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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola de Engenharia de São Carlos
 
Engenharia de Materiais
 
Disciplina: SMM0182 - Materiais de Construção Aeronáutica II
Aerospace Materials II

Créditos Aula: 3
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 45 h
Tipo: Semestral
Ativação: 15/07/2024       Desativação:

 
Ementa
Polímeros: estrutura e propriedades dos termoplásticos, termorrígidos e elastômeros.
Cerâmicas: estrutura e propriedades do carbono, vidro e isolantes térmicos. Compósitos: matrizes, reforços, interfaces, estrutura e propriedades. Manufatura, seleção, e aplicações em aeronaves.
 
Polymers: structure and properties of thermoplastics, thermosets, and elastomers.
Ceramics: structure and properties of carbon, glass, and thermal insulators.
Composites: matrices, reinforcements, interfaces, structure and properties. Manufacture, selection, and aerospace applications.
 
 
Objetivos
Ao final do curso o aluno deverá ter adquirido as seguintes competências específicas (C):
C1: Aplicar a inter-relação entre estrutura e processamento de polímeros, cerâmicas e compósitos aeronáuticos visando maximizar o comportamento e desempenho mecânicos desses materiais de aplicação aeronáutica.
C2: Utilizar os conceitos da ciência e engenharia de materiais visando adequar o emprego dos materiais de construção às demandas de operação em serviço.
C3: Selecionar laminados compósitos reforçados por fibras contínuas para aplicações estruturais com base em propriedades mecânicas absolutas e específicas em conformidade ao projeto, confrontando-os às ligas metálicas aeronáuticas.
C4: Identificar os efeitos da microestrutura, processamento, temperatura, umidade, modo e taxa de carregamento nos mecanismos de falha dos materiais.
C5: Criar cenários para ensaios de laboratório que simulem os carregamentos térmico e/ou mecânico experimentados por aeronaves em serviço.
C6: Antever as demandas por pesquisa e desenvolvimento de materiais para aeronaves de nova geração visando superar as limitações dos polímeros, cerâmicas, compósitos e ligas metálicas aeronáuticos
atualmente empregados.

Para alcançar as competências (C) listadas acima, o aluno deverá desenvolver as seguintes habilidades (H):
H1: Identificar, compreender, assimilar e integrar os pontos-chave da disciplina, conectando-os e incorporando-os aos ensinamentos recebidos em disciplinas pregressas.
H2: Sistematizar, aplicar e demonstrar, nas práticas experimentais e nos respectivos relatórios, os conhecimentos teóricos absorvidos em sala de aula.
H3: Trazer à sala de aula, e ao laboratório, relatos de casos de interesse à disciplina, gerando um fórum de discussão à luz do conhecimento
ministrado e adquirido, de modo a desenvolver sua capacidade de resolução de problemas.
H4: Projetar e construir peças de vidro laminado para máximas rigidez, resistência, tenacidade e tolerância a dano em flexão, prever o comportamento e desempenho dele perante seus concorrentes, e, após os ensaios, justificar os acertos e erros das suas previsões com base nos materiais utilizados e na abordagem de adesão empregada.
H5: Desenvolver e aplicar a criatividade e inventividade projetando contextos que simulem as condições que os polímeros, cerâmicas e compósitos aeronáuticos enfrentam em serviço, obtendo e monitorando a
resposta dos materiais em tempo real nas condições impostas em escala de laboratório.
H6: Leitura de revistas técnicas e periódicos científicos que tragam o estado da arte de materiais aeronáuticos avançados.
 
The student must have learned the following specialized competencies (C) by the end of the course:C1: Optimize mechanical behavior and performance by utilizing the relationship between the structure and processing of aeronautical grade polymers, ceramics and composites.
C2: Use materials science and engineering principles to adequate the use of construction materials to the needs of in-service operations.
C3: Select continuous fiber-reinforced composite laminates for structural purposes based on absolute and specific mechanical properties, comparing them to aeronautical metal alloys.
C4: Determine the effects of microstructure, processing, temperature, humidity, loading mode and rate on failure mechanisms.
C5: Create laboratory test scenarios to simulate thermal and/or mechanical loading experienced by in-service aircraft.
C6: Anticipate demand for research and development of materials for next-generation aircraft to exceed the limits of currently used polymers, ceramics, composite, and metal alloys.
 
