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- Análise de propagação de dano e da resposta piezoresistiva em laminados de CFRPPublication . Pereira, Duarte Amaro; Silva, Abílio Manuel Pereira da; Pereira, João Pedro NunesOs laminados de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) são amplamente utilizados em estruturas aeronáuticas devido à sua elevada resistência específica, rigidez e durabilidade. Contudo, a sua suscetibilidade a defeitos internos e externos, como a rutura frágil da matriz, delaminação e rutura de fibras, pode comprometer significativamente o desempenho estrutural e a segurança em serviço. Neste trabalho estudou-se experimentalmente a propagação de fissuras em laminados de CFRP através de ensaios de flexão em três pontos e a monitorização piezoresistiva em condições de carga cíclicas. Foram fabricados laminados em fibra de carbono em autoclave com diferentes configurações de empilhamento: unidirecional [0]10, [0]16 e [0]22, cruzada [0/90]5 e simétrica [0/45/90/-45/0]S e realizaram-se ensaios mecânicos de flexão em três pontos e ensaios cíclicos com monitorização em tempo real da resposta elétrica e observação microscópica da evolução dos danos. Os ensaios de flexão em três pontos evidenciaram comportamentos distintos à fratura para cada tipologia de empilhamento. O laminado unidirecional de 10 camadas apresentou a maior resistência máxima à flexão (1469 MPa) e o módulo de elasticidade mais elevado (136 GPa), enquanto os laminados de 16 e 22 camadas exibiram resistências 26 % e 29 % inferiores, respetivamente. O laminado simétrico revelou a maior deformação máxima (1,35 %) e flecha a meio do vão (8,16 mm), evidenciando maior capacidade de absorção de energia, ao passo que o laminado cruzado apresentou resistência de 588 MPa e deformação de 1,27 %, associadas à redistribuição de tensões entre camadas ortogonais. Nos ensaios cíclicos com monitorização piezoresistiva, todos os laminados mostraram correlação direta entre o carregamento e a variação relativa de resistência (?R/R0). O laminado simétrico apresentou a maior sensibilidade eletromecânica, com Gauge Factor (GF) médio de 247,9, aproximadamente 1,56 vezes superior ao do laminado unidirecional de 16 camadas (GF= 158,8) e 2,63 vezes superior ao do laminado unidirecional de 10 camadas (GF= 94,4). O laminado cruzado apresentou o valor mais baixo (GF= 36,4), correspondendo a uma redução de cerca de 85 % face ao laminado simétrico. Estes resultados confirmam que os laminados unidirecionais apresentam o melhor desempenho mecânico, enquanto os laminados simétricos evidenciam maior sensibilidade piezoresistiva, demonstrando o potencial dos CFRP como materiais multifuncionais self-sensing aplicáveis em sistemas de Structural Health Monitoring (SHM) aeronáuticos.
- Aplicação da Norma IEC 61800-9-2:2023 a Acionamentos Elétricos Avançados de Velocidade VariávelPublication . Kapalandanda, Bartolomeu Júlio Rodrigues; Bento, Fernando José FigueiredoNas últimas décadas, o mundo tem assistido a evoluções tecnológicas significativas que, de forma inegável, contribuíram para a melhoria das condições de vida da humanidade. Este progresso impulsionou a expansão industrial e, com ele, o aumento do consumo de energia elétrica, sobretudo no setor industrial, suscitando diversas discussões em torno da sustentabilidade do atual modelo de desenvolvimento industrial. Estudos indicam que os motores elétricos são responsáveis por uma parcela significativa do consumo de energia elétrica efetuado a nível global. Tal constatação impulsionou o debate sobre estratégias de mitigação de perdas, entre as quais se destacam a utilização de motores elétricos mais eficientes e a adoção generalizada de variadores de velocidade (variable frequency drives - VFDs). A concretização dessas medidas requer não apenas o desenvolvimento de novas tecnologias, mas também a definição de métodos de avaliação de desempenho fiáveis, que assegurem a adoção rápida e segura de novas tecnologias de acionamentos elétricos. Neste contexto, a Comissão Eletrotécnica Internacional (International Electrotechnical Commission - IEC) desenvolveu a norma IEC 61800-9-2:2023, que estabelece métodos de ensaio e sistemas de classificação para estes equipamentos. Contudo, a escassez de informação científica relativa ao comportamento das novas tecnologias de motores elétricos em diferentes perfis de carga e em condições industriais severas levanta dúvidas sobre a fiabilidade da norma na sua avaliação e caracterização. Com o intuito de contribuir para o esclarecimento desta questão, a presente dissertação propõe-se a testar um sistema de acionamento elétrico de velocidade variável, constituído por um motor síncrono de relutância assistido por ímanes permanentes (permanentmagnet-assisted synchronous reluctance motor - PMa-SynRM), modelo Baldor ECTitanium e um conversor de frequência variável Yaskawa A1000, ambos disponíveis comercialmente. Pretende-se, com tais testes, avaliar o grau de adequação da metodologia estabelecida na norma IEC 61800-9-2:2023 quando aplicada a acionamentos elétricos compostos por PMa-SynRM, comparando os resultados obtidos com os adquiridos por estabilização térmica. Desta forma, será possível verificar a efetividade da norma na caracterização de tecnologias de motores elétricos mais recentes.