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Evaluation by Free Vibration Method of Moisture Absorption Effects in Polyamide/Carbon Fiber Laminates
No full textThe use of thermoplastic composite materials in aerospace and naval fields has increased due principally to their high performance associated with low specific weight. In order to screen material behavior, the effects of external environments on the mechanical properties during usage must be clearly understood. Environmental factors such as ultraviolet radiation (UV), corrosive fluids, moisture and temperature can limit the applications of composites by deteriorating the mechanical properties over a period of time. In order to characterize composite materials, are commonly used tensile tests. Another test that can be used in order to evaluate the viscoelastic properties of thermoplastic composite materials is free vibration damping. In this work, the viscoelastic properties of polyamide 6.6/carbon fiber laminates were obtained by two types of tests: tensile and free vibration damping tests. Two families of textile polyamide/carbon fiber composites ([perpendicular to 45] and [0/90]) were obtained by hot compression molding. The present studies have been performed to explore relations between the dynamic mechanical properties and the influence of high moisture concentration of this thermoplastic laminate. The results show that the E' decrease with the increase in the exposed time for polyamide/carbon fiber composite specimens and that free vibration damping technique can be used instead of tensile test in order to know the elastic modulus.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)São Paulo State Univ, Dept Mat & Technol, São Paulo, BrazilCTA, Inst Aeronaut & Espaco, Div Mat, São Paulo, BrazilSão Paulo State Univ, Dept Mat & Technol, São Paulo, BrazilFAPESP: 05/54358-7CNPq: 306053/2006-
Evaluation of the most suitable parameters for obtaining thermoplastic composites via hot compression molding
No full textNos últimos anos têm sido observado um desenvolvimento progressivo em aplicações leves e sustentáveis na indústria automotiva. Neste contexto, os polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP – do inglês Carbon Fiber Reinforced Polymer) têm atraído a atenção desta indústria principalmente devido às suas propriedades como resistência mecânica superior aos metais, rigidez e leveza, oferecendo uma redução significativa no peso final do veículo e, consequentemente, reduzindo a emissão de CO2 e ocasionando a redução do consumo de combustível. O presente trabalho visa avaliar a influência dos parâmetros de reprocessamento na cristalização e nas propriedades mecânicas de um CFRP fabricado a partir de um semipreg comercial constituído de matriz de poliamida 6 reforçada com tecido de fibra de carbono do tipo twill, 2x2. A partir da caracterização térmica do semipreg (calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TGA)), foi possível definir ciclos de processamento e com diferentes taxas de resfriamento para gerar uma provável variação na cristalização do compósito final. Além disso, com base nos resultados obtidos a partir da caracterização térmica, foi conduzido um estudo da cinética de cristalização do semipreg por meio do método isotérmico e não isotérmico. Após o estabelecimento do ciclo de processamento, lâminas de semipreg foram empilhadas na espessura desejada e processadas via técnica de moldagem por compressão a quente. Os compósitos obtidos foram qualificados por inspeção via ultrassom tipo C-scan, e por digestão ácida. Os compósitos também foram avaliados por ensaios mecânicos como: análises dinâmico-mecânica (DMA); resistências ao cisalhamento interlaminar (ILSS), à tração e à excitação por impulso. Os resultados mostram que foi possível realizar o estudo da cinética de cristalização no modo dinâmico, porém o modelo de Avrami não foi adequado para o estudo da cinética no modo isotérmico. Os compósitos reprocessados apresentaram um aumento de 12% na resistência à tração; de 12% no ILSS e de 17% no módulo de elasticidade obtido por excitação por impulso. Tal fato está associado a um possível aumento da cristalinidade da matriz de PA6 no reprocessamento, e consequente, aumento da rigidez do compósito.In recent years, there has been a progressive development of lightweight and sustainable applications in the automotive industry. In this context, carbon fiber reinforced polymers (CFRP) have attracted the attention of this industry mainly due to their properties such as superior tensile strength compared to metals, stiffness, and lightness, offering a significant reduction in the final weight of the vehicle