O presente trabalho diz respeito à investigação do comportamento mecânico de materiais compósitos reforçados com fibras curtas e partículas. É apresentado um modelo simples com o intuito de prever a resistência à ruptura desta classe de materiais compósitos. O modelo consiste na modificação da Lei da Mistura, com a introdução de um termo referente à fase partícula presente no compósito. É introduzido e investigado um fator de correção (gama) nesse termo, para ajustar a magnitude de contribuição efetiva da fase partícula para a resistência do compósito. É desenvolvido, ainda, um equacionamento simplificado para correção do fator beta - de alinhamento de fibras - presente na equação da Lei das Misturas, que é preciso ser feita por causa do alinhamento preferencial das fibras que ocorre durante a etapa de compactação do material durante o processamento. Foram produzidos três materiais compósitos diferentes entre si, empregando as mesmas matérias-primas. Os materiais foram ensaiados pelo método de flexão a três pontos, a fim de determinar suas propriedades mecânicas. A comparação entre as propriedades mecânicas obtidas experimentalmente e as propriedades previstas através do modelo indicam boa concordância do modelo com o comportamento real dos materiais compósitos reforçados com fibras curtas e partículas.
This work presents the investigation of the mechanical behavior of composite materials
strengthened with short fibers and particles. A simple model is presented, with the purpose of
predicting the fracture strength of this class of composite material. The model consists of the
modification of the rule of mixtures, by the introduction of a correction factor, which corresponds to
the adhesion of the resin to the fiber and the particles. The experiments were performed on three
different composite materials having the same raw material but different mixture ratios. The
composite materials produced were tested by the three-point flexural method, according to ASTM
standard, in order to determine their mechanical properties. The comparison between theoretical and
experimental results were also performed and found to be in reasonable agreement. Other relevant
parameters will also be discussed.
Este trabalho foi realizado com objetivo de caracterizar materiais de fricção atualmente utilizados em veículos pesados para linha de montagem e reposição. Cinco materiais de fricção foram analisados através de testes mecânicos realizados com base na norma ASTM D5045-99 (Reapproved 2007) – Plane Strain Fracture Toughness and Strain Energy Release Rate of plastic Materials. Os resultados de KIC dos cinco materiais foram da ordem de 1 MPa.m1/2, corroborando com o esperado para materiais de matriz fenólica. Adicionalmente, os resultados de KIC são representativos da fragilidade dos materiais de fricção. A análise estatística foi realizada utilizando a metodologia de Weibull, permitindo estabelecer probabilidades de ocorrência de KIC menor do que um valor aleatoriamente escolhido. Dessa forma, do ponto de vista de projeto é possível estabelecer critérios de falha, evitando o investimento de recursos em protótipos que venham a falhar em campo.
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