Análise de critérios de falha em lâmina reforçada com tecido híbrido de fibra de vidro e carbono

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Campos, Virginia Bezerra Oliveira
• Orientador(a): Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Compósitos híbridos; Tração ±45°; Iosipescu; Critérios de falhas; Representatividade
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24556

A constante busca de materiais mais eficientes e com alto desempenho mecânico, contribue efetivamente para a crescente demanda na utilização de compósitos híbridos. O processo de hibridização pode propiciar melhoria significativa na combinação global de propriedades, possibilitando assim aplicações específicas em elementos estruturais que requerem excelência em suas propriedades mecânicas e baixa massa específica. Atrelado à gradativa utilização destes materiais, estudos que incidem nas previsões de falha e, consequentemente, análises das cargas máximas que estes materiais podem suportar tornam-se essenciais para garantia da confiabilidade quanto a sua aplicação. Neste sentido, a presente pesquisa buscou analisar o comportamento mecânico de uma lâmina constituída à base de tecido híbrido bidirecional (vidro/carbono) e resina epóxi éster-vinílica. Bem como, avaliar a representatividade de critérios de falhas desenvolvidos para compósitos unidirecionais quando aplicados em compósito híbrido de natureza bidirecional. A lâmina estudada foi caracterizada mecanicamente com base nos resultados obtidos pelos ensaios de tração e cisalhamento realizados em amostras com fibras de carbono orientadas a 0°, 30°, 45°, 60° e 90°. Observou-se a partir destes ensaios que materiais com fibras em ângulos fora do eixo (off-axis) de aplicação de carga apresentam resistência menor, embora apresentem maiores alongamentos, quando comparados a amostras com fibras alinhadas na direção principal do carregamento. Os dados experimentais referentes às propriedades cisalhantes, normatizados pela ASTM D3518M-13 (ensaio de cisalhamento por tração ±45°) e ASTM D5379-12 (ensaio de Iosipescu), apresentaram diferenças significativas para a resistência ao cisalhamento e similaridade nos valores do módulo de cisalhamento. O ensaio de tração ±45°, conforme análise macromecânica, mostrou-se como o mais adequado para compósito com características similares ao analisado. Ao inserir os dados dos ensaios nas equações teóricas que definem os critérios de falhas da Máxima Tensão, Tsai-Hill, Tsai-Wu e Hashin e, analisá-los estatisticamente, contatou-se que estas teorias de falhas descrevem satisfatoriamente o comportamento experimental da lâmina, e, portanto, podem ser utilizados para predizer a resistência mecânica em compósitos como o avaliado, embora se tenha observado índices de representatividade maiores quando se utiliza o ensaio de cisalhamento por tração ±45°.