Comportamento mecânico de compósitos com aplicações navais

Abstract

Os materiais compósitos são cada vez mais utilizados em aplicações estruturais, devido às elevadas relações rigidez/peso específico e resistência/peso específico. Apesar disso, o projecto baseia-se ainda em coeficientes de segurança elevados, o que penaliza os custos dos produtos finais. O conhecimento mais profundo do comportamento mecânico dos materiais através de ensaios é fundamental para promover projectos mais eficientes. Neste trabalho pretendeu-se caracterizar as propriedades mecânicas principais de compósitos fibra de vidro/poliéster e fibra de vidro/epóxido representativos dos que têm aplicações navais. Os laminados foram obtidos por moldação manual, que ainda é um dos processos de fabrico mais usados. Realizaram-se vários tipos de ensaios mecânicos em provetes retirados desses laminados: ensaios de tracção, compressão, fiexão e corte. Em certos casos em que os laminados tinham um reforço híbrido unidireccional - manta, verificaram-se modos de ruptura indesejados nos ensaios. Todavia, os resultados experimentais obtidos mostraram, em geral, baixas dispersões estatísticas e boa concordância de propriedades medidas em diferentes tipos de ensaios. De salientar que se desenvolveu e implementou um novo método de ensaio à compressão, tendo em vista evitar a ruptura prematura dos provetes por encurvadura ou junto às zonas de transmissão de carga. Os resultados obtidos com esta nova abordagem revelaram-se muito positivos.

ABSTRACT: Composite materials are increasingly used in structural applications, due to high stifiness/specific weight and strength/specific weight relations. Nevertheless, the project is still in high safety factors, which penalizes the cost of final products. A deeper knowledge of the mechanical behaviour of materials through testing is primarily to promote projects more eficient. This work was to characterize the major mechanical properties of composite glass fibre/polyester and glass fibre/epoxy representative of those that have marine applications. The laminates were obtained by casting manual, which is still one of the manufacturing processes used most. There were several types of mechanical tests on specimens of laminates; tensile tests, compression, fiexural and shear. In some cases where they had rolled a hybrid unidirectional reinforcement - mat, there were ways to break unwanted tests. However, the experimental results showed, in general, low dispersion statistics and good agreement of properties measured in diferent types of tests. Importantly, were developed and implemented a new test method for compression in order to avoid premature rupture of the samples by buckling or adjacent to areas of load transfer. The results obtained with this new approach proved to be very positive.