Resistência ao Cisalhamento Interlaminar de Compósitos com Resina Epóxi com Diferentes Arranjos das Fibras na Presença de Vazios
Interlaminar Shear Strength of Composites with Epoxy Resin with Different Arrangement of Fibers in the Presence of Voids
Almeida, Sérgio F. M.; Costa, Michelle L.; Rezende, Mirabel C.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282001000400008
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.11, n4, p.182-189, 2001
Resumo
A presença de vazios em compósitos estruturais pode ter efeitos significativos. Em geral, os vazios diminuem a resistência estática e a vida em fadiga de laminados. Essa influência é bastante pronunciada na resistência ao cisalhamento interlaminar, compressão, entre outras, onde as propriedades mecânicas da matriz exercem maior influência sobre o comportamento do compósito. O presente artigo descreve o estudo do efeito da porosidade na resistência ao cisalhamento interlaminar de sistemas de compósitos de tecido e tape (fitas unidirecionais) de carbono aglutinados com matriz epóxi. Os laminados foram produzidos de maneira semelhante, bem como o processo de introdução de vazios (na faixa de 0a 12% de porosidade).Os compósitos foram avaliados por análises microscópicas e inspeção ultra-sônica e os valores de atenuação medidos foram convertidos em coeficientes de absorção para permitir uma normalização dos dados. O critério de fratura de Mar-Lin apresentou bom ajuste, mostrando-se adequado para o estudo de porosidade em compósitos. Por meio desse critério foi determinado que somente os laminados com porosidade acima de 0,9% para tecido de carbono/epóxi e acima de 0,75% para laminados de tape de carbono/epóxi é que apresentam redução de suas propriedades mecânicas
Palavras-chave
Vazios, compósitos, resistência ao cisalhamento interlaminar, critério de falha
Abstract
The presence of voids has deleterious effects on the structural performance of composites. In general, voids decrease the static strength and lifetime under fatigue. The influence is more pronounced in the interlaminar shear strength (ILSS), compressive strength, and others that are associated with matrix- dominated mechanical properties. This work reports the effect of porosity on the interlaminar shear strength (ILSS) of epoxy-impregnated carbon fabric and tape composites. Several laminates with different void content (porosity range of 0-12%) were prepared in a similar way. The composites were characterized by microscopy and ultrasonic inspection with the attenuation values being converted in absorption coefficients and correlated with ILSS results. The Mar-Lin fracture criterion provided a good fit to the experimental data and was deemed adequate to predict the strength of porous composites. It was observed that carbon fabric laminate with porosity level higher than 0.9% and carbon tape laminates with porosity above 0.75% led to the reduction of the mechanical strength.
Keywords
Voids, composites, interlaminar shear strength, fracture criterion
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