and, consequently, reducing CO_2 emissions and increasing fuel economy. This study aims to evaluate the influence of reprocessing parameters on the crystallization and mechanical properties of a CFRP consisting of a polyamide 6 matrix reinforced with twill, 2x2, carbon fiber. Based on the thermal characterization of the semipreg (differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA)), it was possible to define a processing cycle and cooling rates that would ensure a probable variation in the crystallization of the final composite. Additionally, based on the results obtained from the thermal characterization, a study of the semipreg crystallization kinetics was conducted using the Avrami isothermal and non-isothermal methods. After establishing the processing cycle, semipreg sheets were stacked to the desired thickness and processed via hot compression molding technique. The obtained composites were qualified by C-scan ultrasonic inspection and acid digestion. The composites were also evaluated by mechanical tests such as dynamic mechanical analysis (DMA); interlaminar shear strengths (ILSS), tensile test, and pulse excitation. The results show that it was possible to study the crystallization kinetics in dynamic mode, but the Avrami model was not suitable for studying the kinetics in isothermal mode. The reprocessed composites showed a 12% increase in tensile strength; 12% in the ILSS and 17% in the elastic modulus obtained by impulse excitation. This fact is associated with a possible increase in the crystallinity of the PA6 matrix during reprocessing, and consequently, an increase in the stiffness of the composite.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Fundep: 27194.03.03/2020.01-00CAPES: código de financiamento 001FAPESP: 2017/16970-
Processamento e caracterização de compósitos de resina fenólica com nanotubos de carbono com aplicações aeroespaciais
No full textEste trabalho de pesquisa consistiu na obtenção de compósitos nanoestruturados utilizando matrizes poliméricas termorrígidas e nanotubos de carbono (CNT) e posterior caracterização de suas propriedades mecânicas, térmicas, elétricas, reológicas e demais características físico-químicas para aplicações aeroespaciais. As atividades experimentais para a realização deste trabalho foram, em sua maioria, conduzidas na Alemanha. Durante o desenvolvimento deste trabalho de pesquisa, foi possível entender melhor como deve ser realizada a purificação, funcionalização e dispersão de CNT em compósitos poliméricos. Desta forma, CNT foram caracterizados e utilizados como reforços para a obtenção de compósitos nanoestruturados em matrizes termorrígidas (resina fenólica). Estes compósitos foram processados, por meio de cura em autoclave e avaliados com relação aos seus desempenhos mecânicos, físico-químicos e morfológicos. Duas metodologias foram utilizadas para permitir a dispersão dos CNT: dispersão em solução aquosa e por calandragem (TRC). Os resultados obtidos mostram que a metodologia mais adequada para dispersar os CNT em resina fenólica é a partir do processo por calandragem e que teores superiores a 0,5% em massa de CNT não resultam em melhorias significativas quanto aos desempenhos viscoelástico, térmico, elétrico e mecânico destes compósitos. Ainda, a partir dos ensaios reológicos e elétricos, foi observado que teores abaixo de 0,2% em massa de CNT já são suficientes para promover a percolação dos CNT na resina fenólica, gerando mudanças significativas no comportamento físico-químico do compósito nanoestruturado. A partir deste trabalho de pesquisa...This researcher work concerning about the nanostructured composite obtaining by using thermoset polymeric matrix and carbon nanotubes and posterior characterization of their mechanical, thermal, electrical, rheological and others physical-chemical properties for aerospace application. The experimental activities in order to perform this work, in its majority, have been done in Germany. During the development of this researcher work, it was possible to understand better how should be done the purification, functionalization and dispersion of CNT into polymeric composites. This way, CNT were characterized and used as reinforcement in order to obtain nanostructured composite materials in thermoset matrix (phenolic resin). These composites were processed by using autoclave cure processing and they were evaluated concerning about its mechanical, physical-chemical and morphological behavior. Two methodologies were used in order to allow the CNT dispersion: in aqueous solution and in three roll calender (TRC). The obtained results show that the TRC methodology is more adequate in order to disperse the CNT reinforcement and that the content higher than 0.5wt%CNT not result in significant gain in viscoelastic, thermal, rheological and electrical properties in these composites. Still, from the rheological and electrical tests, it was observed that loads below than 0.2wt%CNT are enough to promote the CNT percolation in phenolic resin, generating significant changes in physical-chemical properties of nanostructured composites. From this researcher work... (Complete abstract click electronic access below
Processamento e caracterização de compósitos de resina fenólica com nanotubos de carbono com aplicações aeroespaciais
No full textEste trabalho de pesquisa consistiu na obtenção de compósitos nanoestruturados utilizando matrizes poliméricas termorrígidas e nanotubos de carbono (CNT) e posterior caracterização de suas propriedades mecânicas, térmicas, elétricas, reológicas e demais características físico-químicas para aplicações aeroespaciais. As atividades experimentais para a realização deste trabalho foram, em sua maioria, conduzidas na Alemanha. Durante o desenvolvimento deste trabalho de pesquisa, foi possível entender melhor como deve ser realizada a purificação, funcionalização e dispersão de CNT em compósitos poliméricos. Desta forma, CNT foram caracterizados e utilizados como reforços para a obtenção de compósitos nanoestruturados em matrizes termorrígidas (resina fenólica). Estes compósitos foram processados, por meio de cura em autoclave e avaliados com relação aos seus desempenhos mecânicos, físico-químicos e morfológicos. Duas metodologias foram utilizadas para permitir a dispersão dos CNT: dispersão em solução aquosa e por calandragem (TRC). Os resultados obtidos mostram que a metodologia mais adequada para dispersar os CNT em resina fenólica é a partir do processo por calandragem e que teores superiores a 0,5% em massa de CNT não resultam em melhorias significativas quanto aos desempenhos viscoelástico, térmico, elétrico e mecânico destes compósitos. Ainda, a partir dos ensaios reológicos e elétricos, foi observado que teores abaixo de 0,2% em massa de CNT já são suficientes para promover a percolação dos CNT na resina fenólica, gerando mudanças significativas no comportamento físico-químico do compósito nanoestruturado. A partir deste trabalho de pesquisa...This researcher work concerning about the nanostructured composite obtaining by using thermoset polymeric matrix and carbon nanotubes and posterior characterization of their mechanical, thermal, electrical, rheological and others physical-chemical properties for aerospace application. The experimental activities in order to perform this work, in its majority, have been done in Germany. During the development of this researcher work, it was possible to understand better how should be done the purification, functionalization and dispersion of CNT into polymeric composites. This way, CNT were characterized and used as reinforcement in order to obtain nanostructured composite materials in thermoset matrix (phenolic resin). These composites were processed by using autoclave cure processing and they were evaluated concerning about its mechanical, physical-chemical and morphological behavior. Two methodologies were used in order to allow the CNT dispersion: in aqueous solution and in three roll calender (TRC). The obtained results show that the TRC methodology is more adequate in order to disperse the CNT reinforcement and that the content higher than 0.5wt%CNT not result in significant gain in viscoelastic, thermal, rheological and electrical properties in these composites. Still, from the rheological and electrical tests, it was observed that loads below than 0.2wt%CNT are enough to promote the CNT percolation in phenolic resin, generating significant changes in physical-chemical properties of nanostructured composites. From this researcher work... (Complete abstract click electronic access below
Processamento e caracterização de compósitos de resina fenólica com nanotubos de carbono com aplicações aeroespaciais
