Estudo de cilindros produzidos por filament winding para aplicações ciclísticas

• Autor(a) principal: Cassel, Rayane Sonda
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/109675
• topic: Engenharia de materiais; Structural composites; Dry-filament winding; Mechanical behavior; Cycling

O processo de moldagem de compósitos por dry-filament winding consiste em uma técnica limpa de produção de tubos, pois utiliza towpreg carbono/epóxi. No ramo ciclístico, principalmente na modalidade Mountain Biking, a busca por quadros mais leves e resistentes é de suma importância. Pelo estudo de tubos laminados angulares a ±60° é possível verificar a validade da relação entre a diminuição da espessura e a variação das propriedades físicas e mecânicas resultantes. Nesta pesquisa foram comparados os resultados de densidade, fração volumétrica de fibras/vazios, compressão diametral, flexão 3-pontos e tração aparente com split disk para tubos com 3, 4 e 5 camadas. Supondo a força peso de uma pessoa com 120kg no tubo do selim, os resultados dos ensaios mostraram coerência entre si. Em relação a densidade e a fração volumétrica de vazios, as amostras com 5 camadas apresentaram os melhores resultados e as amostras com 3 camadas obtiveram resultados intermediários. As amostras com 4 camadas tiveram elevada fração volumétrica de vazios. O ensaio de compressão diametral apresentou resultados crescentes com o número de camadas, sendo os CPs de 5 camadas com os melhores resultados. Os resultados do ensaio de flexão 3-pontos indicaram melhores resultados com 5 camadas. Pelo ensaio de split disk, novamente amostras com 5 camadas tiveram melhores resultados, as amostras com 3 camadas tiveram comportamento intermediário e as amostras com 4 camadas tiveram o menor resultado. Diante da aplicação em tubos de selim para uma pessoa de 120 kg, os tubos de 3 camadas e 5 camadas são adequados para a aplicação, sendo que o tubo de 3 camadas proporciona menor custo de produção. Porém, através do elevado teor de vazios (>1%) e falta de aderência entre as camadas, notada pelas microscopias ópticas, torna-se necessário repetir os ensaios com outras amostras alterando o padrão de enrolamento e o material do mandril.