Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/S0104-14282009000400012
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Inspeção Termográfica de Danos por Impacto em Laminados de Matriz Polimérica Reforçados por Fibras de Carbono

Thermographic Inspection of Impact Damage in Carbon Fiber-Reinforcing Polymer Matrix Laminates

Gatti, Cristina A.; Cardoso, Felipe L. A.; Gualberto, Alan R. M.; Paz, Jaime H. A. A.; Mota, Lucas P.; Simêncio, Edér C. A.; Almeida, Euripedes G. R. de; Tarpani, José R.

Downloads: 0
Views: 473

Resumo

Laminados compósitos com matrizes poliméricas, respectivamente termorrígida e termoplástica, fortalecidas com fibras contínuas de carbono foram submetidos a impacto único transversal com diferentes níveis de energia. Os danos impingidos aos materiais estruturais foram avaliados por termografia ativa infravermelha na modalidade transmissão. Em geral, os termogramas do laminado termoplástico apresentaram indicações mais claras e bem definidas dos danos causados por impacto, se comparados aos do compósito termorrígido. O aquecimento convectivo das amostras por fluxo controlado de ar quente se mostrou mais eficaz que o realizado por irradiação, empregando-se lâmpada de filamento. Observou-se também que tempos mais longos de aquecimento favoreceram a visualização dos danos. O posicionamento da face impactada do espécime, relativamente à câmera infravermelha e à fonte de calor, não afetou a qualidade dos termogramas no caso do laminado termorrígido, enquanto que influenciou significativamente os termogramas do compósito termoplástico. Os resultados permitiram concluir que a termografia infravermelha é um método de ensaio não-destrutivo simples, robusto e confiável para a detecção de danos por impacto tão leve quanto 5 J em laminados compósitos poliméricos reforçados com fibras de carbono.

Palavras-chave

Danos por impacto, laminados compósitos poliméricos, termografia infravermelha

Abstract

Continuous carbon fiber reinforced thermoset and thermoplastic composite laminates were exposed to single transversal impact with different energy levels. The damages impinged to the structural materials were evaluated by active infrared thermography in the transmission mode. In general, the thermoplastic laminate thermograms showed clearer damage indications than those from the thermosetting composite. The convective heating of the samples by controlled hot air flow was more efficient than via irradiation using a filament lamp. It was also observed that longer heating times improved the damage visualization. The positioning of the specimen’s impacted face regarding the infrared camera and the heating source did not affect the thermo-imaging of thermosetting specimens, whereas it substantially influenced the thermograms of thermoplastic laminates. The results obtained allow concluding that infrared thermography is a simple, robust and trustworthy methodology for detecting impact damages as slight as 5 J in carbon fiber composite laminates.

Keywords

Impact damage, infrared thermography, polymer composite laminates

References

1. Ocáriz, I. S.; Alonso, F. & Gambín, B. - Termografía infrarroja como ensayo no destructivo: detección de defectos en componentes aerospaciales, Centro de Tecnologías Aeronáuticas, Espanã (2005). Disponível em:http://www.interempresas.net/metalmecanica/articulos/Articulo.asp?A=11149.

2. Maldague, X. - Theory and practice of infrared technology for non-destructive testing, John-Wiley & Sons (2001).

3. Ray , B. C.; Hasan, S. T. & Clegg, D. W. - Journal of Reinforced Plastics and Composites, 26, p.1187-1192 (2007).

4. A vdelidis, N. P.; Almond, D. P.; Dobbinson, A.; Hawtin, B. C.; Ibarra-Castanedo, C. & Maldague, X. - Progress in Aerospace Sciences, 40, p.143-162 (2004).

5. Rie gert, G.; Pfleiderer, K.; Gerhard, H.; Solodov, I. & Busse, G. - European Congress on Non-Destructive Testing, (2006).

6. Rie gert, G.; Gleiter, A.; Gerhard, H. & Busse, G. - Review of Quantitative Nondestructive Evaluation, 26, p.1044-1051 (2007).

7. Swiderski, W.; Szabra, D. & Wojcik, J. - Quantitative Infrared Thermography, 6, p.79-84 (2002).

8. Santulli, C. - Nondestructive Testing and Evaluation, 19, p.79-90 (2003).

9. Datoma, V.; Marcuccio, R.; Pappalettere, C. & Smith, G. M. - NDT&E International, 34, p.512-520 (2001).

10. Resende, M. C. & Botelho, E. C. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 10, p.E4-E10 (2000).

11. Mouritz, A. P. - Journal of Materials Science Letters, 22, p.1507-1509 (2003).

12. Of fringa, A. - Journal of Reinforced Plastics and Composites, 23, p.1583-1599 (1995).

13. Ageor ges, C.; Ye, L. & Hou, M. - Composites: Part A, 32, p.839-857 (2001).

14. Díaz, J. & Rubio, L. - Journal of Materials Processing Technology, 143-144, p.342-346 (2003).

15. Freitas, M. & Reis, L. - Composite Structures, 42, p.365‑373 (1998).

16. Alv es, M.; Chaves, C. & Birch, R. - “Impact on aircraft”. Proceedings of the 17th Brazilian Congress of Mechanical Engineering (CoBEM 17), São Paulo, Brazil, (2003).

17. ASTM-D7136M. Standard test method for measuring the damage resistance of a fiber-reinforced polymer matrix composite to a drop-weight impact event. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pensilvania, (2005).

18. ASTM-D7137M. Standard test method for compressive residual strength properties of damaged polymer matrix composite plates. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pensilvania, (2005).

19. Qin, Y. W. & Bao, N. K. - Optics and Lasers in Engineering, 25, p.205-211 (1996).
588371587f8c9d0a0c8b485e polimeros Articles
Links & Downloads

Polímeros: Ciência e Tecnologia

Share this page
Page Sections