Materiais Compósitos – Materiais, Fabrico e Comportamento Mecânico – 2ª Edição

Sinopse

Os materiais compósitos encontram-se actualmente disseminados por diferentes áreas de actividade, que incluem as indústrias de transportes (com partícular destaque para a indústria automóvel), artigos desportivos, componentes eléctricos e electrónicos, a construção civil e também aplicações de grande exigência e visibilidade tecnológica como é o caso das indústrias aeronáutica, espacial e de defesa. O interesse na aplicação de estruturas com materiais compósitos continua a aumentar, devido essencialmente às suas excelentes propriedades mecânicas combinadas com baixo peso. No entanto, é sabido que as tecnologias e o comportamento mecânico destes materiais apresentam inúmeras especificidades relativamente aos materiais tradicionais. Daí a importância de literatura sobre materiais compósitos, com abrangência e profundidade adequada para os profissionais de engenharia no activo e para os estudantes do ensino superior dos cursos de Engenharia Mecânica, Engenharia dos Materiais e de Engenharia Civil.
A obra proposta pode ser dividida em três partes fundamentais. Numa primeira parte, que engloba os dois capítulos iniciais, faz-se uma apresentação e descrição dos materiais compósitos e dos seus componentes fundamentais, seguida de uma exposição dos processos de fabrico habitualmente utilizados e suas principais aplicações.
Pode-se considerar que estes capítulos iniciais são de carácter descritivo e pretendem transmitir ao leitor conhecimentos essenciais sobre o que é um Material Compósito. Na segunda parte, que inclui os capítulos três a sete, são transmitidos os conceitos indispensáveis de comportamento mecânico e que servem de base à maioria dos cálculos de projecto. Estes conceitos permitem ao leitor familiarizar-se com as particularidades da concepção de estruturas em materiais compósitos, sendo acessíveis aos alunos de algumas licenciaturas em engenharia ao nível do 4º ano. Finalmente, a terceira parte, constituída pelos 5 capítulos finais, é dedicada a alguns aspectos mais avançados do comportamento destes materiais.

Índice

1. INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS COMPÓSITOS
1.1. Perspectiva global dos compósitos e suas aplicações
1.2. Reforços
1.3. Formas que podem apresentar os reforços
1.4. Matrizes
1.5. Semi-produtos
1. 6. Cargas e outros aditivos
1.7. Conclusão
Questões
Referências

2. PROCESSAMENTO DE MATERIAIS COMPÓSITOS
2.1. Moldação por Contacto
2.2. Moldação por vácuo
2.3. Moldação por compressão
2.4. Moldação por injecção
2.5. Moldação por injecção a baixa pressão e por transferência
2.6. Moldação em autoclave
2.7. Enrolamento filamentar
2.8. Pultrusão
2.9. Moldação por centrifugação
2.10. Moldação em contínuo
2.11. Maquinagem de materiais compósitos
2.12. Reciclagem de materiais compósitos
Questões
Referências

3. LEIS CONSTITUTIVAS DA CAMADA
3.1. Introdução
3.2. Análise geral de sólidos anisotrópicos
3.3. Ortotropia e isotropia transversal
3.4. Constantes de Engenharia da camada
3.5. Lei constitutiva tridimensional
3.6. Lei constitutiva para estado plano de tensão
Referências

4. ANÁLISE MICROMECÂNICA DA CAMADA
4.1. Introdução
4.2. Análise das constantes de engenharia
4.3. Análise das resistências
Referências

5. CRITÉRIOS DE ROTURA DA CAMADA
5.1. Introdução
5.2. Critérios não-interactivos
5.3. Critérios interactivos
5.4. Critérios parcialmente interactivos
5.5. Conclusão
Referências
6. ANÁLISE DOS COMPÓSITOS DE FIBRAS CURTAS
6.1. Introdução
6.2. Compósitos de fibras alinhadas
6.3. Compósitos de fibras com orientação aleatória
Referências

7. ANÁLISE DOS LAMINADOS
7.1. Introdução
7.2. Teoria clássica dos laminados
7.3. Teorias avançadas dos laminados
Referências

8. EFEITOS HIGROTÉRMICOS E VISCOELÁSTICOS
8.1. Introdução
8.2. Efeitos higrotérmicos
8.3. Viscoelasticidade linear
Referências

9. MECÂNICA DA FRACTURA
9.1. Introdução
9.2. Fundamentos de Mecânica da Fractura
9.3. Aplicação da mecânica da fractura aos compósitos
9.4. Métodos numéricos aplicados à fractura interlaminar
Referências

10. TÓPICOS AVANÇADOS EM MATERIAIS COMPÓSITOS
10.1. Efeito de bordo
10.2. Critérios de rotura para compósitos com furo e entalhes
10.3. Impacto em compósitos
10.4. Fadiga em compósitos
Referências

11. ENSAIOS MECÂNICOS
11.1. Introdução
11.2. Ensaios de tracção
11.3. Ensaios de compressão
11.4. Ensaios de corte
11.5. Ensaios de flexão
11.6. Medição das propriedades na direcção da espessura
11.7. Ensaios de fractura
Referências

12. LIGAÇÕES EM MATERIAIS COMPÓSITOS
12.1. Ligações aparafusadas e rebitadas
12.2. Ligações coladas
12.3. Ligações por fusão
Referências

Sobre o Autor

Marcelo F. S. F. de Moura obteve a Licenciatura e o Doutoramento (1996) em Engenharia Mecânica pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), onde exerce as funções de docente universitário desde 1986. É, actualmente Professor Auxiliar com nomeação definitiva do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto desde Abril de 1996. A sua área de investigação está relacionada com o estudo do comportamento mecânico de materiais anisotrópicos: compósitos e madeira. Neste âmbito dedicou-se a análise do comportamento destes materiais sob solicitações de impacto de baixa velocidade, compressão após impacto, mecânica da fractura, juntas coladas e desenvolvimento de modelos numéricos de dano coesivos e em meio continuo. Registe-se a participação em 14 projectos investigação, a publicação de 20 artigos em actas de congressos e revistas nacionais, 20 em actas de congressos internacionais e 18 em revistas internacionais de âmbito cientifico.

Alfredo B. de Morais obteve a Licenciatura em Engenharia Mecânica pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), o Mestrado em Engenharia de Polímeros e Compósitos na Universidade Católica de Leuven, Bélgica, em 1992, e o Doutoramento em Engenharia Mecânica pela FEUP em 1997. Foi Investigador do Instituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial (INEGI) de 1992 a 1997, tendo depois assumido as funções de Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro. Na sua actividade de investigação sobre Mecânica dos Materiais Compósitos e juntas coladas, regista-se a participação em 6 projectos de investigação e a autoria de 18 artigos em actas de congressos e de 18 artigos em revistas cientificas internacionais do Science Citation Index.

António Gonçalves de Magalhães obteve a Licenciatura, o Mestrado e o Doutoramento (1999) em Engenharia Mecânica pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP). É docente do Instituto Superior de Engenharia do Porto desde 1990 e actualmente exerce funções de Professor Coordenador de nomeação definitiva do Departamento de Engenharia Mecânica. A sua área de investigação está relacionada com o comportamento mecânico, o controlo não destrutivo, os materiais compósitos e as juntas coladas. Na sua actividade regista-se a participação em 6 projectos cientificos nacionais e internacionais e é autor de 15 artigos em actas de congressos e revistas nacionais, 12 em conferências internacionais, 6 em revistas internacionais e 1 livro.