Dissertação

{pt_PT=Manufacturing and Characterization of Sustainable and Multifunctional Composite Structures} {} EVALUATED

{pt=O presente trabalho consistiu na produção, caracterização mecânica e avaliação do dano de laminados de fibra de carbono, produzidos pelo processo de infusão de resina por vácuo, com três sequências de empilhamento distintas – uma de controlo da indústria aeronáutica, fornecida pela Embraer, e duas bio-inspiradas. A caracterização mecânica dos laminados foi realizada através de ensaios de tracção uniaxial, resistência interlaminar e impacto por queda de peso. Para a avaliação do dano foram aplicados três ensaios não-destrutivos – inspecção visual, varrimento por ultrasons (C-Scan) e termografia. O ensaio de tracção produziu os resultados esperados. No ensaio da resistência interlaminar os laminados bio-inspirados sugerem, de acordo com a literatura, os resultados mais fiáveis. No ensaio de impacto é sugerida uma energia de transição (cerca de 25 J) para a qual os laminados bio-inspirados passam a absorver mais energia que o laminado de controlo. Nos ensaios não-destrutivos, a inspecção visual identificou diferentes tipos de dano visível. O varrimento por ultrasons revelou as áreas danificadas pelo impacto, apesar da dispersão do sinal e do reduzido número de provetes por condição de teste. Por fim, na termografia, aplicada apenas a alguns provetes após produção (sem impacto) e provetes impactados com 13,5 J, foi detectada o que sugere ser a forma típica da delaminação, num provete impactado - o que parece validar a aplicação crescente da termografia em indústrias de elevado desempenho, como a aeronáutica., en=This work consisted on the production, mechanical characterization and damage assessment of carbon fiber laminates, produced by resin vacuum infusion, with three different stacking sequences – an aeronautical standard, provided by Embraer, and two bio-inspired. The mechanical characterization was accomplished by applying uniaxial tensile, interlaminar shear strength and drop weight impact tests. The damage, induced in the impacted specimens, was assessed by three non-destructive techniques – visual inspection, ultrasonic testing (C-Scan) and thermography. Tensile test results were in accordance with the literature. The interlaminar shear strength test revealed more reliable results for the bio-inspired laminates, in accordance with the literature. In the impact test results, it is suggested an energy transition (around 25 J) above which bio-inspired laminates begin to absorb more energy than the aeronautical standard. Regarding damage assessment, the visual inspection identified different types of damage. The ultrasonic inspection revealed the damaged areas, although the signal dispersion and the reduced number of samples per test condition. Finally, thermography analysis was applied to a set of specimens without impact and specimens impacted with 13.5 J. It was detected what suggests to be delamination, for an impacted specimen. This result seems to validate the increasing application of thermography in high performance industries, as the aeronautical.}
{pt=CFRP, Compósitos bio-inspirados, Infusão por vácuo, Impacto de baixa velocidade, en=CFRP, Bio-inspired composites, Vacuum infusion, Low Velocity Impact}

Novembro 23, 2018, 13:30

Orientação

ORIENTADOR

Maria de Fátima Reis Vaz

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

Virgínia Isabel Monteiro Nabais Infante

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar