Resposta ao impacto longitudinal e transversal de laminados de vidro/epóxi

Palavras-chave: Materiais compósitos,Laminados,Condições higrotérmicas,Ensaio de tracção

A presente Dissertação de Mestrado tem como objetivo analisar o comportamento dos materiais compósitos na resposta ao impacto transversal e longitudinal e também à solicitação de tração, de compósitos laminados de fibra de vidro/epóxi. O presente estudo, segue a sequência do que já foi estudado por diversos autores, salientando que na análise do comportamento dos laminados no que se refere ao impacto, foi realizado um ensaio até então pouco utilizado e ainda não reportado na literatura, ensaio de impacto longitudinal (Tensile impact), com o qual se pretende avaliar a resistência ao impacto longitudinal destes materiais. No presente trabalho estudou-se o comportamento de laminados com três sequências de empilhamento na resposta aos impactos transversal e longitudinal, assim como à solicitação de tração. É ainda de referenciar que nesta dissertação foi realizado o estudo da degradação dos provetes em diferentes condições higrotérmicas durante vários períodos de imersão, e também da resposta dos laminados após pré-dano com diversos carregamentos, de modo a se entender a influência destas diferentes condições na integridade estrutural dos laminados após a realização dos ensaios de impacto e de tração neste tipo de materiais. O estudo do pré-dano foi realizado através de ensaios de tração, para determinados níveis de carga, os quais provocam um determinado tipo de dano nos provetes. Dos resultados obtidos foi possível concluir que a sequência de empilhamento tem grande influência na resposta aos impactos e à tração dos laminados em questão. No caso do impacto transversal verificou-se que nos laminados [0,90]8 e [02,902]2s os valores observados diferem em apenas 3%, já no laminado [02,452,-452,902]s observou-se o valor mais baixo, aproximadamente 28%, comparando com o laminado [02,902]2s que apresenta a melhor resistência. Na resistência ao impacto longitudinal, o laminado [0,90]8 apresentou o melhor desempenho, seguindo-se o laminado [02,902]2s com uma diferença próxima dos 12% e onde o pior caso foi observado para o laminado [02,452,-452,902]s. Para a resistência à tração verificou-se um comportamento muito semelhante ao observado para a resistência ao impacto longitudinal. Concluiu-se também que os aumentos da temperatura e tempo de imersão afetam significativamente a integridade estrutural dos laminados em análise. De facto quanto maior a temperatura e o tempo de imersão, menor é a capacidade dos laminados responderem às solicitações exteriores. Na resistência ao impacto transversal, comparativamente aos valores obtidos no controlo, verificou-se uma diminuição para 60 dias a 3ºC e para 60 dias a 80ºC, respetivamente, cerca de 18% e 37%. Comparativamente aos valores de controlo na resistência ao impacto longitudinal, observou-se um decréscimo para os 40 dias a 3ºC, 40ºC e 80ºC, de respetivamente 28%, 43% e 64%. No caso da resistência à tração para os 60 dias a 3ºC e 80ºC, visualizou-se uma descida dos valores de resistência de respetivamente 11% e 28%, em comparação ao controlo, e para 40 dias a 40ºC um valor inferior próximo dos 16%. Por outro lado, a presença do pré-dano também afeta a integridade estrutural do compósito, sendo que quanto maior o valor de pré-dano induzido, maior o decréscimo dos valores das propriedades em estudo, verificando-se neste caso uma descida da resistência ao impacto longitudinal para 20%, 40% e 80% de pré-tensão, de aproximadamente 22%, 31% e 53%, respetivamente, face ao provetes de controlo.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias