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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2023.tde-08122023-121251
Document
Author
Full name
Marco Henrique Ferreira
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2023
Supervisor
Committee
Marins, Paulo César Garcez (President)
Tarpani, José Ricardo (President)
Nascimento, Flávia Brito do
Ribeiro, Marcelo Leite
Sampaio, Andréa da Rosa
Santos, Demetrio Jackson dos
Scifoni, Simone
Siqueira, Marina Toneli
Title in Portuguese
Comparação entre métodos de inspeção não-destrutiva aplicados a materiais compósitos estruturais
Keywords in Portuguese
choques térmicos
compósitos laminados
impacto
inspeção não destrutiva
Abstract in Portuguese
Materiais avançados, como laminados compósitos de matriz termoplástica, são amplamente utilizados nas indústrias aeronáutica, militar e civil, devido às suas excelentes propriedades mecânicas específicas. Os ensaios não destrutivos são essenciais para garantir a qualidade e integridade dos materiais compósitos durante a fabricação e uso. É importante escolher o método mais adequado para cada tipo de aplicação, considerando as propriedades do material, o tipo de defeito a ser detectado e o custobenefício do método escolhido. Com o uso dos ensaios não destrutivos, é possível identificar defeitos e prevenir falhas em materiais compósitos, garantindo a segurança e confiabilidade em suas aplicações. Neste trabalho, vários métodos foram utilizados para avaliar espécimes curvos previamente submetidos a choques térmicos e impactados balisticamente. Concluiu-se que a radiografia foi o método mais categórico na detecção de danos. A estereoscopia exibiu danos de fácil entendimento, porém, devido a necessidade de preparação da superfície a ser analisada, pequenos danos foram mascarados, mostrando resultados duvidosos para este método. A ultrassonografia mostrou-se ser um método bastante sensível na detecção de danos na região interna, mas necessita que a superfície do componente em análise esteja livre de irregularidades como, por exemplo, danos e rugosidades que atrapalham o perfeito acoplamento do transdutor à peça. A termografia foi o método mais rápido na indicação de danos, sendo uma valiosa alternativa para um mapeamento rápido em inspeções preliminares, seguidas de aplicação de técnicas complementares. Por fim, o método por correntes parasitas, indicou claramente os danos superficiais e subsuperficiais nos laminados compósitos curvos, mostrando-se ser um método de análise de danos com fácil interpretação devido ao contraste nos resultados, apesar de apresentar-se muito limitado para análise com maior espessura para laminados compósitos.
Title in English
Comparison between non-destructive inspection methods applied to structural composite materials
Keywords in English
impact
laminated composites
nondestructive inspection
thermal shocks
Abstract in English
Advanced materials such as thermoplastic matrix composite laminates are widely used in the military and civil aviation industries due to their excellent specific mechanical properties. Non-destructive testing is essential to ensure the quality and integrity of composite materials during manufacture and use. It is important to choose the most suitable method for each type of application, considering the properties of the material, the type of defect to be detected and the cost-effectiveness of the chosen method. With the use of non-destructive tests, it is possible to identify defects and prevent failures in composite materials, ensuring safety and reliability in their applications. In this work, several methods were used to evaluate curved specimens previously subjected to thermal shocks and ballistically impacted. It was concluded that radiography was the most categorical method for detecting damage. Stereoscopy showed damage that was easy to understand, but due to the need to prepare the surface to be analyzed, small damage was masked, showing dubious results for this method. Ultrasonography proved to be a very sensitive method for detecting damage in the internal region, however it requires that the surface of the component under analysis is free of irregularities such as damage and roughness that hinder the perfect coupling of the transducer to the part. Thermography was the fastest method for indicating damage, being a valuable alternative for rapid mapping in preliminary inspections followed by the application of complementary techniques. Finally, the eddy current method clearly indicated surface and subsurface damage in the curved composite laminates, proving to be a damage analysis method with easy interpretation due to the contrast of the results. Despite being very limited for analysis with greater thickness for composite laminates.
 
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Publishing Date
2023-12-18
 
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