A equipe de pesquisa (liderada pelo professor Yukihiro Matsumoto) formada pelo Departamento de Arquitetura e Engenharia Civil da Universidade de Tecnologia de Toyohashi e Instituto de Pesquisa Interdisciplinar Inspirado em Eletrônica (EIIRIS) propôs e demonstrou um método para melhorar o comportamento dinâmico de conexões aparafusadas usando fibra de vidro Materiais de polímero reforçado (GFRP).
Como os materiais de GFRP pultrudados usados ​​em aplicações de construção têm direções de fibra reforçadas alinhadas ao longo do eixo do eixo do membro, as conexões aparafusadas são frágeis e em desvantagem no projeto. A equipe de pesquisa demonstrou que um aumento notável na resistência do rolamento pode ser obtido colando uma placa fina de GFRP, que usa um material de base multiaxial moldado por moldagem de transferência de resina assistida a vácuo, que permite uma moldagem de alta qualidade, na conexão parafusada. A equipe de pesquisa também demonstrou que esse método pode melhorar o comportamento de fratura frágil das conexões articulares. Os resultados deste estudo permitirão que sejam projetadas estruturas de construção mais seguras, mais seguras e mais leves com vida útil mais longa.

Devido ao seu baixo peso e alta resistência, as aplicações do Polímero Reforçado com Fibra (PRF) estão aumentando, como seu uso na reparação e reforço de edifícios existentes, passarelas e comportas e espera-se que sejam utilizados em reparos emergenciais de estruturas e a estrutura dos edifícios no futuro. O método de pultrusão, um dos métodos para a produção de membros FRP, pode produzir membros longos com produtividade ultra-alta. É um método de moldagem comumente usado para membros arquitetônicos de FRP. No entanto, como o método de pultrusão geralmente coloca muitas fibras reforçadas, que garantem a resistência e rigidez dos materiais FRP, na direção da pultrusão (ao longo do eixo longitudinal do membro), é conhecido por apresentar danos locais e fraturas frágeis em torno dos orifícios dos parafusos. quando as conexões são feitas com parafusos, etc. Portanto, deve-se tomar cuidado com relação a esse comportamento de fratura.

Por isso, a equipe de pesquisa realizou pesquisas para minimizar o aumento de peso e custos de produção e melhorar o comportamento dinâmico das conexões aparafusadas por meio da moldagem por transferência de resina assistida a vácuo, que é usada para fazer peças de navios e pás de turbinas eólicas feitas de FRP e colando uma placa de GFRP com vários milímetros de espessura e com várias direções de fibra.

Ao reforçar as áreas necessárias apenas com a quantidade necessária de GFRP, eles demonstraram em seus experimentos que a resistência da conexão do polímero reforçado com fibra pode ser aumentada significativamente sem perder a produtividade ou as propriedades de peso leve do FRP. Além disso, com base nos resultados experimentais e nas fórmulas de projeto existentes, a equipe de pesquisa também propôs uma fórmula de projeto para quando o método de reforço de conexão proposto é usado e forneceu dados com sucesso que podem ser aplicados no projeto.

O líder da equipe de pesquisa, professor Yukihiro Matsumoto, diz que "como o nome sugere, o polímero reforçado com fibra é um material que exige o bom uso das fibras. Chegamos a essa ideia observando os comportamentos de fratura das conexões através de experimentos anteriores e coletando informações sobre vários métodos de moldagem de FRP. Embora seja simples, o que precisávamos era apenas colar uma placa fina na conexão. Estou surpreso que bons efeitos foram observados considerando cuidadosamente a direção da fibra. Acho que os resultados úteis e de uso geral foram obtidos devido ao entusiasmo dos alunos de doutorado na determinação de variáveis ​​experimentais e no desenvolvimento de um plano de experimento."

Daqui para frente, a equipe de pesquisa demonstrará a eficácia do método de conexão proposto por meio de experimentos de conexão assumindo estruturas de construção, bem como experimentos e análises de espécimes em escala real e promoverá o desenvolvimento dessas conexões reforçadas, visando sua aplicação como método de reforço para estruturas de FRP existentes.

A pesquisa foi publicada em Polymer Composites e Polímeros . + Explorar mais

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