Metodologias para a determinação das propriedades de impacto de baixa energia de laminados metal-fibra

• Autor(a) principal: Gualberto, Alan Rodrigo Marinho
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-14052010-171330/
• topic: Damage resistance and tolerance; Fiber-metal laminate; Impacto de baixa energia; Laminado metal-fibra; Low-energy impact testing; Resistência e tolerância a danos

Aplicações dos laminados híbridos metal-fibra incluem, além da indústria aeronáutica, as indústrias naval e automobilística. Diferentemente do setor aeronáutico, pesquisas sobre impactos mecânicos nas duas outras áreas da mobilidade são freqüentemente limitadas pela disponibilidade de equipamentos laboratoriais, de modo que é desejável o desenvolvimento de procedimentos de baixo custo para a determinação da resistência e tolerância a danos por impacto dos materiais de construção. Neste trabalho, a resistência a danos por impacto transversal do laminado híbrido metal-fibra Glare-5® foi determinada via três diferentes metodologias. A primeira utiliza um aparato sofisticado aparato Laser-Doppler para monitorar a aceleração e desaceleração de um impactador esférico de aço com 5 mm de diâmetro durante o evento do choque mecânico. O segundo método se baseia apenas nos valores de carga (força aplicada) vs. o tempo de impacto para a obtenção da energia absorvida pelo material. O terceiro considera somente os dados da velocidade do impactador, ou projétil, imediatamente antes e após o impacto. Concluiu-se que os valores de energia obtidos segundo as duas primeiras metodologias são similares, com o Laser-Doppler gerando resultados levemente não-conservadores, comprovando assim a possibilidade da derivação da resistência ao impacto do laminado através de um experimento simples e rápido, que utiliza apenas uma célula de carga digital para a monitoração da força aplicada em função do tempo. O terceiro método apresentou resultados substancialmente superiores às duas primeiras metodologias, sendo classificado como inadequado aos propósitos do projeto. Determinou-se que o laminado híbrido Glare-5®; absorve entre 60% e 80% da energia disponibilizada em impactos ditos leves, no intervalo de 1 a 6 Joules. Por fim, comprovou-se que a rigidez do material (módulo de elasticidade) é a propriedade residual (numa base de tolerância a danos) mais clara e consistentemente degradada pelo impacto previamente aplicado ao material.