Efeito do condicionamento ambiental em compósitos soldados de PPS/fibras contínuas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

A utilização de matrizes termoplásticas de elevado desempenho tem evoluído progressivamente como uma alternativa para aplicações aeronáuticas, dentre estas destaca-se o PPS (polisulfeto de fenileno). Durante sua vida útil, as aeronaves são expostas a uma grande variedade de condições ambientais que, associadas aos diversos tipos de carregamentos, encontram-se sujeitas a diversos tipos de tensões mecânicas. Dentre os processos disponíveis de união de peças a soldagem por resistência elétrica para compósitos vem sendo considerada, consistindo este processo na atuação de uma corrente elétrica entre as partes a serem unidas gerando o calor necessário para que ocorra a fusão da matriz. Desta forma, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da temperatura, umidade e salinidade na resistência ao cisalhamento e no comportamento dinâmico mecânico do compósito PPS/fibras contínuas soldado pelo método de resistência elétrica. Com esta finalidade, placas de PPS reforçadas com camadas de tecidos de fibras de carbono e de vidro (compósito híbrido) foram soldadas pelo método de resistência elétrica. Os materiais, soldado e não soldado, foram caracterizados pelas técnicas de microscopia óptica, ultrassom, TGA (termogravimetria) e TMA (análise termomecânica). Após a realização desta caracterização inicial, os materiais soldados foram condicionados em ambiente higrotérmico, rico em névoa salina e em câmara de choque térmico e, posteriormente, foram ensaiados pelos métodos de cisalhamento ILSS e Iosipescu além de análise térmica por DMA (análise dinâmico-mecânica). De acordo com os resultados obtidos, todos os condicionamentos utilizados alteraram as propriedades de cisalhamento e temperatura de transição vítrea do material soldado

The thermoplastic matrixes applications are continually increasing as an alternative for aeronautical applications. Among them, the PPS (polyphenilene sulphate) presents a linear structure and high crystallinity (60-65%). During lifetime, airplanes are exposed to a large variety of environmental conditions, which, associated to many kinds of loadings, make them susceptible to many mechanical tensions. One of the junction processes, the resistance welding consists in the actuation of an electric current between the parts to be jointed, creating heat until the matrix starts to soften/merge. The objective of this work is to evaluate the effect of temperature, moisture and salinity on the shear mechanical and dynamic mechanical properties of the carbon fiber/PPS composite, welded with the electric resistance method. Therefore, hybrid carbon PPS plates were welded to glass PPS with the electric resistance method. The welded and non-welded materials were characterized by microscopy, ultra-sound, TGA and TMA. Then, the welded materials were conditioned in hygrothermal environment, saline fog and thermal shock. The conditioning samples are tested by the ILSS and Iosipescu shear method, and DMA thermal analysis. According to the results, the conditioning has altered the shear and vitreous transition properties of the welded materials