Materiais Compósitos

 

Mestrado em Engenharia Mecânica - Projecto e Produção Mecânica, Publicação em Diário da República - Despacho n.º 14908/2014

6 ECTS; 1º Ano, 1º Semestre, 20,0 T + 10,0 PL + 15,0 TP + 3,50 OT

Docente(s)
- Luís Miguel de Oliveira da Silva
- Luís Miguel Marques Ferreira
- Carlos Alexandre Campos Pais Coelho

Pré-requisitos
Não aplicável

Objetivos
Em termos teóricos, definir e classificar os diferentes materiais compósitos, analisar analiticamente o comportamento mecânico de uma lamina e de um laminado e identificar os diferentes processos de fabrico de materiais compósitos de fibra. Em termos práticos, fabricar laminados por moldação por vácuo, avaliar experimentalmente o comportamento mecânico de materiais compósitos reforçados com fibra a diferentes tipos de solicitações mecânicas.

Programa
1. INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS COMPÓSITOS
1.1 Definição de material compósito
1.2 Classificação dos materiais compósitos
1.3 Fibras e Matrizes
1.4 Fabricação de materiais compósitos de fibra
1.5 Comportamento mecânico de materiais compósitos reforçados com fibra
1.6 Aplicações dos materiais compósitos de fibra

2. LEI DE COMPORTAMENTO DE UMA LÂMINA
2.1 Introdução
2.2 Lei de comportamento para materiais elásticos 3D
2.3 Valor das constantes
2.4 Relação tensão-deformação em tensão plana em materiais ortotrópicos

3. COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UMA LÂMINA
3.1 Introdução
3.2 Determinação experimental da rigidez de uma lâmina
3.3 Determinação experimental da resistência de uma lâmina
3.4 Critérios de resistência biaxial de uma lâmina
3.5 Micromecânica dos materiais compósitos

4. COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UM LAMINADO
4.1 Teoria general do laminado
4.2 Casos particulares
4.3 Resistência de laminados
4.4 Efeito da temperatura na cura

5 PROCESSAMENTO DE MATERIAIS COMPÓSITOS
5.1 Moldação manual
5.2 Moldação por projeção
5.3 Moldação por vácuo
5.4 Moldação em Autoclave
5.5 Infusão
5.6 Moldação por Compressão
5.7 Enrolamento filamentar
5.8 Pultrusão
5.9 Moldação por Centrifugação
5.10 Moldação por Injeção
5.11 Moldação em contínuo

6 AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS MATERIAIS COMPÓSITOS
6.1 Tração
6.2 Compressão
6.3 Flexão
6.4 Fractura
6.5 Impacto

Metodologia de avaliação
A avaliação da unidade curricular compreende a elaboração de um artigo científico (AC) para conferência, nacional ou internacional, ou para revista da especialidade, e a preparação de um poster de apresentação (P). A nota final (NF) será calculada através de NF=0.6AC+0.4P. Em alternativa, e caso haja necessidade, poderá ser considerada a realização de um exame final onde NF=E. Caso haja trabalho prático (T) desenvolvido acrescentar-se-á essa componente NF=0.6+0.4T.

Bibliografia
- Gay, D. (2001). COMPOSITES MATERIALS: DESIGN AND APPLICATIONS. : CRC Press
- Jones, R. (1999). MECHANICS OF COMPOSITE MATERIALS. : Taylor & Francis
- Marín, J. e París, F. e Cañas, J. (2006). INTRODUCCION AL ANALISIS Y DISEÑO CON MATERIALS COMPUESTOS. : Universidad de Sevilla, Escuela Superior de Ingenieros Industriales
- Moura, M. (2005). MATERIAIS COMPÓSITOS: MATERIAIS, FABRICO E COMPORTAMENTO MECÂNICO. : Publindústria
- Altenbach, H. e Altenbach, J. e Kissing, W. (2004). Mechanics of Composite Structural Elements. : Springer

Método de interação
Privilegiar-se-ão as metodologias de aprendizagem assentes em momentos expositivos dos conteúdos programáticos em sessões síncronas e assíncronas definidos (b-learning) e em diversos trabalhos práticos, analíticos e experimentais.

Software utilizado nas aulas
Não aplicável