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Title: Comportamento de compósitos poliméricos de fibra de vidro sob ensaios de impacto balístico, quase-estático Punch Shear e compressão após impacto.
Other Titles: Behavior of glass fiber polymer composites under ballistic impact testing, quasi-static punch shear and impact compression.
???metadata.dc.creator???: FERNANDES, Agnys Jony Gomes.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: AMORIM JÚNIOR, Wanderley Ferreira de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SANTOS, Marco Antonio dos.
???metadata.dc.contributor.referee2???: FREIRE JÚNIOR, Raimundo Carlos Silvério.
Keywords: Compósitos Poliméricos.;Fibra de Vidro.;Impacto Balístico,;Compressão.;Materiais Compósitos.;Ensaio Quase Estático Punch Shear.;Polymeric Composites.;Fiberglass.;Ballistic Impact,;Compression.;Composite Materials.;Almost Static Punch Shear Rehearsal.
Issue Date: Dec-2013
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: FERNANDES, Agnys Jony Gomes. Comportamento de compósitos poliméricos de fibra de vidro sob ensaios de impacto balístico, quase-estático Punch Shear e compressão após impacto. 2013. 185f. (Dissertação de Mestrado), Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2013. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8335
???metadata.dc.description.resumo???: Nas últimas décadas houve um crescente aumento do uso de materiais compósitos, por serem mais leves e resistentes que materiais monolíticos, para utilização em blindagens balísticas, estruturas aeronáuticas e aeroespaciais, indústria automobilística e naval. Com isso, foram desenvolvidas técnicas para prever suas propriedades mecânicas, mecanismos de dano e resistência associada ao impacto e penetração nessas estruturas. O presente trabalho estuda três diferentes métodos para obter o comportamento de um compósito de fibra de vidro-E/poliéster, na forma de tecido e de manta. Nos ensaios balísticos foram realizados testes em compósitos de 1, 5, 10, 15 e 20 camadas de tecido e manta de fibra de vidro para encontrar qual a melhor configuração e eficiência balística desses compósitos. No ensaio quase-estático Punch Shear, foi possível fabricar um aparato de testes para este tipo de ensaio, com base na literatura, e foi possível obter as formas de dano e resistência à penetração de compósitos de 5, 8, 10, 12, 14, 15 e 20 camadas de tecido e de manta. No ensaio de compressão após impacto, foi possível fabricar uma garra para teste com base na literatura, onde foi seguida uma metodologia de projeto e por fim, foi ensaiado um compósito de manta de 5 camadas, com e sem dano, para ser avaliado a resistência a compressão desse material. Podemos concluir que o compósito de melhor desempenho nos ensaios balísticos foi o de 10 camadas de tecido, possuindo a menor espessura, menor densidade superficial e maior energia absorvida específica. No ensaio quase-estático Punch Shear foi possível analisar a fratura interna dos compósitos, descrever as formas de dano presentes, obteve-se os diâmetros dos furos ocasionados pelo punção, a isotropia do dano foi analisada pelos Parâmetros de Feret, a Energia Absorvida e o Pico máximo de carga foram avaliadas, o comportamento carga x deslocamento foi observado e a definição de um compósito fino e espesso foi apresentada. Foi realizada um correlação da absorção de energia, área delaminada e fratura transversal entre os ensaios quase-estático Punch Shear e Balístico, onde pode-se perceber algumas diferenças entre os ensaios. No ensaio de compressão após impacto pode ser visto que o compósito sem dano teve uma resistência mais elevada em relação ao compósito com dano e que esta diferença foi de 42,59%.
Abstract: In the last decades there was an increasing gain of the use of composite materials, for being lighter e stronger than monolithic materials, for using in ballistic armors, aeronautic and aerospace structures, automotive and naval industries. Thus, techniques have been developed to predict its mechanical properties, damage mechanisms and strength associated to the impact and penetration in this structures. The present work studies three different methods to obtain the behavior of a E-fiberglass/polyester composite, in the woven fabric and blanket form. In the ballistic experiments were performed tests on composite of 1, 5, 10, 15 and 20 layers of woven fabric and blanket fiberglass to find what the best configuration and ballistic efficiency of this composites. In quasi-static Punch Shear test, were possible to manufacture a test fixture to this kind of experiment, based in the literature, and it was possible to obtain the damage forms and penetration resistance of composites 5, 8, 10,12, 14, 15 and 20 layers of woven fabric and blanket. In Compression After Impact test, it was possible to manufacture a fixture based in the literature, where it was followed a design methodology and finally, it was tested a blanket 5 layers composite, with and without damage, for being evaluated compression strength this material. We can to conclude that composite with best performance in the Ballistic tests was the woven fabric 10 layers, being thinner, lower areal density and higher specific absorbed energy. In quasi-static Punch Shear test it was possible to analyze the internal fracture of composites, to describe the damage patterns presented, were obtained the hole diameters caused by puncture, the damage isotropy was analyzed by the Feret Parameters, the Energy Absorbed and Maximum load peak were evaluated, load x displacement behavior was observed and the definition of a thin and thick composite was presented. It was realized the correlation of absorbed energy, delaminated area and transversal fracture between quasi-static Punch Shear and Ballistic tests, where can be realize some differences among the tests. In Compression After Impact test can be seen the composite without damage had been a resistance higher than composite with damage and this difference it was 42,59%.
Keywords: Compósitos Poliméricos.
Fibra de Vidro.
Impacto Balístico,
Compressão.
Materiais Compósitos.
Ensaio Quase Estático Punch Shear.
Polymeric Composites.
Fiberglass.
Ballistic Impact,
Compression.
Composite Materials.
Almost Static Punch Shear Rehearsal.
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Mecânica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8335
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