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Júpiter - Sistema de Graduação

Escola Politécnica
 
Engenharia Metalúrgica e Materiais
 
Disciplina: PMT3415 - Tecnologia dos Materiais Compósitos
Technology of Composite Materials

Créditos Aula: 2
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 30 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2017 Desativação:

Objetivos
Fornecer aos estudantes uma visão abrangente e interdisciplinar dos materiais compósitos (formados por matriz metálica, cerâmica e polimérica), visando à obtenção de propriedades diferenciadas. Apresentar os fundamentos teóricos da mecânica de estruturas reforçadas com fibras (longas e curtas), tecidos e partículas. Teorias de deformação e falha dos materiais compósitos (teoria de deformação máxima, teoria de tensão máxima, teoria de Tsai-Hill e Tsai-Wu). Apresentar os diferentes tipos de materiais compósitos, nanocompósitos e compósitos funcionais, e os avanços mais recentes na área de Ciência e Engenharia de Materiais.
 
To provide for the future engineers a multidisciplinary view of composites (ceramic matrix composites, metal matrix composites and polymer matrix composites) and its unique properties. To present theoretical fundamentals of mechanics of reinforced composite structures, macro and micro mechanics of long and short fiber composites (Maximum Stress Theory, Maximum Strain Theory, Tsai-Hill theory, Tsai-Wu Theory). To introduce the different class of composite materials including nanocomposites, functional materials and the most recent advances of composites applied at science and engineering of materials.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
3343892 - Guilherme Frederico Bernardo Lenz e Silva
68416 - Helio Goldenstein
1711224 - Ticiane Sanches Valera
 
Programa Resumido
Materiais compósitos: tipos, propriedades, processamento e aplicações. Nanocompósitos e compósitos funcionais – compósitos de matriz polimérica, compósitos de matriz metálica, compósitos de matriz cerâmica e compósitos carbono-carbono. Cálculos estruturais, mecânica da fratura e processos de fabricação.
 
Composite materials: types, properties, processing and applications. Nanocomposites and functional composites. Polymer matrix composites, metal matrix composites, ceramic matrix composites and carbon-carbon composites. Mechanics of composite materials, failure analysis, fabrication and processing of composite materials.
 
 
Programa
1. - Definição de materiais compósitos; 2 - Principais aplicações dos materiais compósitos; 3 - Matérias-primas empregadas nos materiais compósitos: resinas epóxi, resinas fenólicas, resinas de poliéster, resinas éster-vinílicas, fibras de carbono, aramida, nylon, fibras cerâmicas (SiC, vidro, boro, alumina), 4 - Materiais a base de carbono: negro de fumo, nanocarbonos, nanofibras de carbono, nanotubos de carbono, polímeros, metais, etc.; 5 - Materiais compósitos de matriz metálica: compósitos de matriz metálica reforçados com fibras e com partículas dispersas, rotas de fabricação, propriedades: regras da mistura (média ponderada pelo volume) e modelos para seus desvios positivos e negativos (Tsa-Hill e Tsa -Wu), aplicados ao módulo de elasticidade, dureza, coeficiente de expansão térmica; percolação e propriedades que dependem da continuidade microestrutural (condutividade elétrica e térmica, fragilidade, propriedades magnéticas, transmissão de sons); 6 - Materiais compósitos de matriz polimérica; 7 - Materiais compósitos de matriz cerâmica e compósitos carbono-carbono; 8 - Cálculos estruturais aplicados aos compósitos de epóxi-fibra de carbono e de fibra de vidro. 9 - Análise do comportamento de compósitos laminados: durabilidade, fratura, fadiga, creep, 10 - Processamento e processos de fabricação de estruturas de materiais compósitos
 
1 - Definition of composite materials; 2 - General applications of composite materials; 3 - Raw materials of composite materials: epoxy resins, phenolic resins, polyester resins, carbon fibers, aramid, nylon and ceramic fibers ( silicon carbide, glass, boron and alumina fibers); 4 - Carbon materials use on composites: CNT, CNF, carbon black, and disperse particulate materials; 5 - Metallic matrix composites; 6 - Polymer matrix composites; 7 - Ceramic matrix composites and carbon-carbon composites; 8 - Structural and mechanic calculation of epoxy-carbon and glass fiber composites; 9 - The behavior analysis of composite materials: fracture, creep, and durability; 10 - Processing and fabrication process of composites structures.
 
 
Avaliação
     
Método
Provas sem consulta, seminário, resolução de exercícios, estudo de casos.
Critério
M = 0,7 [(P1 + P2)/2] + 0,3 A Onde Pi = nota na prova i. As provas podem ser aplicadas na forma de avaliação escrita ou oral. A = nota de seminário+atividades (resolução de exercícios e estudo de casos práticos) Aprovação: M >= 5
Norma de Recuperação
M = média obtida no semestre regular R = nota na prova de recuperação O aluno será aprovado na recuperação se (M+R)/2 >= 5
 
Bibliografia
     
1. Chawla, K. K. - Composite Materials - Science and Engineering. Springer-Verlag, 1987. 2. Hull, D.; Clyne, T. W. - Introduction to composite materials. (Cambridge Solid State Science Series) Cambridge University Press, 2nd. Edition, 1986. 3. Kaw, Autar K. - Mechanics of Composite Materials, by, 2nd Edition, CRC Press, 2006. 4. Jones, ROBERT. M. - Mechanics of Composite Materials (Materials Science & Engineering Series), CRC Press; 2nd edition, Inc., 1998. 5. Mallick, P. K. - Fiber Reinforced Composites-Materials, Manufacturing and Design, Marcel Dekker, Third Edition (Dekker Mechanical Engineering), 2007. 6. Daniel, M.I.; Ishai, O. - Engineering Mechanics of Composite Materials, Oxford University Press, 2006. 7. Astrom, B. T. - Manufacturing of Polymer Composites, London: Chapman & Hall, 1997. 8. Krenkel, Walter. - Ceramic Matrix Composites: Fiber Reinforced Ceramics and their Applications, Wiley-VCH; 1st edition, 2008. 9. Low, I. M. - Ceramic Matrix Composites: Microstructure, Properties and Applications, CRC Press; 1st edition, 2006. 10. Astrom, B. Tomas - Manufacturing of Polymer Composites, CRC Press; 1st edition, 1997.
 

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