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A introdução dos materiais polímeros com e sem reforço de fibras em cada vez mais áreas como a construção a industria dos transportes, leva a que seja cada vez mais necessário caracterizar estes materiais de uma forma rápida e eficaz. Contudo a sua complexidade comportamental a par das mais variadas aplicações coloca grandes obstáculos e desafios a esse objectivo. As aplicações mais recentes expõem estes materiais a solicitações que originam velocidades de deformação muito elevadas.
O comportamento mecânico dos materiais compósitos de matriz polimérica depende da velocidade de deformação, tal como se verifica para a grande parte dos materiais.
As técnicas experimentais para caracterizar os compósitos de matriz polimérica para velocidades de deformação baixa, quasi-estáticos, encontram-se bem estabelecidas há já muitos anos. A par disso existem vários métodos analíticos para simular o comportamento até à rotura desses materiais nessas condições. Porém, a caracterização analítica necessária para simular o comportamento dos compósitos de matriz polimérica até à rotura para velocidades de deformação elevadas não se encontra tão desenvolvido como no caso anterior. Por isso o estudo dos efeitos da velocidade de deformação nas propriedades destes materiais é uma área interessante para investigação.
Com este projecto pretende-se caracterizar experimentalmente o comportamento de duas resinas epóxidas reforçada com fibra de carbono e vidro, respectivamente. Esta caracterização deverá incluir os dois aspectos da questão: ensaios experimentais versus modelos matemáticos. O estudo incidirá, sobretudo, no comportamento dos materiais a elevadas velocidades de deformação e modos de rotura, não deixando de estabelecer um paralelo com o comportamento quasi-estático. Além disso pretende-se estabelecer uma metodologia apropriada para a caracterização experimental.
Os ensaios mecânicos quasi-estáticos, efectuados na máquina de ensaios INSTRON, incluem ensaios de tracção, compress  |
Summary
A introdução dos materiais polímeros com e sem reforço de fibras em cada vez mais áreas como a construção a industria dos transportes, leva a que seja cada vez mais necessário caracterizar estes materiais de uma forma rápida e eficaz. Contudo a sua complexidade comportamental a par das mais variadas aplicações coloca grandes obstáculos e desafios a esse objectivo. As aplicações mais recentes expõem estes materiais a solicitações que originam velocidades de deformação muito elevadas.
O comportamento mecânico dos materiais compósitos de matriz polimérica depende da velocidade de deformação, tal como se verifica para a grande parte dos materiais.
As técnicas experimentais para caracterizar os compósitos de matriz polimérica para velocidades de deformação baixa, quasi-estáticos, encontram-se bem estabelecidas há já muitos anos. A par disso existem vários métodos analíticos para simular o comportamento até à rotura desses materiais nessas condições. Porém, a caracterização analítica necessária para simular o comportamento dos compósitos de matriz polimérica até à rotura para velocidades de deformação elevadas não se encontra tão desenvolvido como no caso anterior. Por isso o estudo dos efeitos da velocidade de deformação nas propriedades destes materiais é uma área interessante para investigação.
Com este projecto pretende-se caracterizar experimentalmente o comportamento de duas resinas epóxidas reforçada com fibra de carbono e vidro, respectivamente. Esta caracterização deverá incluir os dois aspectos da questão: ensaios experimentais versus modelos matemáticos. O estudo incidirá, sobretudo, no comportamento dos materiais a elevadas velocidades de deformação e modos de rotura, não deixando de estabelecer um paralelo com o comportamento quasi-estático. Além disso pretende-se estabelecer uma metodologia apropriada para a caracterização experimental.
Os ensaios mecânicos quasi-estáticos, efectuados na máquina de ensaios INSTRON, incluem ensaios de tracção, compressão e flexão a velocidades de deformação até 20/s. Os ensaios mecânicos a elevada velocidade de deformação, efectuados na barra de Hopkinson adaptada para o efeito, incluem ensaios à compressão e flexão a velocidades de deformação até 200/s. Também estão previstos ensaios para obter a curva mestra de fluência na máquina de ensaios DMTA. As curvas será obtidas a partir de ensaios dinâmicos com frequências desde 0,01Hz até 100Hz para uma gama de temperaturas desde 20ºC até 140ºC.
A análise físico-matemática do problema deverá estabelecer a possibilidade de um modelo unificado permitindo prever o comportamento a longa duração (fluência, relaxação de tensões) e de curta duração (excitação dinâmica, impacto). |