Relação da extensão de dano interlaminar e variação da orientação de fibra com sinal acústico: carregamentos quase-estático e cíclico

Resumo

O emprego de materiais compósitos laminados nas indústrias aeroespacial e aeronáutica é justificado por conta de suas propriedades de elevada resistência, elevado módulo e baixo peso específico. Entretanto, devido à característica anisotrópica, os compósitos apresentam baixa resistência na direção perpendicular aos planos de reforço, o que faz com que esse material seja suscetível ao processo de delaminação, um dos modos de dano mais críticos presentes em materiais compósitos laminados, limitando sua utilização. As estruturas de materiais compósitos seguem, no geral, uma filosofia de projeto que não permite que a delaminação ocorra, reforçando as dimensões da estrutura e consequentemente seu peso, indo no sentido contrário da justificativa de seu emprego. Entretanto, nos últimos dez anos, uma filosofia de projeto que apresenta tolerância a dano tem conquistado espaço, aumentando a vida útil dos componentes e possibilitando a aplicação de maiores carregamentos desde que o comportamento da propagação da trinca pelo material seja conhecido. Este conceito de projeto depende de um conhecimento aprofundado da evolução do dano no compósito para uma correta predição do tempo em fadiga do material. Modelos de propagação de trinca baseados em conceitos físicos são adequados para este tipo de abordagem. Entretanto, modelos baseados na física do processo de delaminação ainda são bastante limitados na literatura. Portanto, o presente trabalho objetiva, através de ensaios mecânicos quase-estático e de fadiga em materiais compósitos laminados sob o modo I de carregamento, explicar fisicamente os mecanismos desenvolvidos durante a propagação da trinca. Para isso, estes mecanismos de dano desenvolvidos durante a propagação da trinca serão avaliados por microscopia eletrônica de varredura, microscopia óptica e pela técnica de emissão acústica. A influência da direção de alinhamento das fibras de reforço na propagação da trinca também será avaliada. (AU)