No full textEste trabalho de pesquisa consistiu na obtenção de compósitos nanoestruturados utilizando matrizes poliméricas termorrígidas e nanotubos de carbono (CNT) e posterior caracterização de suas propriedades mecânicas, térmicas, elétricas, reológicas e demais características físico-químicas para aplicações aeroespaciais. As atividades experimentais para a realização deste trabalho foram, em sua maioria, conduzidas na Alemanha. Durante o desenvolvimento deste trabalho de pesquisa, foi possível entender melhor como deve ser realizada a purificação, funcionalização e dispersão de CNT em compósitos poliméricos. Desta forma, CNT foram caracterizados e utilizados como reforços para a obtenção de compósitos nanoestruturados em matrizes termorrígidas (resina fenólica). Estes compósitos foram processados, por meio de cura em autoclave e avaliados com relação aos seus desempenhos mecânicos, físico-químicos e morfológicos. Duas metodologias foram utilizadas para permitir a dispersão dos CNT: dispersão em solução aquosa e por calandragem (TRC). Os resultados obtidos mostram que a metodologia mais adequada para dispersar os CNT em resina fenólica é a partir do processo por calandragem e que teores superiores a 0,5% em massa de CNT não resultam em melhorias significativas quanto aos desempenhos viscoelástico, térmico, elétrico e mecânico destes compósitos. Ainda, a partir dos ensaios reológicos e elétricos, foi observado que teores abaixo de 0,2% em massa de CNT já são suficientes para promover a percolação dos CNT na resina fenólica, gerando mudanças significativas no comportamento físico-químico do compósito nanoestruturado. A partir deste trabalho de pesquisa...This researcher work concerning about the nanostructured composite obtaining by using thermoset polymeric matrix and carbon nanotubes and posterior characterization of their mechanical, thermal, electrical, rheological and others physical-chemical properties for aerospace application. The experimental activities in order to perform this work, in its majority, have been done in Germany. During the development of this researcher work, it was possible to understand better how should be done the purification, functionalization and dispersion of CNT into polymeric composites. This way, CNT were characterized and used as reinforcement in order to obtain nanostructured composite materials in thermoset matrix (phenolic resin). These composites were processed by using autoclave cure processing and they were evaluated concerning about its mechanical, physical-chemical and morphological behavior. Two methodologies were used in order to allow the CNT dispersion: in aqueous solution and in three roll calender (TRC). The obtained results show that the TRC methodology is more adequate in order to disperse the CNT reinforcement and that the content higher than 0.5wt%CNT not result in significant gain in viscoelastic, thermal, rheological and electrical properties in these composites. Still, from the rheological and electrical tests, it was observed that loads below than 0.2wt%CNT are enough to promote the CNT percolation in phenolic resin, generating significant changes in physical-chemical properties of nanostructured composites. From this researcher work... (Complete abstract click electronic access below
Evaluation of physical-chemical and mechanical properties of adhesive joints applied in the oil and gas industry.
No full textUm dos grandes problemas enfrentados pela indústria de óleo e gás é a baixa durabilidade das juntas de materiais em estruturas diversas, ocasionadas pela exposição dos fixadores mecânicos a condições ambientais consideradas agressivas, como altos índices de radiação ultravioleta (UV), variações de temperatura e altos níveis de umidade e salinidade. Os adesivos estruturais surgem, portanto, como uma alternativa para união de materiais utilizados nessas estruturas ao invés da soldagem, por exemplo, com o intuito de mitigar riscos causados pelo uso de faíscas em plataformas offshore. O presente trabalho tem por objetivo avaliar a estabilidade térmica e o ciclo de cura de um adesivo estrutural à base de epóxi por meio da análise de termogravimetria (TGA) e calorimetria de exploratória diferencial (DSC), com o intuito de otimizar o processo de cura, visando aumentar as propriedades mecânicas tanto do adesivo quanto da ligação adesiva. Além disso, avaliaram-se as influências de diferentes tratamentos superficiais do aderente (compósito fibra de carbono/epóxi) e de diferentes espessuras da camada adesiva, na resposta mecânica da junta adesivada por meio dos ensaios de lap shear test, double cantilever beam (DCB) e end notched flexure (ENF). A caracterização térmica evidenciou que o adesivo possui temperatura de transição vítrea (Tg) dentro da especificação requisitada pela indústria (acima de 80ºC), além de indicar que o processo de cura em temperatura ambiente por 24 horas não atinge a cura completa e que o processo de pós cura de 80 ºC por 1 hora se mostrou eficiente em aumentar a Tg do adesivo. Por meio dos ensaios mecânicos verificou-se que, dentre as três condições de tratamento superficial estudadas, a pior condição, apresentada no presente trabalho, foi com a aplicação do Fuseply, indicando não somente uma baixa compatibilidade com o adesivo utilizado, mas