2007/2008

Universidade NOVA

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Faculdade de Ciências e Tecnologia

Compósitos - Materiais e Aplicações

Engenharia de Materiais 
Code: 7514
Academic unit: Faculdade de Ciências e Tecnologia
Credits: 5.5
Teacher in charge: Alexandre José da Costa Velhinho, Francisco Manuel Braz Fernandes
Weekly hours: 5
Teaching language: Português

Objectives

1)Regras para um material ser "compósito".Classes  de  compósitos.Propriedades dos compósitos vs famílias de materiais convencionais.Pontos "fortes" e "fracos" dos compósitos.

2)Conhecimento  da anisotropia mecânica,e de como ela pode servir à construção de lâminas/laminados ortótropos.E nos compósitos não-laminares( "monolíticos" ),ter conhecimento de como controlar "rigidez" e "resistência" direccionais,em função da natureza e forma do reforço.

3)Conhecer  a influência dos "defeitos de fabrico" nas propriedades mecânicas,em particular na "resistência" e "tenacidade à fractura" de uma peça compósita,e de como compensar essa deficiência por modificação das "interfaces"--sabendo como as reacções as alteram, e com podem ser protegidas.

4)Utilizar todos estes conceitos para uma nova metodologia de projecto em materiais estruturais de engenharia---sabendo por regras de "seleção de materiais" se o compósito produzido é o melhor material para a função. 

Prerequisites

Não há requisitos.

 

Subject matter

·          Caracterização de compósitos: densidades de compósitos compactos e porosos, conversão de fracções volumétricas e ponderais de lâminas e laminados; flexibilidades de fibras.

·          Resistência e defeitos: fissuras e propagação, fissuras e tenacidade, estatística de Weibull.

·          Selecção de materiais: critérios de selecção mecânica/ou peso/ou custo, para vigas/painéis.

·          Constituintes: estudo das principais fibras e matrizes de compósitos comerciais. Aplicações

·          Molhagem de reforços. Difusão, com e sem reacção. Interfaces, e degradação. Protecções.

·          Anisotropia elástica linear.Tensores de deformação,e de deformabilidade,para todos  os materiais anisótropos.

·          Lâminas e laminados.Variedades e construção.Equações constitutivas.

·          Compósitos de fibra contínua e descontínua,alinhadas.Rigidez elástica e resistência,em direcções de fibra,e normais à fibra.Reforço de fibra aleatória.Compósitos de partículas compactas,e ocas. Propriedades e fabricação.

Bibliography

Bibliografia principal:

  

Daniel Gay, Suong V. Hoa, “Composite Materials – Design and Applications", 2nd edition, ed. CRC Press, Boca Raton – London – New Tork (2007), 548 pp.
 
*D. Hull, T.W. Clyne, “An Introduction to Composite Materials", 2nd edition, Cambridge Solid State Science series, ed. Campridge Press University, Cambridge (1996), 326 pp.
*

Bibliografia secundária:

*T.W. Clyne, P.J. Withers, “An Introduction to Metal Matrix Composites”, Cambridge Solid State Science series, ed. Cambridge University Press, Cambridge (1995) 510 pp.
 
*B. Cantor, F.P.E. Dunne, I.C. Stone (Eds.) “Metal and Ceramic Matrix Composites”, Science in Materials Science and Engineering series, ed. Institute of Physics, Bristol – Philadelphia (2004) 430 pp.
 
*K.K. Chawla, “Composite Materials Science and Engineering”, ed. Springer-Verlag, New York (1987) 292 pp.
 
*Robert M. Jones, “Mechanics of Composite Materials”, ed. McGraw-Hill Book Company, New York (1975) 355 pp.
 
*M.F. Ashby, A.G. Evans, N.A. Fleck, L.J. Gibson, J.W. Hutchinson, H.N.G. Wadley, “Metal Foams: A Design Guide”, ed. Butterworth Heinemann, Boston (2000) 252 pp.
 
*Valery V. Vasiliev, Evgeny V. Morozov, “Mechanics and Analysis of Composite Materials”, ed. Elsevier, Amsterdam (2001) 430 pp.
 
*M. Elices, J. Llorca, “Fiber Fracture”, ed. Elsevier, Amsterdam (2002) 414 pp.
 
*L. Tong, A.P. Mouritz, M.K. Bannister “3D Fibre Reinforced Polymer Composites”, ed. Elsevier, Amsterdam (1998) 422 pp.
 
*Jang-Kyo Kim, Yiu-Wing Mai,  “Engineered Interfaces in Fiber Reinforced Composites”, ed. Elsevier, Amsterdam (1975) 355 pp.
 
D.A. Dillard, A.V: Pocius (Eds.), “Adhesion Science and Engineering Vol. 1 – The Mechanics of Adhesion”, ed. Elsevier, Amsterdam (2002) 806 pp.
 
*M. Chaudhury, A.V: Pocius (Eds.), “Adhesion Science and Engineering Vol. 2 – Surfaces, Chemistry and Applications”, ed. Elsevier, Amsterdam (2002) 1226 pp.
 
*Vistasp M. Karbhari, “Use of Composite Materials in Civil Infrastructure in Japan”, ed. Int. Technology Research Institute, Baltimore (1998) 212 pp.

Teaching method

Os assuntos apresentados nas aulas teóricas são explorados através da realização de trabalhos laboratoriais.

 

Evaluation method

Obtenção de frequência através de relatório final das aulas práticas (1 relatório positivo).

 

 

 

Dispensa de exame final:
                                    TM ≥ 9,5                     TM = (T1 + T2)/2
                                    T1, T2 ≥ 8,0

 

 

 

Classificação final da disciplina:
c/ dispensa de exame final:
                                    NF = 0,75 TM + 0,25 TP

 

 

 

s/ dispensa de exame final:

 

                                    NF = 0,75 TE + 0,25 TP

 

                                    TE ≥ 9,5

 

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