Descontinuidade na seção transversal em laminados compósitos poliméricos: efeitos e propriedades

The growing demand in the use of composite materials necessitates a better understanding its behavior to many conditions of loading and service, as well as under several ways of connections involved in mechanisms of structural projects. It is know that most of the structural elements are designed with presence of geometric discontinuities (holes, notches, etc) in their longitudinal sections and / or transversals, and that these discontinuities affect the mechanical response of these elements. This work has aims to analyze a study of the mechanical response, when in the presence geometric discontinuity, of polymer matrix composite laminates (orthophthalic polyester) to the uniaxial tensile test. The geometric discontinuity is characterized by the presence of a center hole in the transversal section of the composite. In this study, different kinds of stacking sequences are tested, with and without the presence of the hole, so as to provide better understanding of the mechanical properties. This sense, two laminates were studied: the first is only reinforced by with seven layers short mats of fiberglass-E (CM) and the second where the reinforcement of fiberglass-E comes in the form of bidirectional fabric (CT), with only four layers. The laminate CT has the presence of anisotropy (sense of continuous fibers with respect to the applied load) as the main parameter influencing its mechanical behavior, behavior this, not observed for the CM. In addition to the mechanical properties was also studied the fracture characteristics developed in each composite laminated. The results also showed that the presence of the hole in the transversal section decreased the ultimate strength of laminates and changed the final characteristic of fracture in all kinds of composite laminated studied

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

A crescente demanda na utilização de materiais compósitos torna imprescindível uma melhor compreensão do seu comportamento frente às mais diversas condições de carga e serviço, bem como sob as variadas formas de conexões (fixações) envolvendo mecanismos nos projetos estruturais. Sabe-se que a maioria dos elementos estruturais é projetada com presença de descontinuidades geométricas (furos, entalhes, ranhuras, etc) em suas seções longitudinais e/ou transversais, e que essas descontinuidades alteram a resposta mecânica desses elementos. Este trabalho tem como objetivo analisar um estudo da resposta mecânica, quando em presença de descontinuidade geométrica, de laminados compósitos de matriz polimérica/fibras de vidro frente ao ensaio de tração uniaxial. A descontinuidade geométrica é caracterizada pela presença de um furo concêntrico na seção transversal do compósito. Nesse estudo, diferentes tipos de configurações são testados, com e sem a presença do furo, de forma a proporcionar melhor entendimento das propriedades mecânicas. Neste sentido, dois laminados compósitos poliméricos foram estudados: o primeiro é unicamente reforçado com sete camadas de mantas de fibras curtas de vidro-E (CM) e o segundo onde o reforço de fibras de vidro-E vem na forma de tecido bidirecional (CT), com apenas quatro camadas. O laminado CT tem a presença da anisotropia (sentido das fibras contínuas com relação à carga aplicada) como principal parâmetro influenciando no comportamento mecânico do mesmo, comportamento este, não observado para o CM. Além das propriedades mecânicas, também foi estudado as características da fratura desenvolvidas em cada laminado compósito. Os resultados mostraram que, em um estudo comparativo, a presença do furo concêntrico na seção transversal diminuiu a resistência última dos laminados e alterou a característica final da fratura em todos os tipos de laminados compósitos estudados