também que a união adesiva é dependente de outras propriedades além da superfície aderente. Reduzir a quantidade de processos manuais envolvidos nas preparações superficiais é a forma mais eficiente na obtenção de juntas resistentes e consistentes, de modo que a limpeza com solvente se torna a melhor escolha dentre os tratamentos testados para a aplicação que se destina. O aumento da espessura da camada adesiva possui influência negativa na resistência ao cisalhamento, porém atua positivamente nas propriedades de tenacidade a fratura nos modos I e II.One of the major problems faced by the oil and gas industry is the low durability of material joints in different structures, caused by the exposure of mechanical fasteners to environmental conditions considered aggressive, such as high levels of ultraviolet radiation (UV), temperature variations and high humidity and salinity levels. Structural adhesives appear, therefore, as an alternative f or joining materials used in these structures instead of welding, for example, with the aim of mitigating risks caused by the use of sparks on offshore platforms. This work aims to evaluate the thermal stability and the curing cycle of an epoxy based struc tural adhesive using thermogravimetry (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) analysis, with the aim of optimizing the curing process aiming to increase the mechanical properties of both the adhesive and the adhesive bond. In addition, the influ ences of different surface treatments of the adherent (carbon fiber/epoxy composite) and different thicknesses of the adhesive layer were evaluated on the mechanical response of the bonded joint using the lap shear test, double cantilever beam (DCB) and en d notched flexure (ENF). The thermal characterization showed that the adhesive has a glass transition temperature ( within the specification required by the industry (above 80ºC), in addition to indicating that the curing process at room temperature for 24 hours does not reach complete cure and that the post cure process 80 ºC for 1 hour proved to be efficient in increasing the Tg of the adhesive. Through mechanical tests, it was verified that, among the three surface treatment conditions studied, the wo rst condition, presented in the present work, was with the application of Fuseply, indicating not only a low compatibility with the adhesive used, but also that the Adhesive bonding is dependent on properties other than the adherent surface. Reducing the n umber of manual processes involved in surface preparations is the most efficient way to obtain strong and consistent joints, so solvent cleaning becomes the best choice among the treatments tested for the intended application. The increase in the thickness of the adhesive layer has a negative influence on the shear strength, but it acts positively on the fracture toughness properties in modes I and II.Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP)ANP: 04441
Influence of stacking sequence of fiberglass/PAEK/buckypaper composites on their thermal and electrical properties.
No full textA pesquisa e o desenvolvimento de compósitos poliméricos avançados são cada vez mais necessários nas atuais demandas de mercado, visto que o surgimento e a produção destes materiais revolucionaram a ciência dos materiais desde a geração de energia até equipamentos esportivos, promovendo alternativas e soluções nessa área de conhecimento. Além disso, a crescente utilização dos compósitos evidencia a necessidade de obtenção de materiais que apresentem não só a função estrutural, mas que conjuntamente sejam, por exemplo, condutores térmicos e elétricos. Portanto, a utilização de nanopartículas, em especial os nanotubos de carbono, vem ganhando cada vez mais visibilidade nos setores de pesquisa e desenvolvimento na obtenção dos chamados compósitos nanoestruturados multifuncionais. O presente trabalho visa avaliar a influência da adição de buckypapers (BP) de nanotubos de carbono nas propriedades térmicas e elétricas de compósitos de poli (aril éter cetona) (PAEK)/fibras de vidro (FV). Os BPs foram processados via filtração a vácuo e, após seu processamento, sua morfologia foi analisada via microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os compósitos laminados de PAEK/BP/FV foram obtidos a partir do processo de moldagem por compressão a quente e avaliados via ultrassom, microscopia óptica (MO) e análise termogravimétrica (TGA) para determinação de sua fração volumétrica. Vale ressaltar que foram processados 4 compósitos, sendo o compósito de referência (PAEK/FV) e três outros laminados com a adição de BPs em diferentes arquiteturas. O comportamento da degradação