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Dissertação

{pt_PT=Comportamento mecânico de materiais compósitos FRP a temperatura elevada} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A utilização crescente de materiais compósitos de polímeros reforçados com fibras (FRP) em Engenharia Civil explica-se pelas inúmeras vantagens que estes apresentam em relação aos materiais tradicionais, nomeadamente o reduzido peso próprio, a elevada resistência e a durabilidade. Todavia, o conhecimento acerca do comportamento mecânico destes materiais carece ainda de desenvolvimento, em particular em condições de temperatura elevada e fogo. De facto, as propriedades mecânicas dos FRPs sofrem uma redução significativa a temperaturas moderadamente elevadas, em particular na aproximação à temperatura de transição vítrea (Tg), que, em geral, está compreendida entre 80 ºC e 150 ºC. Na presente dissertação apresenta-se um estudo experimental e analítico sobre o comportamento a temperatura elevada de perfis pultrudidos de polímero reforçado com fibras de vidro (GFRP). O principal objectivo foi a caracterização do comportamento mecânico deste material a temperaturas próximas da sua Tg. A campanha experimental consistiu em ensaios de corte e de compressão em provetes provenientes de perfis pultrudidos de GFRP (secções rectangular e em I) expostos a temperaturas entre 20 ºC e 180 ºC. Em cada série experimental foi avaliada a resposta mecânica em função da temperatura, nomeadamente em termos de curvas carga-deslocamento, rigidez, curvas tensão-deformação, resistência, módulo de elasticidade em compressão, módulo de distorção e modos de rotura. Os resultados obtidos confirmaram que as propriedades mecânicas do material GFRP sofrem uma degradação considerável com o aumento da temperatura. Relativamente ao estudo analítico, as formulações empíricas utilizadas ofereceram estimativas fiáveis da variação da resistência e do módulo de distorção com a temperatura., en=The growing use of fibre-reinforced polymer (FRP) materials in civil engineering can be explained by the several advantages they present over traditional materials, namely their lightness, high strength and durability. However, the knowledge about the behaviour of these materials is still underdeveloped, in particular when subjected to elevated temperatures or fire. In fact, the properties of FRP materials experience a significant reduction at moderately elevated temperatures, in particular when approaching the glass transition temperature (Tg), which generally varies between 80 ºC and 150 ºC. In the present dissertation, experimental and analytical studies about the behaviour of glass fibre reinforced polymer (GFRP) pultruded profiles at elevated temperatures are presented. The main objective was to characterize the mechanical behaviour of this material up to temperatures near the Tg. The experimental campaign consisted of shear and compression tests, performed in specimens cut from pultruded GFRP profiles, with a rectangular cross-section and I cross-section, respectively, exposed from 20 ºC to 180 ºC. In each experimental series, the mechanical response of the material as a function of the temperature was assessed, namely in terms of load-displacement curves, stiffness, stress-strain curves, strength, elasticity modulus in compression, shear modulus and failure modes. The results obtained confirmed that the mechanical properties of the material suffer a considerable reduction with elevated temperature. Regarding the analytical study, the empirical formulations used in the present study provided reliable estimates for the strength and shear modulus variations with temperature.}
Keywords: {pt=Perfis pultrudidos de GFRP, temperatura elevada, propriedades mecânicas, corte, compressão, modelos de degradação, en=GFRP pultruded profiles, elevated temperature, mechanical properties, shear, compression, degradation models}

Discussão: novembro 8, 2016, 9:0