Comparação do Comportamento à Flexão com Restrições à Deflexão de Placas de Compósitos de Matriz Polimérica Epoxídica em Função do Tipo de Fibra de Reforço
Comparison of the Bending Behavior with Restrained Deflection of Epoxy Matrix Composite Plates as a Function of the Reinforcement Fiber
Morais, Willy Ank de; D'Almeida, José R. M.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282003000300008
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.13, n3, p.181-187, 2003
Resumo
Placas finas de compósitos de matriz polimérica epoxídica reforçada por fibras de vidro, carbono ou aramida, bem como placas de um compósito híbrido vidro-aramida, foram submetidas a ensaios de flexão. As condições de fixação dos corpos de prova foram tais que os ensaios foram realizados com deflexão restrita. Os resultados experimentais para a deflexão máxima dos compósitos puderam ser qualitativamente previstos usando-se o método de balanço de energia de Ritz. Os compósitos reforçados por fibras de carbono apresentaram os maiores valores de energia de iniciação e de força máxima, o que foi atribuído às altas propriedades intrínsecas das fibras. As propriedades específicas do compósito híbrido foram superiores às dos compósitos apenas com fibras de vidro ou fibras aramidas. Este efeito sinergístico indicou um projeto adequado na fabricação deste compósito. O modo de falha macroscópico de todos os compósitos foi semelhante. Na face frontal, a interação compósito – punção seguiu o comportamento previsto pela Lei de Hertz. Na face posterior, houve preferencialmente delaminação.
Palavras-chave
Compósitos de matriz polimérica epoxídica, flexão de placas, matriz de rigidez
Abstract
Thin plates of epoxy resin matrix composites reinforced with glass, carbon and aramid fibers, as well as a plate from a hybrid glass-aramid composite, were submitted to flexure tests. The specimens were fixed in order to conduct the tests under restricted conditions of deflection. The experimental results of the maximum deflection agreed qualitatively with the Ritz method of energy balance. Carbon-fiber reinforced composites showed the highest values for the initiation energy and for the maximum force. Both results were attributed to the high intrinsic properties of carbon fibers. The specific properties of the hybrid composite were better than those of the glass or aramid reinforced composites. This synergistic effect is indicative of a properly designed hybrid composite. The macroscopic failure mode of all composites was similar. At the front face the interaction between the composite and the indenter followed the behavior of Hertz Law. At the rear face, delamination occurred preferentially.
Keywords
Epoxy matrix composites, bending of plates, stiffness matrix
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