dos laminados foi avaliado por análise termogravimétrica (TGA) e as propriedades viscoelásticas por análise dinâmicomecânica (DMA). A condutividade térmica foi avaliada pelo método de pulso laser com resultados semelhantes ao material de referência. As propriedades elétricas das amostras foram obtidas por medição de resistividade por 4 pontas (no plano) onde apresentaram valores na faixa de semicondutores e avaliadas por espectroscopia de impedância (através do plano) onde demonstraram um comportamento dielétrico, revelando a anisotropia elétrica das amostras. Por fim, o material nanoestruturado pode ser classificado como multifuncional.The research and development of advanced polymer composites are urgently necessary for the current market demands since the emergence and production of these materials have revolutionized the material science area, from energy generation to sports equipment, promoting alternatives and solutions in this area of knowledge. Besides, their high demand calls for materials that not only have structural performance but act as thermal and electrical conductors. Therefore, the use of carbon nanotubes has been gaining more and more visibility in the research and development sectors to obtain the so-called multifunctional composites. The present dissertation aims to evaluate the influence of the addition of buckypapers (BP) to carbon nanotubes on the thermal and electrical properties of poly (aryl ether ketone) (PAEK)/glass fibers (FV) composites. The BPs were processed via vacuum filtration and, after processing, their morphology was analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Subsequently, laminated PAEK/BP/FV composites were obtained from the hot compression molding process and evaluated via ultrasound, optical microscopy (OM), SEM, and thermogravimetric analysis (TGA) to determine their volumetric fraction. It is worth mentioning that four composites were processed, the reference composite (PAEK/FV) and three other BP laminates with different architectures. The degradation behavior of the laminates was evaluated by thermogravimetric analysis (TGA), and the viscoelastic properties by dynamic mechanical analysis (DMA). The thermal conductivity was evaluated by the laser pulse method, revealing similar results to the base laminate. The electrical properties of the samples were obtained by using the four-point probe method (in-plane) showing semiconductor properties. Also, the impedance spectroscopy of the samples (through plane) revealed a dielectric behavior, which suggests an electrical anisotropy of the material. Finally, the nanostructured material can be classified as multifunctional.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES:00
Development of a protocol (guidelines) for characterization of graphene-based thermoplastic matrix composites
No full textEste relatório apresenta os resultados obtidos no Pós-doc correspondente a todo o período deste trabalho de pós-doutorado, cuja o enfoque foi o desenvolvimento de um protocolo (ou diretrizes) para a caracterização de
compósitos em matriz termoplástica (polipropileno-PP) baseado em grafeno produzido a partir do masterbatch comercial de PP com 30 % m/m de material grafênico. Os compósitos em matriz PP foram obtidos por extrusão e o protocolo aqui proposto foi baseado nas seguintes técnicas de caracterização: microscopia ótica, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV), termogravimetria (TGA), calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e reologia
Avaliação da colagem de suportes utilizados para fixar cabos elétricos em aeronaves
No full textThe most usual method to fix supports that hold the vast majority of electrical cables on an aircraft is accomplished by using, for this purpose, rivets. However, this procedure may some cause some inconveniences such as the need of effecting holes in the structure that is intended to fix these supports, thus decreasing resistance of the structure. In order to have an alternative to seek an increase in the performance of structured materials, the aircraft industry, like other industries, have been studying the use of collage as a method of replacing this usual forms. Against this backdrop, this paper aims to assess the strength and durability of a joint bonded using the adhesive EA9394, manufactured by company Henkel Corporation, and perform a careful survey of the mechanical performance of riveted structures, taking into account different types of conditioning environment and thus create a database that can be used by the aerospace industryO método mais convencional de fixação dos suportes que sustentam a grande maioria dos cabos elétricos