Defesa pública de tese de doutorado na ETSi

Data: Quarta-feira, 5 de julho de 2023.

Horário: 17h00

Local: Sala do Professor Juan Larrañeta, Escola Superior Técnica de Engenharia da Universidade de Sevilha.

O doutorando Serafín Sánchez Carmona defenderá publicamente sua tese de doutorado intitulada "Mecanismos de dano e falha sob fadiga em compósitos de fibras longas com camadas ultrafinas", orientada pelos professores Elena Correa Montoto e Alberto Barroso Caro , e supervisionada por Federico París Carballo , do Departamento de Mecânica dos Meios Contínuos e Teoria das Estruturas da Escola Superior Técnica de Engenharia da Universidade de Sevilha.

O estudo do comportamento à fadiga em materiais compósitos é de grande interesse na área científica devido à natureza não estática das cargas às quais uma estrutura é submetida em serviço. Nos últimos anos, o desenvolvimento de lâminas ultrafinas, com espessura de até 15-20 µm, tornou-se particularmente relevante após a descoberta de uma explicação fisicamente fundamentada para a existência do "efeito de escala" em materiais compósitos.

Este trabalho apresenta um estudo detalhado, tanto experimental quanto numérico, do aparecimento de danos em laminados de fibras longas de carbono e resina epóxi com estrutura cruzada, sob carregamento cíclico de tração-tração, variando a espessura da camada de 90° (de 30 a 150 g/m²) a fim de analisar se existe um efeito de escala na fadiga.

O extenso trabalho experimental consistiu, em primeiro lugar, na caracterização das propriedades mecânicas e térmicas dos diferentes pré-impregnados utilizados, bem como na análise do efeito de diferentes condições de fabricação e teste na vida útil à fadiga de laminados unidirecionais de 90° feitos com material de espessura convencional e ultrafina; e, em segundo lugar, em uma observação microscópica exaustiva do aparecimento de danos nos diferentes laminados de camadas cruzadas sob fadiga, variando a espessura da camada de 90° de ultrafina (30 g/m2) a convencional (superior a 120 g/m2).

O surgimento de um mecanismo de falha não convencional, especificamente a delaminação longitudinal sob carga aplicada, levou a uma análise numérica detalhada do conhecido "efeito de borda" em espessuras ultrafinas. Essa análise destaca o aparecimento de um estado de carregamento biaxial na borda dos corpos de prova, mesmo quando apenas tensões residuais de cura estão presentes. Os resultados deste estudo numérico foram corroborados por tomografia computadorizada 3D.

Tudo isso levou à comprovação da existência de um "efeito de escala" na fadiga, após a observação de um atraso no aparecimento dos diferentes mecanismos de falha quando se utilizam lâminas ultrafinas em comparação com aqueles que ocorrem em laminados compósitos com lâminas de espessura convencional.