Influência do Condicionamento Ambiental na Resistência à Tração de Compósitos de Carbono/Epóxi Reparados
Influence of the Hygrothermal Conditioning on the Tensile Strength of Repaired Carbon/Epoxy Composites
Rezende, Mirabel C.; Cândido, Geraldo M.; Mayer, Sérgio
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282003000300004
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.13, n3, p.147-153, 2003
Resumo
Com o contínuo crescimento do 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 do tecido de carbono/epóxi. Os laminados de carbono/epóxi, sem e com reparos, foram submetidos ao condicionamento ambiental em duas condições diferentes (ambiente: 23 ± 5 °C e 50 ± 5% de umidade relativa e úmida: 65 ± 5 °C 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 (82 °C). 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).
Palavras-chave
Compósitos poliméricos, reparo, laminados, danos
Abstract
The increasing use of structural polymer composites in the aeronautical industry has required the development of repairing techniques of damages found in different types of laminates. The most popular procedure to investigate the repairing of laminate composite has been to repair simulated damages in laminated composite specimens. This work shows the structural repair technique, of scarf type, of a typical carbon/epoxy laminate used in the aeronautical industry, using carbon/epoxy fabric. The carbon/epoxy laminates, with and without repairs, were subjected to two hygrothermal conditions (ambient: 23 ± 5 °C and 50 ± 5% of relative humidity, and wet: 65 ± 5 °C and 95 ± 5% of relative humidity). The repairs were made by using four different overlaps of the carbon fabric plies (9.0; 12.7; 15.0 and 20.0 mm). All repaired families were subjected to tensile tests performed at room and elevated (82 °C) temperatures. The highest tensile strength values were obtained with laminates repaired by the 15.0 and 20.0 mm overlaps, recovering 80.7 and 84.0% of the strength respectively, in relation to the laminate without repair. The conditioning under elevated humidity and temperature decreased the tensile strength up to 90% of the repaired laminates, favoring the adhesive failure by debonding between the base laminate and the repair.
Keywords
Polymer composites, repair, laminates, damages
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