem como principal objetivo
o desenvolvimento de um equacionamento, utilizando planejamento de experimentos,
capaz de prever a capacidade de absorção de energia ao impacto em materiais compósitos
de fibra de vidro e matriz de resina epóxi com fios de NiTi inseridos. Além disso, propor
um modelo, por meio de simulação numérica pelo método dos elementos finitos (MEF)
visando encontrar uma correlação com a análise experimental e consequentemente um
modelo confiável para utilização em trabalhos futuros. A seleção da liga de NiTi (Martens
ítica ou Superelástica) a ser utilizada nos corpos de prova para impacto deu-se pela
ferramenta de planejamento de experimentos em arranjo fatorial completo com Análise
Dinâmico Mecânica (DMA). Após a seleção do o estatisticamente adequado (Superelástico),
foi realizada a fabricação dos corpos de prova via VARTM com três variáveis de
projeto (Diâmetro, Espaçamento e Posição no Laminado) seguindo um arranjo fatorial
fracionado e os ensaios de impacto de baixa velocidade para medir a absorção de energia
foram conduzidos segundo a norma ASTM D7136. Os resultados obtidos por meio dos
ensaios de impacto mostraram que existe um aumento na absorção de energia quando o
fio de NiTi esta presente no compósito. Um modelo através de simulação numérica não linear
(Análise Dinâmica) foi realizado e seus resultados foram comparados com os obtidos
experimentalmente mostrando que existe uma excelente correlação (acima de 95%). |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.initials |
UNIFEI |
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dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
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dc.relation.references |
JUNQUEIRA, Diego Morais. Influência da inserção de fios de memória de forma em materiais compósitos na resposta ao impacto. 2023. 102 f. Tese. (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2023. |
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