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Quando em atividade, materiais compósitos utilizados na indústria náutica são sujeitados a cargas ou forças aplicadas, por exemplo, peças de embarcações de recreio como cascos, lemes, mastros, decks, plataformas, entre outros. Diante dessas situações, faz-se necessário o conhecimento das características do material de interesse, de modo a prevenir falhas e níveis de deformação inaceitáveis. Através de experimentos em laboratório, baseados em normas da ASTM, respostas do comportamento mecânico de materiais são obtidas. Em virtude de possíveis imprecisões nos resultados de testes de tração em compósitos, por consequência do pré tensionamento das fibras contínuas, o presente trabalho teve como objetivo analisar e comparar resultados das propriedades mecânicas provenientes do ensaio de tração, estabelecido pela norma ASTM D 3039, e do ensaio de flexão, embasado na norma ASTM D 6272-17, em amostras produzidas em compósitos de fibra de vidro na forma de manta e de tecido em matriz de poliéster, que definem reforços correntemente empregados no setor de construção náutica. Também, foram testadas em tração, com e sem uso de abas, espécimes com reforço em tecido, pois a utilização de abas pode influenciar nas respostas obtidas, gerando resultados possivelmente mais precisos. Ensaios de vibração foram efetuados em todas as amostras, embasados na norma ASTM E 1876-01, com o intuito de obter resultados de propriedades mecânicas para posterior comparação com os outros métodos de teste. Uma análise micromecânica foi feita em ambos os laminados, para obter propriedades mecânicas e, da mesma forma, comparar seus resultados com os experimentos práticos. Corpos de prova de compósitos, fibra de vidro, na configuração de tecido e de manta, em matriz de poliéster, foram fabricados por intermédio do processo de laminação manual; posteriormente foram executados em laboratório os testes de vibração, tração e de flexão. Os cálculos da micromecânica foram feitos manualmente e baseados na Lei das Misturas. Dessa forma, elaborou-se cálculos estatísticos para análise e comparação das respostas de todos os testes e da micromecânica. Os CPs submetidos ao ensaio de flexão não chegaram a romper, portanto só foi possível obter respostas de módulo de elasticidade, assim como no ensaio de vibração, o que já era previsto. Dessa forma, os três testes práticos resultaram em módulos de elasticidade muito próximos, já as respostas da micromecânica se diferenciaram dos demais pelo possível fato do parâmetro de entrada ter sido diferente do real. Através do ensaio de tração e da micromecânica alcançaram-se valores das tensões de ruptura e, quando comparados, apresentaram grande semelhança. O uso de abas nos testes de tração não apresentou diferenças significativas dos testados sem uso, não sendo possível comprovar por esse método a imprecisão dos resultados nos testes de tração. Em todos os experimentos, assim como nos cálculos da micromecânica, as amostras com reforço em manta exibiram menores resultados das em tecido, como já era esperado, pois a manta não é um reforço resistente por apresentar fios descontínuos. Após a realização dos ensaios de tração, tanto os espécimes de tecido quanto os de manta, romperam em regiões muito próximas às garras da máquina, podendo gerar imprecisões nos resultados alcançados. Portanto, foi elaborada uma análise em elementos finitos do modo de falha em tração de uma peça modelada com geometrias de acordo com a norma ASTM D 3039, para caracterizar e justificar o modo de falha em tração, onde foi analisado que um espécime com maiores áreas nas extremidades evitaria concentração de tensão nessa região, fazendo com que ele se rompa em uma área mais próxima ao centro e consequentemente gerando respostas mais precisas. |
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