Blendas de copolímero de poliacrilonitrila (PAN) com polímeros biodegradáveis foram obtidas pelo método convencional da indústria plástica de processamento via extrusão. O processo de produção destes materiais em extrusora convencional era um método que até pouco tempo atrás era inviável de se produzir, devido ao fato do polímero de PAN iniciar um processo de degradação antes de fundir. Porém, foi desenvolvido um processo que consiste na utilização de até 28% em massa de glicerol como plastificante da PAN. O presente trabalho aborda um estudo do comportamento térmico, por meio da técnica de DSC, de um copolímero de PAN na proporção em massa de 94% acrilonitrila (AN) e 6% acetato de vinila (VA) e também deste mesmo copolímero misturado com até 7% em massa dos polímeros biodegradáveis PCL e PHB-HV. Além disso, foi realizado um estudo cinético, por meio do modelo de Kissinger, do evento térmico relacionado à degradação do copolímero de PAN e de suas blendas. O copolímero de PAN-co-VA(6%) apresentou uma energia de ativação de 78 kJ/mol e as blendas com PCL e PHB-HV apresentaram energia de ativação de 79 kJ/mol e 92 kJ/mol, respectivamente.

Polyacrylonitrile (PAN) copolymer blends with biodegradable polymers were obtained by conventional industrial plastic processing via extrusion. The production process of these materials in conventional extruder was a method that until recently was impossible to produce, due to the fact the PAN polymer initiated a degradation process before melting. However, it was developed a process that uses up to 28%/mass of glycerol as PAN plasticizer. The present work has the aim to study the thermal behavior, by DSC technique, of a PAN copolymer, whose composition was 94%/mass of acrylonitrile (AN) and 6%/mass of vinyl acetate (VA) and also of this copolymer mixed with up to 7%/mass of PCL and PHB-HV biodegradable polymers. In addition to that, a kinetic study was also carried out, by the Kissinger method, of the thermal event related to the degradation of the PAN copolymer and its blends. The PAN-co-VA(6%) copolymer showed an activation energy of about 78 kJ/mol and the PCL and PHB-HV blends showed activation energies of about 79 kJ/mol and 92 kJ/mol, respectively.

Ligas de alumínio são extensamente usadas em partes aeronáuticas devido às boas propriedades mecânicas e baixa densidade. Estas partes devem ser unidas para formar conjuntos maiores. Uma junta estrutural é definida como um segmento de estrutura que provê um meio de transferir carga de um elemento estrutural para outro. A maioria das juntas aeronáuticas é mecanicamente fixada com múltiplos prendedores (parafusos ou rebites). Estas juntas apresentam uma alta concentração de tensões ao redor do prendedor, porque a transferência de carga entre elementos da junta acontece em uma fração da área disponível. Por outro lado, as cargas aplicadas em juntas adesivas são distribuídas sobre toda a área colada e reduz os pontos de concentração de tensão. Juntas são a fonte mais comum de falhas estruturais em aeronaves e quase todos os reparos envolvem juntas. Portanto, é importante entender todos os aspectos de projeto e análise de juntas. O objetivo deste trabalho é comparar estaticamente juntas estruturais de ligas de Al2024-T3 em três condições: juntas mecanicamente rebitadas, juntas coladas e uma configuração híbrida rebitada e colada. Foi usada a norma NASM 1312-4 para confecção dos corpos-de-prova. Além disso, foram conduzidos testes de fadiga, sob amplitude de carregamento constante e razão de tensão igual a 0,1 para avaliar a eficiência dos elementos estruturais durante sua vida em serviço. Os resultados mostraram que a configuração híbrida apresenta maior resistência estática e uma vida em fadiga superior à configuração colada.

Aluminum alloys are widely used in aeronautical parts due to their good mechanical properties and low densities. These parts must be joined together to form larger assemblies. A structural joint is defined as a segment of structure that provides a means of transferring load from one structural member to another. The majority of aircraft joints are mechanically fastened with multiple fasteners. These joints present a high concentration of stresses around the fastener, because the load transfer between elements of the joint has to take place over a fraction of the available area. By contrast, the applied loads in the adhesive joints are distributed over the entire bonded area and reduce points of stress concentration. Joints are the most common source of structural failures in aircraft and almost all repairs involve joints. Therefore, it is important to understand all aspects of joint design and analysis. The aim of the present work was to perform a comparative evaluation of the structural joints of Al2024-T3 alloy in three conditions: mechanically fastened joint, bonded joints and a hybrid conFiguration of bonded-riveted joint. The Standard Test Method for determining strength properties of mechanically fastened sheet metal lap joints (NASM 1312-4) was used in all specimen conFigurations. Besides, fatigue tests were conducted in specimens under constant amplitude loading at a stress ratio of 0.1 to evaluate the efficiency of the structural elements during their service life. The results showed that when metal-to-metal adhesive bond procedures are used with a mechanically fastened technique, the static strength and fatigue life of the joint will increase.

Os compósitos são uma classe de materiais que apresentam propriedades superlativas em relação aos materiais isotrópicos (metais, cerâmicos, polímeros), se considerarmos sua alta resistência aliada ao baixo peso. O reforço, a matriz e a interface entre ambos, definem o desempenho do componente em serviço e a temperatura de trabalho destes materiais. Particularmente, compósitos de uso a temperaturas superiores à 1000ºC são denominados de compósitos termoestruturais. Estes materiais suportam demandas termo-mecânicas significativas, sendo utilizados em gargantas de tubeira de foguetes, proteções térmicas re-irradiativas e materiais de fricção. Via de regra, esses materiais são manufaturados mediante a utilização de preformas fibrosas, que nada mais são que um "esqueleto" de reforço que translada resistência e rigidez ao material. A utilização de preformas permite a concepção e obtenção de componentes com geometrias complexas e dimensões as mais diversas, permitindo assim uma flexibilidade no projeto do componente a ser obtido. Embora apresentem virtudes incontestáveis, o custo desses materiais ainda é proibitivo para aplicações rotineiras. Também o custo dos testes mecânicos que validem suas propriedades em relação aos materiais de uso convencional torna-se oneroso, além de demandar equipamentos especiais. O presente trabalho aborda a predição das propriedades elásticas de compósitos termoestruturais de Carbono Reforçado com Fibras de Carbono (CRFC), com configurações de reforço tri-direcional (3D) e tetra-direcional (4D). As propriedades foram calculadas à temperatura ambiente para efeito de comparação ao grafite sintético, ainda utilizado em gargantas de tubeira de motores foguete de pequeno porte. Os cálculos de predição de propriedades elásticas foram baseados no método de homogeneização considerando a hipótese de mechas de fibras retas pela rigidez média ponderada.

Composites are a class of materials which have superlative properties in relation to the isotropic materials (metals, ceramics and polymers) if one can look to a combination of high resistance and low weight. The reinforcement fibers, the matrix and the interface between them define the performance and the maximum temperature of the component in service. Composites designed to work under temperatures higher than 1000°C are called thermo-structural composites. Because of their high thermal shock resistance, these materials are used in critical applications such as kick motor nozzles, thermal protections for re-entry ablative and reradiative systems and aircraft brakes. They are usually made by using preforms, that are assembled rods forming a "skeleton" that translates rigidity and strength to the material. The use of preform technology allows an enormous variety of complex geometries and dimensions, which consequently allows flexibility in the design of the component. Although presenting incontestable advantages, the cost of these materials is still prohibitive to common industrial applications. The mechanical tests costs to validate the properties are also high and special equipments are necessary to make them practical. The present work describes the analytical methods to predict elastic properties of thermo structural composites known as Carbon Fiber Reinforced Composites (CFRC) having tri directional (3D) and tetra directional (4D) architectures, in order to make an valuable analysis of their results. Properties were calculated at ambient temperature, and comparisons were made with the properties of graphites formerly used as a standard material for kick rocket motor nozzles. The predictions of elastic properties were based on the homogenization method, considering the hypothesis of straight fiber bundles, resulting in ponderal average elastic properties.

Neste trabalho, o algoritmo Levenberg-Marquardt foi aplicado para predizer o comportamento dinâmico-mecânico de compósitos de matriz epóxi reforçados com fibras de carbono. Empregou-se o ensaio de vibração amortecida (ASTM E-756) para viga do tipo engastada-livre que forneceu experimentalmente as curvas de amplitude em função do tempo de resposta. O compósito é de uso aeronáutico tendo configuração [0º/45º/90º/0º]S. Uma rede neural do tipo "perceptron" de múltiplas camadas foi empregada, e os resultados mostraram que a aplicação do algoritmo de aprendizado Levenberg-Marquardt conduz a uma elevada qualidade preditiva para compósitos de matriz epóxi, uma vez que o coeficiente de desempenho (B) apresentou-se superior a 0.9 para 64% dos conjuntos testados. Os testes iniciais consideraram uma arquitetura simples 2-[30-30]2-1 resultando em uma baixa qualidade preditiva. Entretanto, o aumento do número de neurônios nas camadas escondidas resultou em uma arquitetura otimizada 2-[100-100]2-1.

In this paper, the Levenberg-Marquardt algorithm was applied to predict the dynamic-mechanical properties of carbon-fiber reinforced epoxy composite. The Standard Test Method for Measuring Vibration-Damping Properties of Materials (ASTM E-756) was used for a cantilever beam that gives experimental curves of magnitude versus time. The composite is used in aeronautics and its configuration is [0º/45º/90º/0º]S. A multilayered neural network perceptron (MLP) was used, and the results showed that the application of the Levenberg-Marquardt learning algorithm leads to a high predictive quality to epoxy composites, i.e. nearly 64% of standard error of prediction was found to be >0.9. The initial tests considered a simple architecture 2-[30-30]2-1 resulting in low predictive quality. However, increasing the number of neurons in the hidden layers resulted in an enhancement in an optimized architecture composed by 2-[100-100]2-1 neurons.