Resistência e tolerância ao dano em laminados carbono/epóxi com layup tradicional e layup double-double sob impacto de baixa velocidade

Optimization of composite material structures, aiming at reducing manufacturing time and costs, decreasing weight, and improving mechanical properties, holds great technological importance and has been the subject of numerous studies. This study investigates the mechanical behavior of two carbon...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Targino, Talita Galvão
Outros Autores: Melo, José Daniel Diniz
Formato: doctoralThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Engenharia de materiais
Double-double
Impacto de baixa velocidade
Propriedades residuais
Dano
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56520
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Targino, Talita Galvão
Resistência e tolerância ao dano em laminados carbono/epóxi com layup tradicional e layup double-double sob impacto de baixa velocidade
description Optimization of composite material structures, aiming at reducing manufacturing time and costs, decreasing weight, and improving mechanical properties, holds great technological importance and has been the subject of numerous studies. This study investigates the mechanical behavior of two carbon fiber reinforced/epoxy laminates (AS4/8552) with equivalent in-plane stiffness and thickness but different stacking sequences: A [±0/±55]3T laminate, of the type double-double (DD) [±/±]n, and a traditional quadriaxial laminate (QUAD) [03/90/±45]S. Mechanical properties of the laminates were assessed by performing uniaxial compression tests, low-velocity impact tests with three nominal energy levels (30 J, 45 J, and 74 J) and compression after impact (CAI) tests. Additionally, damage mechanisms were evaluated through X-ray computed tomography, and a mathematical model was proposed to the residual strength of the laminates. According to this mathematical model, it was observed that the residual strength of the laminates can be related to the delaminated area, although the damage distribution occurs quite differently between the laminates studied. Ultimately, it was found that the mechanical properties of the two laminates were similar, which supports the possibility of using DD laminates to replace the traditional QUADs, with advantages such as easier fabrication, lower weight, homogenization and optimized stacking sequence.
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spelling ri-123456789-565202023-12-20T19:32:41Z Resistência e tolerância ao dano em laminados carbono/epóxi com layup tradicional e layup double-double sob impacto de baixa velocidade Damage resistance and damage tolerance in carbon/epoxy laminates with traditional layup and double-double layup under low-velocity impact Targino, Talita Galvão Melo, José Daniel Diniz http://lattes.cnpq.br/8019648460513506 http://lattes.cnpq.br/6572298923055649 Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio https://orcid.org/0000-0003-0920-7916 http://lattes.cnpq.br/1042806990155996 Cimini Júnior, Carlos Alberto Ferreira, Evans Paiva da Costa Vignoli, Lucas Lisbôa Engenharia de materiais Double-double Impacto de baixa velocidade Propriedades residuais Dano CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Optimization of composite material structures, aiming at reducing manufacturing time and costs, decreasing weight, and improving mechanical properties, holds great technological importance and has been the subject of numerous studies. This study investigates the mechanical behavior of two carbon fiber reinforced/epoxy laminates (AS4/8552) with equivalent in-plane stiffness and thickness but different stacking sequences: A [±0/±55]3T laminate, of the type double-double (DD) [±/±]n, and a traditional quadriaxial laminate (QUAD) [03/90/±45]S. Mechanical properties of the laminates were assessed by performing uniaxial compression tests, low-velocity impact tests with three nominal energy levels (30 J, 45 J, and 74 J) and compression after impact (CAI) tests. Additionally, damage mechanisms were evaluated through X-ray computed tomography, and a mathematical model was proposed to the residual strength of the laminates. According to this mathematical model, it was observed that the residual strength of the laminates can be related to the delaminated area, although the damage distribution occurs quite differently between the laminates studied. Ultimately, it was found that the mechanical properties of the two laminates were similar, which supports the possibility of using DD laminates to replace the traditional QUADs, with advantages such as easier fabrication, lower weight, homogenization and optimized stacking sequence. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A otimização de estruturas de materiais compósitos, com redução de tempo e custos de fabricação, diminuição de peso e melhoria de propriedades mecânicas, tem grande importância tecnológica e, consequentemente, tem sido objeto de muitos estudos. O presente trabalho estuda o comportamento mecânico de dois laminados de fibra de carbono/epóxi (AS4/8552) com rigidez no plano e espessura equivalentes, mas sequência de empilhamento distintas: um laminado [±0/±55]3T, do tipo double-double (DD) [±/±]n, e outro quadriaxial tradicional (QUAD) [03/90/±45]S. As propriedades mecânicas dos laminados foram avaliadas em ensaios de compressão uniaxial, de impacto de baixa velocidade com três níveis nominais de energia (30 J, 45 J e 74 J) e de compressão após impacto (CAI). Adicionalmente, avaliouse os mecanismos de dano através de tomografias computadorizadas de raios-x e foi proposto um modelo matemático para a resistência residual dos laminados. Por este modelo matemático, verificou-se que a resistência residual dos laminados pode ser relacionada à área delaminada, apesar da distribuição do dano ocorrer de forma diferente entre os laminados avaliados. Em última análise, verificou-se que as propriedades mecânicas dos dois laminados foram semelhantes, o que corrobora com a possibilidade de utilização de laminados DD em substituição aos tradicionais QUAD, com vantagens como, facilidade de fabricação, menor peso, homogeneização e otimização de sequência de empilhamento. 2023-12-20T19:32:03Z 2023-12-20T19:32:03Z 2023-10-02 doctoralThesis TARGINO, Talita Galvão. Resistência e tolerância ao dano em laminados carbono/epóxi com layup tradicional e layup double-double sob impacto de baixa velocidade. Orientador: Dr. José Daniel Diniz Melo. 2023. 90f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56520 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

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