 
Conteúdo Programático
Parte I: Polímeros. Introdução, categoria e estrutura, formação de cadeias pro mecanismos de adição e pro Polímeros: polimerização, estrutura, grau de polimerização, deformação e cristalização, efeitos da temperatura e taxa de carregamento nas propriedades mecânicas de termoplásticos, termorrígidos e elastômetros, manufatura, limitações de uso, seleção, aplicações em aeronaves, estudos de casos de
acidentes aéreos.
Cerâmicas: estrutura, fragilidade e estatística da fratura, vidro temperado e laminado, carbono e barreiras térmicas, manufatura, limitações de uso, seleção, aplicações em aeronaves, estudo de caso de acidente aéreo.
Compósitos: matrizes, reforços particulado e fibroso, interface e interfase, propriedades mecânicas, manufatura, danos e defeitos, reparos, mecanismos de fortalecimento e tenacificação, limitações de uso, seleção, aplicações em aeronaves, estudo de caso de acidente aéreo, reciclagem.
 
Polymers: polymerization, structure, degree of polymerization, deformation and crystallization, effects of temperature and loading rate on the mechanicalproperties of thermoplastics, thermosets and elastomers, manufacture, use restrictions, selection and applications in aircraft, air crash case studies.
Ceramics: structure, brittleness and fracture statistics, tempered and laminated glass, carbon and thermal barrier coating, fabrication, use restrictions, selection, applications in aviation, air crach case study.
Composites: matrix, particle and fiber reinforcements, interface and interphase, mechanical properties, production, damage and defects, repairs, strengthening and toughening mechanisms, restrictions of use, selection, applications in aviation, air crash case study, recycling.
 
 
Instrumentos e Critérios de Avaliação
     
Método de Avaliação
AVALIAÇÃO:
Aulas expositivas teóricas, aulas quinzenais de laboratório de 2 horas. A disciplina prevê visitas técnicas de forma a complementar a formação do estudante.

ATIVIDADES DISCENTES: Participação em aulas de laboratórios. Elaboração de relatórios. Avaliações periódicas em sala de aula.

MÉTODO:
Cada habilidade (H) será avaliada baseada em metodologias ativas, como seguem:
H1: Responder questão em aula que demande o conteúdo apresentado até o momento, e também requeira conceitos fundamentais de disciplinas anteriores (ex. Aeronaves-SAA0115, Mecânica dos Sólidos I-SET0190,
Mecânica dos Sólidos II-SET0191).
H2: Confeccionar relatórios detalhados e completos das práticas experimentais, contendo capítulos de conceitos teóricos, análise e interpretação dos resultados, e conclusões.
H3: Assistir documentários disponibilizados pelo docente sobre acidentes aeronáuticos e avaliar de modo crítico as análises de causa raiz do evento realizadas pelos investigadores.
H4: Exercer função na equipe/grupo quanto ao detalhamento e transmissão de instruções para os operadores de equipamentos de tratamento térmico e ensaio mecânico relativamente às condições em que eles serão conduzidos, bem como na completa monitoração em tempo real do ensaio, captura de imagens, filmagem, dentre outras atividades relevantes para o aprendizado.
H5: A leitura de revistas e artigos atualizados, e a exposição do assunto pelo estudante aos seus colegas, lhe renderá pontos extras àqueles computados regularmente.
Critério de Avaliação
Média aritmética das notas em provas escritas (peso 75%), somada a média de notas de relatório (peso 20%), somada à média de avaliação periódica em sala de aula (peso 5%).
Norma de Recuperação
Os critérios de avaliação da recuperação devem ser similares aos aplicados durante o semestre regular do oferecimento da disciplina;
1) A nota final (MF) do aluno que realizou provas de recuperação dependerá da média do semestre (MS) e da média das provas de recuperação (MR), como segue:
a) MF=5 se 5 ≤MR ≤ (10 - MS);
b) MF = (MS + MR) / 2 se MR > (10 – MS)
c) MF = MS se MR < 5.
2) O período de recuperação das disciplinas deve se estender do início até um mês antes do final do semestre subsequente ao da reprovação do aluno em primeira avaliação.
OBS: O regime de recuperação descrito acima só poderá ser aplicado se não houver reprovação na parte prática (de laboratório).
 
 
Bibliografia
     
- CALLISTER WD Jr., RETHWISCH DG. Ciência e Engenharia de Materiais - Uma Introdução, Ed. 10, Editora LTC, 2020, ISBN 8521637284,9788521637288. 864 pg.
- ALDERLIESTEN RC. Introduction to Aerospace Structures and Materials, Delft University of Technology Delft, The Netherlands. ISBN PDF: 978-946366-075-4. 268 pg. https://textbooks.open.tudelft.nl/textbooks/catalog/book/15
 
Docente(s) Responsável(eis)
981537 - José Ricardo Tarpani

 
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