Study of resistance welded composite joints: from the manufacturing process to the mechanical behaviour (2013)
- Authors:
- Autor USP: ANGÉLICO, RICARDO AFONSO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: SOLDAGEM; JUNTAS SOLDADAS; RESISTÊNCIA ELÉTRICA; MATERIAIS COMPÓSITOS
- Language: Inglês
- Abstract: Este estudo é dedicado a juntas de compósitos termoplásticos soldadas pelo processo de soldagem por resistência elétrica. Este processo consiste em unir dois substratos com um resistor elétrico que atua como um elemento de aquecimento que funde o polímero dos substratos. Os substratos considerados neste trabalho são laminados compósitos híbridos, constítuidos de 7 camadas que totalizam 2 mm de espessura, com a seguinte sequencia de empilhamento ([0º /90º]G, [0º /90º]C, [45°]C, [0º /90º]C, [45°]C, [0° /90º]C, [0° /90º]G), onde G e C denotam camadas de PPS reforçadas com fibra de vidro ou carbono, respectivamente. O elemento de aquecimento utilizado é uma malha metálica de aço inoxidável entre dois filmes de PPS (amorfos). Para um melhor entendimento do histórico do campo de temperatura na região soldada, um modelo de transferência de calor foi desenvolvido no pacote de elementos finitos Abaqus®. As capacidades de predição de temperatura do modelo computacional foram validadas a partir da comparação com resultados experimentais de termopares. As propriedades térmicas do modelo em elementos finitos, viz. o calor específico e as condutividades térmicas, foram identificadas a partir de ensaios DSC e de um procedimento de identificação inverso, respectivamente. O procedimento de identificação inversa foi baseado no algoritmo de Levenberg-Marquart aplicado na análise de experimentos específicos intrumentados com termopares e com uma câmera infra-vermelha. A análise térmica ou/e mecânica de laminados compósitos anisotropos podem apresentar elevados cusos computacionais, mesmo para análises lineares. A técnica PGD (Proper Generalized Decomposition) é uma ferramenta promissora na redução de custos computacionais de problemas multidimensionais, típicos de simulação do processo de manufatura, e/ou problemas multi-escalas, típico de laminados compósitos.Para demonstrar sua capacidade e sua eficiência, a técnica PGD é aplicada na solução de um problema axissimétrico de transferência de calor. Corpos-de-prova foram fabricados (com a máquina de soldagem laboratorial desenvolvida e construída durante este estudo) com diferentes parâmetros de processamento -geometria do elemento de aquecimento, intensidade da corrente elétrica, histórico de pressão. Corpos-de-prova DCB foram testados para caracterizar a resistência mecânica à propagação de trinca em modo I. A análise com o método da flexibilidade dos resultados mostram dois mecanismos predominantes de dissipação de energia, correlatos com a criação da trinca e a localização de deformação plástica, respectivamente. Um modelo original desenvolvido baseado nas variáveis internas termodinâmicas é proposto e usada para descrição das curvas-R representativas do comportamento dúctil dos corpos-de-prova DCB. Uma primeira análise de sensibilidade da resistência à fratura ao variar os parâmetros de processamento mostra que a pressão aplicada na junta durante a etapa de resfriamento desempenha papel fundamental na resistência final da junta
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2013
- Data da defesa: 02.12.2013
-
ABNT
ANGÉLICO, Ricardo Afonso. Study of resistance welded composite joints: from the manufacturing process to the mechanical behaviour. 2013. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2013. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14122017-111250/. Acesso em: 09 maio 2026. -
APA
Angélico, R. A. (2013). Study of resistance welded composite joints: from the manufacturing process to the mechanical behaviour (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14122017-111250/ -
NLM
Angélico RA. Study of resistance welded composite joints: from the manufacturing process to the mechanical behaviour [Internet]. 2013 ;[citado 2026 maio 09 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14122017-111250/ -
Vancouver
Angélico RA. Study of resistance welded composite joints: from the manufacturing process to the mechanical behaviour [Internet]. 2013 ;[citado 2026 maio 09 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14122017-111250/ - Solução de um modelo aerodinâmico para asas não-planares via método de Galerkin
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