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2023_IsabellaFeitosaPolicema_tcc.pdfTrabalho de Conclusão de Curso (graduação)17,94 MBAdobe PDFver/abrir
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dc.contributor.advisorLuz, Sandra Maria da-
dc.contributor.authorPolicema, Isabella Feitosa-
dc.identifier.citationPOLICEMA, Isabella Feitosa. Análise numérica e validação experimental de compósitos naturais, sintéticos e híbridos submetidos a ensaios de tração. 2023. 92 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Aeroespacial) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.pt_BR
dc.descriptionTrabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2023.pt_BR
dc.description.abstractOs materiais compósitos reforçados com fibras são amplamente utilizados na fabricação de componentes estruturais de aeronaves, esses materiais são constituídos por fibras unidas por uma matriz, criando um material com propriedades mecânicas combinadas. Embora a fibra de vidro e a resina epóxi sejam os materiais mais comuns, o uso de fibras naturais tem se tornado uma opção mais sustentável. O estudo deste trabalho avaliou a utilização de diferentes tipos de fibras, incluindo as fibras sintéticas, as fibras naturais tratadas quimicamente em solução de hidróxido de sódio e uma combinação dessas fibras, como reforço para a resina epóxi. Para isso, foram confeccionados compósitos de resina epóxi com tecidos de fibras unidirecionais, contendo 20% em volume de fibras – sisal, vidro ou híbrido (sisal/vidro). Os materiais foram avaliados por meio de análises numéricas, térmicas e ensaios de tração experimentais, além de serem submetidos a microscopia eletrônica de varredura após a ocorrência de fratura. Em relação à fabricação, os resultados indicaram que os compósitos apresentaram variações de 1,30% a 4,65% em termos de fração de vazios. Quanto ao comportamento térmico, as curvas DSC, TG e DTG apontam que o compósito sintético curado deteve das maiores temperaturas de transição vítrea (94,86 ∘C) e de estabilidade térmica (308,41 ∘C). Enquanto, o compósito híbrido apresentou maior grau de cura (98,32%) e menor perda de massa ao final da análise (68,55%). As análises numéricas revelam divergências em relação aos resultados experimentais, pois o modelo não levou em conta a existência de espaços vazios e as propriedades específicas da resina epóxi de cura rápida e das fibras utilizadas. Contudo, experimentalmente, ao analisarmos as propriedades dos compósitos com relação à resina epóxi pura, observou-se um aumento quanto a resistência à tração, cerca de 36,59% para o compósito natural, 204,25% para o compósito sintético e 132,21% para o compósito híbrido. Quanto à microscopia das superfícies fraturadas, apesar de serem observados fenômenos de arrancamento e deslocamento de fibras, as amostras mostram que a adesão entre as fibras e a resina epóxi desempenha papel fundamental nas propriedades mecânicas finais dos compósitos. Apesar do aumento da resistência à tração obtido com a adição de fibras naturais à resina epóxi pura, os valores resultantes ainda estão distantes do necessário para substituir completamente as fibras sintéticas. Da mesma forma, embora os compósitos híbridos apresentem desempenho mecânico considerável, ainda não são uma solução viável para a substituição total de materiais sintéticos.pt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subject.keywordCompósitospt_BR
dc.subject.keywordFibras de vidropt_BR
dc.subject.keywordAeronavespt_BR
dc.titleAnálise numérica e validação experimental de compósitos naturais, sintéticos e híbridos submetidos a ensaios de traçãopt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso - Graduação - Bachareladopt_BR
dc.date.accessioned2023-05-25T13:29:43Z-
dc.date.available2023-05-25T13:29:43Z-
dc.date.submitted2023-02-03-
dc.identifier.urihttps://bdm.unb.br/handle/10483/34943-
dc.language.isoPortuguêspt_BR
dc.rights.licenseA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor que autoriza a Biblioteca Digital da Produção Intelectual Discente da Universidade de Brasília (BDM) a disponibilizar o trabalho de conclusão de curso por meio do sítio bdm.unb.br, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 International, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.pt_BR
dc.description.abstract1Fiber-reinforced composite materials are widely used in the manufacture of aircraft structural components, these materials consist of fibers joined by a matrix, creating a material with combined mechanical properties. Although fiberglass and epoxy resin are the most common materials, the use of natural fibers has become a more sustainable option. The study of this work evaluated the use of different types of fibers, including synthetic fibers, natural fibers chemically treated in sodium hydroxide solution, and a combination of these fibers, as reinforcement for epoxy resin. For this, epoxy resin composites were made with unidirectional fiber fabrics, containing 20% by volume of sisal, glass or hybrid (sisal/glass) fibers. The materials were evaluated by numerical and thermal analyses and experimental tensile tests, and were subjected to scanning electron microscopy after fracture occurrence. Regarding fabrication, the results indicated that the composites presented variations from 1,30% to 4,65% in terms of void fraction. As for the thermal behavior, the DSC, TG and DTG curves pointed out that the cured synthetic composite held of the highest glass transition temperatures (94,86 ∘C) and thermal stability (308,41 ∘C). Whereas, the hybrid composite showed higher degree of cure (98,32%) and lower mass loss at the end of the analysis (68,55%). The numerical analyses reveal divergence from the experimental results, because the model did not take into account the existence of voids and the specific properties of the fast curing epoxy resin and the fibers used. However, experimen tally, when analyzing the properties of the composites in relation to the pure epoxy resin, an increase in tensile strength was observed, about 36,59% for the natural composite, 204,25% for the synthetic composite, and 132,21% for the hybrid composite. As for the microscopy of the fractured surfaces, although pull-out and fiber displacement phenomena are observed, the samples show that the adhesion between the fibers and the epoxy resin plays a key role in the final mechanical properties of the composites. Despite the increase in tensile strength obtained with the addition of natural fibers to pure epoxy resin, the resulting values are still far from what is needed to completely replace synthetic fibers. Similarly, although hybrid composites show considerable mechanical performance, they are not yet a viable solution for the total replacement of synthetic materials.pt_BR
Aparece na Coleção:Engenharia Aeroespacial



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