Influência do condicionamento ambiental na resistência à tração de compósitos de carbono/epóxi reparados

Abstract

Com o contínuo crescimento de uso de compósitos poliméricos estruturais na produção industrial de peças aeronáuticas, torna-se imperativo desenvolver técnicas de reparos de danos aplicáveis aos diversos tipos de laminados. O procedimento normalmente utilizado para definir o reparo de compósitos laminados, envolve a simulação do dano em corpos-de-prova representativos dos componentes. Este trabalho apresenta a técnica de reparo estrutural, tipo chanfro, de laminados de carbono/epóxi de aplicação aeronáutica, pelo uso de tecido de carbono/epóxi. Os laminados de carbono/epóxi, sem e com reparos, foram submetidos ao condicionamento ambiental em duas condições diferentes (ambiente: 23 ± 5ºC e 50 ± 5 % de umidade relativa e úmida: 65 ± 5ºC e 95 ± 5 % de umidade relativa), e os reparos foram realizados com quatro diferentes sobreposições das camadas de tecido de carbono (9,0; 12,7; 15,0 e 20,0 mm). Todas as famílias de reparo foram submetidas ao carregamento em tração em temperaturas ambiente e elevada (82ºC). Os melhores resultados da propriedade mecânica dos laminados reparados foram obtidos com as sobreposições de 15,0 e 20,0 mm, recompondo a resistência em 80,7 e 84,0%, respectivamente, em relação ao laminado sem reparo. O condicionamento com umidade e temperatura elevadas diminuiu a resistência em tração em até 90% dos laminados reparados, favorecendo a falha por descolamento entre o laminado base e o reparo (falha no adesivo).

Mechanical and morphological characterizations of carbon fiber fabric reinforced epoxy composites used in aeronautical field

“…Tensile tests can be used to verify specifications, quality assurance of project and failure mode analysis 4,9 . In polymeric composites characterization, the tensile tests are used for research and development and additionally to verify both strength and modulus to support the project of components, as shown in the literature for an epoxy composite 10 . This article presents experimental results of flexural, interlaminar shear, compressive and tensile strengths of four different manufac-tured laminates based on F584 and 8552 epoxy resin systems impregnated carbon fiber.…”

Estudo das propriedades morfológicas, térmicas e mecânicas do compósito particulado de alumínio e polietileno de baixa densidade reciclados

“…A partir dos resultados disponíveis na Tabela 05 deve-se salientar que o compósito que sofre menor deformação é também o que apresentou maior degradação (Condicionamento UV), uma vez que o material apresenta um comportamento mais próximo ao frágil conforme é maior a quantidade de macro cadeias poliméricas rompidas durante o condicionamento por radiação UV. De acordo com as considerações encontradas na literatura de CÂNDIDO [25], COSTA [26] e MAYER [27], a umidade absorvida nos compó-sitos de matriz polimérica pode reduzir a resistência mecânica e a rigidez do laminado, decorrentes do efeito da plasticização da matriz com o enfraquecimento da interface fase dispersa/matriz. Essas reduções nas propriedades mecânicas são particularmente significativas em temperaturas elevadas.…”

“…Assim, a presença de umidade no compósito pode causar mudanças significativas nas características físico-químicas da matriz. Em um compósito estrutural decréscimos no módulo de elasticidade e redução na temperatura de transição vítrea são evidências do mecanismo de plasticização da matriz [25,26,27]. Nesse caso, quando se deseja utilizar as propriedades do material por um longo período de tempo torna-se necessário considerar a ação desse mecanismo de degradação da matriz polimérica.…”

Análise do efeito higrotérmico no comportamento em fadiga de compósitos de PPS/fibras de carbono

“…Em relação ao desempenho mecânico da matriz PPS destacam-se: elevado módulo de flexão; elevados valores de resistências à fluência e à tração e elevada resiliência. Esta matriz polimérica também apresenta baixa absorção de umidade (de 0,01 a 0,05%) quando comparada a outras matrizes atualmente utilizadas no setor aeroespacial [7][8][9][10] . À medida que o desenvolvimento tecnológico foi incorporando novos componentes e equipamentos, como nas indústrias automobilística e aeroespacial, submetidos continuamente a esforços dinâmicos e vibrações, o fenômeno de fadiga passou a representar a causa de mais de 90% das falhas em serviço.…”