Resumo: Laminados compósitos com matrizes poliméricas, respectivamente termorrígida e termoplástica, fortalecidas com fibras contínuas de carbono foram submetidos a impacto único transversal com diferentes níveis de energia. Os danos impingidos aos materiais estruturais foram avaliados por termografia ativa infravermelha na modalidade transmissão. Em geral, os termogramas do laminado termoplástico apresentaram indicações mais claras e bem definidas dos danos causados por impacto, se comparados aos do compósito termorrígido. O aquecimento convectivo das amostras por fluxo controlado de ar quente se mostrou mais eficaz que o realizado por irradiação, empregando-se lâmpada de filamento. Observouse também que tempos mais longos de aquecimento favoreceram a visualização dos danos. O posicionamento da face impactada do espécime, relativamente à câmera infravermelha e à fonte de calor, não afetou a qualidade dos termogramas no caso do laminado termorrígido, enquanto que influenciou significativamente os termogramas do compósito termoplástico. Os resultados permitiram concluir que a termografia infravermelha é um método de ensaio não-destrutivo simples, robusto e confiável para a detecção de danos por impacto tão leve quanto 5 J em laminados compósitos poliméricos reforçados com fibras de carbono. Palavras-chave: Danos por impacto, laminados compósitos poliméricos, termografia infravermelha. Thermographic Inspection of Impact Damage in Carbon Fiber-Reinforcing Polymer Matrix LaminatesAbstract: Continuous carbon fiber reinforced thermoset and thermoplastic composite laminates were exposed to single transversal impact with different energy levels. The damages impinged to the structural materials were evaluated by active infrared thermography in the transmission mode. In general, the thermoplastic laminate thermograms showed clearer damage indications than those from the thermosetting composite. The convective heating of the samples by controlled hot air flow was more efficient than via irradiation using a filament lamp. It was also observed that longer heating times improved the damage visualization. The positioning of the specimen's impacted face regarding the infrared camera and the heating source did not affect the thermo-imaging of thermosetting specimens, whereas it substantially influenced the thermograms of thermoplastic laminates. The results obtained allow concluding that infrared thermography is a simple, robust and trustworthy methodology for detecting impact damages as slight as 5 J in carbon fiber composite laminates.
A energia absorvida pelo laminado metal/fibra Glare durante impactos repetidos de baixa energia aplicados segundo três diferentes sequências de carregamento dinâmico foi determinada através de um aparato Laser-Doppler. Os resultados indicaram que a energia absorvida (E a ) foi cerca de 40% da energia total disponibilizada (E t = 6 Joules), independentemente da sequência de impactos empregada. As propriedades mecânicas residuais do laminado em condições de flexão monotônica sob três pontos, assim como os danos visualmente detectáveis criados por impacto no material, também não revelaram efeitos significativos da história de cargas dinâmicas experimentada pelo laminado híbrido. Palavras-chave:Laminado metal/fibra, impacto repetido, tolerância a danos. Damage characterization and residual resistance of fiber/metal laminate after low energy repeated impact ABSTRACTThe energy absorbed by the fiber/metal laminate Glare during low-energy repeated impact events according to three different dynamic loading sequences has been determined using a Laser-Doppler apparatus. The results indicated that the absorbed energy (E a ) was approximately 40% of the total available energy (E t = 6 Joules) regardless of the impact sequence applied. The residual mechanical properties of the laminate under three-point flexural conditions, as well as the visually detectable damage created by impact on the material, did not show any significant effect of the dynamic loading sequence withstood by the hybrid laminate.Keywords: Damage tolerance, fiber/metal laminate, repeated impact. INTRODUÇÃOGlare (Glass-Reinforced Aluminum Laminate) é o laminado híbrido da classe dos metal/fibra (LMF) mais conhecido e empregado na indústria aeronáutica. Ele combina as atrativas características dos metais, como, por exemplo, boa resistência ao impacto e ótima conformabilidade, com as melhores propriedades dos materiais compósitos fortalecidos com fibras contínuas, como elevada resistência à fadiga associada a um baixo peso [1,2].O emprego de Glare em componentes aeronáuticos externos, tais como fuselagens e bordos de ataque, assim como internos, tais como soalhos e revestimentos, requer o conhecimento de seu desempenho sob condições de carregamento sob impactos repetidos de baixa energia, aos quais se expõem aquelas partes do veículo em condições normais de operação e serviço. Por exemplo, é bem conhecida a questão dos fragmentos da pista lançados contra a superfície externa da aeronave pelo atrito dos pneus com o solo durante pousos e decolagens [3,4]. A questão do contato repetido de saltos agudos de sapato contra o soalho de aeronaves, a despeito da proteção exercida pelo carpete que geralmente o recobre, é também preocupante, visto que, em algumas aeronaves, este componente é considerado primário, ou seja, de extrema responsabilidade, já que, assim como a fuselagem e as paredes de pressão, ele suporta a pressurização interna do veículo [5]. Apenas como exemplo, uma mulher pesando 65 kg e andando de salto alto exerce uma
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