Title

ANÁLISE MICROMECÂNICA DOS COMPÓSITOS COM FIBRAS CURTAS E PARTÍCULAS

MICROMECHANICAL ANALYSIS OF SHORT FIBER PARTICULATE COMPOSITES

Authorship

Casaril, Alexandre; Gomes, Eduardo Rovaris; Biava, Matheus Maragno; Soares, Marcos Roberto; Fredel, Márcio Celso; Al-Qureshi, Hazim Ali

Casaril, Alexandre

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Gomes, Eduardo Rovaris

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Biava, Matheus Maragno

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Soares, Marcos Roberto

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Fredel, Márcio Celso

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Al-Qureshi, Hazim Ali

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DOI

10.5151/2594-5327-0036

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Abstract

O presente trabalho diz respeito à investigação do comportamento mecânico de materiais compósitos reforçados com fibras curtas e partículas. É apresentado um modelo simples com o intuito de prever a resistência à ruptura desta classe de materiais compósitos. O modelo consiste na modificação da Lei da Mistura, com a introdução de um termo referente à fase partícula presente no compósito. É introduzido e investigado um fator de correção � nesse termo, para ajustar a magnitude de contribuição efetiva da fase partícula para a resistência do compósito. É desenvolvido, ainda, um equacionamento simplificado para correção do fator � - de alinhamento de fibras –, presente na equação da Lei das Misturas, necessária ser feita por causa do alinhamento preferencial das fibras que ocorre durante a etapa de compactação do material durante o processamento. Foram produzidos três materiais compósitos diferentes entre si, empregando as mesmas matérias-primas,. Os materiais foram ensaiados pelo método de flexão a três pontos, a fim de determinar suas propriedades mecânicas. A comparação entre as propriedades mecânicas obtidas experimentalmente e as propriedades previstas através do modelo servem para indicar o grau de concordância do modelo com o comportamento real dos materiais compósitos reforçados com fibras curtas e partículas.

The present work presents the investigation of the mechanical behavior of the composite materials, strengthened with short fibers and particles. A simple model will be presented, with purpose of to predict the breaking stress resistance of this class of composite material. The model consists in the modification of the Mixture Law, with the introduction of a term, referring to the particle phase, present in the composite material. It will be introduced, and investigated, a correction factor in this term, to adjust the magnitude of the phase particle contribution for the composite material strength. It will be developed, still, a simplified equation to correction of the factor - of fiber alignment -, present in the equation of the Mixtures Law. This correction needs to be made because of the preferential alignment of the fibers that occurs in the stage of material compacting, during the processing. Three different composite materials will be produced, varying only the ratios of materials, maintaining the raw materials. The composite materials produced will be tested by the three-point flexural method, according ASTM standard, in order to determine their mechanical properties. The comparison between mechanical properties obtained experimentally and the properties foreseen through the model will serve to indicate the degree of agreement of the model with the real behavior of the composite material strengthened with short fibers and particles.

Keywords

Materiais compósitos; Modelamento; Alinhamento de fibras.

Composite materials; Modeling; Fibers alignment.