Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/0104-1428.1926
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Estudo de propriedades dinâmico-mecânicas de um compósito aeronáutico de CFRP com fios de ligas com memória de forma embebidos

Dynamic-mechanical properties study of an aeronautical CFRP composite with embedded shape memory alloy wires

Vilar, Zoroastro Torres; Araujo, Carlos José de; Santos, Abdias Gomes dos

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Resumo

Este trabalho trata-se de um estudo experimental do comportamento de propriedades termomecânicas de um compósito ativo, obtido através da introdução de diferentes frações volumétricas de fios de uma liga NiTi com efeito de memoria de forma em uma matriz polimérica reforçada com fibras de carbono (CFRP). Para tal estudo, inicialmente fez-se uma análise do módulo elástico de um pré preg de CFRP aeronáutico com diferentes posições de ângulo de fibras de carbono, a fim de determinar a matriz mais adequada para a introdução de fios de NiTi para obter compósito ativo. Verificou-se que a matriz com fibras alinhadas a 15º apresenta-se como uma boa opção para a obtenção de compósitos ativos, sendo utilizada para a fabricação de amostras de CFRP/NiTi. As amostras tiveram seu potencial de ativação avaliado através da análise da variação do módulo de elasticidade com o aumento da temperatura usando a técnica de Análise Dinâmico-Mecânica (DMA). Através dos resultados obtidos, verificou-se a capacidade de ativação dos compósitos CFRP/NiTi, os quais apresentam variação positiva de módulo de elasticidade ao serem aquecidos acima da temperatura de transformação dos fios NiTi.

Palavras-chave

compósitos ativos, CFRP, ligas com efeito de memoria de forma, análise dinâmico-mecânica.

Abstract

This paper is in an experimental study of the thermomechanical properties behavior of an active composite obtained by introducing different volumetric fractions of NiTi shape memory alloy wires into a reinforced carbon fiber polymer (CFRP) matrix. For this study, an initial analysis of an aeronautic CFRP pre-preg with different angle positions of carbon fibers was performed verifying the elastic modulus in order to determinate the more adequate matrix for introducing NiTi SMA wires to obtain active composites. It was found that the CFRP aligned with the carbon fibers at 15º presents with a good choice for obtaining active composite, being used to manufacture CFRP/NiTi samples. The samples had their activation potential confirmed by the change in elastic modulus with increasing temperature using the Dynamic Mechanical Analysis (DMA) technique. By obtained results, we verified the activation ability of the CFRP/NiTi composite, which show positive variation of elastic modulus when heated above transformation temperatures of the NiTi wires.

Keywords

active composites, CFRP, shape memory alloys, dynamic-mechanical analysis.

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