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Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Um estudo da influência da quantidade de pinos em união híbrida metal-compósito
Alternate title (s): A study on the influence of pin quantity in metal-composite hybrid joining
Author: Franzoni, Pedro Albertinase
First Advisor: Reis, Ruham Pablo
First member of the Committee: Saad, Núbia dos Santos
Second member of the Committee: Morais, Tobias Souza
Summary: Visando à redução de massa e, consequentemente, de consumo de combustível, a indústria aeronáutica e aeroespacial vêm implementando o uso de materiais compósitos em seus projetos. Entretanto, poucas são as aplicações onde estes podem substituir totalmente os materiais metálicos. Quando ambos estão presentes, estes dois materiais distintos necessitam ser unidos para que uma estrutura maior seja formada. Neste sentido, as chamadas uniões híbridas, combinação de mais de um tipo de união em uma mesma junta, vem ganhado destaque. Uma forma recente de união híbrida é a combinação da junção adesiva com pinos metálicos soldados pelo processo CMT-Pin no lado metálico que atuam como ancoradores de carga no lado compósito. Por ser um método recente, existe ainda muito o que investigar e entender. Assim, o objetivo principal deste trabalho é estudar a influência da quantidade de pinos em união híbrida metal-compósito. Corpos de prova com junta sobreposta e diferentes quantidades de pinos foram fabricados por soldagem CMT-Pin e por laminação manual de compósito de matriz polimérica reforçada com fibra de vidro e, em seguida, testados sob tração/cisalhamento. Verificou-se que a utilização de uma quantidade intermediária de pinos melhora o desempenho da junta metal-compósito em termos e carga suportada e rigidez. Entretanto, uma grande quantidade de pinos parece dificultar a correta adesão do compósito ao redor dos pinos, o que leva a desempenho similar ao de uma junta sem pinos. A utilização dos pinos soldados por CMT-Pin, como esperado, praticamente não eleva a massa resultante dos componentes, o que reforça a potencialidade deste método de união combinada para aplicação em estruturas leves que são típicas da indústria aeronáutica e de outros setores da indústria dos transportes.
Abstract: In order to reduce the mass and therefore the fuel consumption, the aerospace industry have been implementing the use of composite materials in their airframes. However, there are few examples where the metals can be entirely replaced by composite materials. Therefore, when there are both materials (composite and metals) they must be joined to become one larger structure. In this line, hybrid advanced joining is one of several ways to achieve that and it is getting close attention over the past years. A more recent hybrid joining method is the combination of adhesive boding and small pin-like protuberances welded on the metal side by CMT-Pin process, that act holding the load on the composite side. Being recent, this hybrid joining method still demands further investigation and study. Therefore, the objective of this work is to study the influence of pin quantity in metal-composite hybrid joining. Samples with single lap joint configuration were fabricated with different amounts of pins by CMT-Pin welding and by manual lamination of fiber glass reinforced polymer and then tested under tensile/shear loading. The results showed that the samples containing intermediary quantity of pins had superior performance in terms of both strength and stiffness. However, a larger quantity of pins seems to avoid the proper adhesion between the composite and the surroundings of the pins, which drives to a performance similar to that of joints with no pins. As expected, the use of pins made by CMT-Pin welding does not increase the final mass of the components in a significant way, which reinforces the potential of this combined joining approach for lightweight structures typically found in the aerospace and other transport industries.
Keywords: União híbrida avançada
União metal-compósito
CMT-Pin
Quantidade de pinos
Advanced hybrid joining
Metal-composite joining
CMT-Pin
Quantity of pins
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::ESTRUTURAS AEROESPACIAIS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: FRANZONI, P. A. Um estudo da influência da quantidade de pinos em união híbrida metal-compósito. 2017. 56 p. Projeto de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/19410
Date of defense: 19-Jun-2017
Appears in Collections:TCC - Engenharia Aeronáutica

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