Comportamento ao corte e à torção de compósitos

• Autor(a) principal: Cardoso, Cláudio César Machado
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/8106
• topic: Engenharia mecânica; Compósitos laminados; Ensaios mecânicos; Corte; Torção

O conhecimento do comportamento ao corte da camada dos laminados compósitos é essencial para o projecto com estes materiais, cujas aplicações estruturais têm vindo a aumentar significativamente. A revisão do estado do conhecimento na caracterização do comportamento ao corte revela que, apesar do número considerável de ensaios normalizados existentes, nenhum é universalmente aceite, tendo todos eles limitações relevantes. Neste trabalho recorreu-se a ensaios de tracção de laminados [±45º]n e a ensaios de torção de laminados unidireccionais [0º]n para caracterizar o comportamento ao corte da camada de um material carbono/epóxido. Nos ensaios de tracção de laminados [±45º]n verificaram-se dificuldades na obtenção do módulo de corte devido à zona linear inicial ser muito limitada, facto que esteve na base de uma dispersão estatística apreciável. De resto, observou-se o fenómeno típico de encruamento artificial induzido pela rotação das camadas. Por seu turno, as resistências ao corte, calculadas de acordo com as normas actuais a 5 % de deformação de corte, revelaram-se muito consistentes. O ensaio de torção mereceu especial atenção neste trabalho, tendo sido objecto de um estudo numérico inicial no intuito de definir dimensões do provete que permitissem estimar não apenas o módulo de corte, mas também a resistência ao corte. Os valores do módulo de corte revelaram-se cerca de 10 % inferiores aos medidos nos ensaios de tracção de laminados [±45º]n, mas a dispersão estatística foi muito inferior. Face às limitações da teoria da torção em lidar com o comportamento não-linear observado, realizaram-se simulações com modelos de elementos finitos de placas isotrópicas com uma aproximação elasto-plástica de von Mises. Conseguiram-se boas aproximações às curvas carga-deslocamento experimentais, tendo estas análises indicado valores de tensões e deformações de rotura que dão uma visão mais realista do comportamento ao corte da camada.