em uma aeronave é efetuado por meio da cravação utilizando-se, para esta finalidade, rebites. Entretanto, este procedimento pode ocasionar algumas inconveniências como a necessidade de efetuação de furos na estrutura que se destina a fixar esses suportes, diminuindo, assim, a resistência da mesma. Visando ter uma alternativa com o intuito de buscar um aumento no desempenho de materiais estruturados, a indústria aeronáutica, assim como outros ramos industriais, veêm estudando a utilização de colagem como método de substituição a essas formas convencionais. Diante desse cenário, este trabalho objetiva a avaliar a resistência e a durabilidade de uma junta colada utilizando o adesivo EA9394, fabricado pela empresa Henkel Corporation, assim como realizar um criterioso levantamento do desempenho mecânico de estruturas rebitadas, levando-se em consideração diferentes tipos de condicionamentos ambientais e, consequentemente, criar um banco de dados que poderá ser utilizado pelo setor aeroespacia
Cinética de degradação do sistema resina epóxi/fibra de carbono
No full textWith the increasing demand for electricity, the retraining of transmission lines is necessary despite environmental restrictions and crossings in densely populated areas to build new transmission and distribution lines. Solution is reuse the existent cables, replacing the old conductor cables for new cables with higher capacity power transmission, and control of sag installed. The increasing demand for electrical power has increased the electric current on the wires and therefore, it must bear out temperatures of 150°C or more, without the risk of the increasing sag beyond the established limits. In the case of long crossings or densely populated areas, sag is due to high weight of the cable on clearance. The cable type determines the weight, sag, height and the towers dimensions, which are the items that most influence the investment of the transmission line. Hence, to reduce both cost of investment and maintenance of the line, the use of a lighter cable can reduce both number and the height of the towers, with financial return on short and long term. Therefore, in order to increase the amount of transmitted energy and reduce the number of built towers and sag, is recommended in the current work substitute the current core material (steel or aluminium) for alternatives alloys or new materials, in this case a composite, which has low density, elevated stiffness (elasticity module), thus apply the pultruded carbon fiber with epoxy resin as matrix systems and perform the study of the kinetics of degradation by thermogravimetric analysis (TGA), dynamic mechanical analysis (DMA) and differential scanning calorimetry (DSC), according to their respective standardsCom o aumento da demanda em energia elétrica, a recapacitação de linhas de transmissão se faz necessária apesar das restrições ambientais e travessias em áreas densamente povoadas em se construir novas linhas de transmissão e distribuição. A saída é aproveitar as linhas atualmente existentes, substituindo-se os cabos condutores antigos, por cabos novos, com maior capacidade de transmissão de energia elétrica, além do controle da flecha do cabo instalado. A maior demanda por energia elétrica aumentou a corrente elétrica nos fios condutores e estes devem suportar temperaturas de até 150°C ou acima, sem risco de aumento da flecha além dos limites estabelecidos. No caso das travessias em longos vãos ou áreas densamente povoadas, a flecha elevada decorre do peso do cabo lançado no vão. O tipo do cabo determina o peso, a flecha do cabo condutor, a altura e as dimensões das torres, que são os itens que mais influem no investimento de uma linha. Logo, para redução tanto do custo de investimento como de manutenção da linha, o emprego de um cabo mais leve poderá reduzir tanto o número como a altura das torres, com retorno financeiro de curto e longo prazo. Portanto, visando aumentar a quantidade de energia transmitida, reduzir o número de torres construídas e as flechas, recomenda-se no atual trabalho a substituição do material tradicional do núcleo (aço ou alumínio) por ligas alternativas ou novos materiais, no caso um material compósito, que apresente baixa densidade, elevada rigidez (módulo de elasticidade) e assim, utilizar os sistemas pultrudados de fibra de carbono com resina epóxi como matriz e realizar o estudo da cinética de degradação do mesmo por meio de análise termogravimétrica (TGA), além da análise dinâmico-mecânica (DMA), análise termomecânica (TMA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), segundo suas respectivas norma
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