Title

OBTENÇÃO DOS MÓDULOS DE ELASTICIDADE DE UM TUBO COMPÓSITO POR ULTRASSOM

OBTAINING OF ELASTIC MODULUS OF A COMPOSITE PIPE BY ULTRASOUND

Authorship

Koops, Felipe Alves; Clarke, Thomas Gabriel Rosauro

Koops, Felipe Alves

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Clarke, Thomas Gabriel Rosauro

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DOI

10.5151/2594-5327-23406

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Abstract

Este trabalho apresenta a técnica de ensaio não-destrutivo (END) por ultrassom realizado a partir do método de pulso-eco, para a determinação das constantes elásticas de um tubo compósito de resina epóxi reforçada com fibra de vidro produzido pelo processo de enrolamento filamentar. Com as medidas de ultrassom se obtém as velocidades ultrassônicas longitudinais e transversais em cinco direções para o cálculo das constantes elásticas e a partir destas, o módulo de elasticidade nas três direções do material. Essa técnica foi adotada pela dificuldade de se obter as variáveis das constantes elásticas por ensaios mecânicos e por se tratar de uma técnica destrutiva. Os experimentos são realizados com amostras de fibra de vidro/epóxi considerados transversalmente isotrópicos para simplificação do modelo. Utilizou-se transdutores com frequências de 2 MHz e 4 MHz para a determinação das velocidades longitudinais e 1 MHz para as velocidades transversais com sapatas de 45 e 60º para o aço, com ângulos corrigidos para compósito de 19,1° e 44º, respectivamente. Para o cálculo das constantes elásticas também é necessária a determinação da densidade do compósito que foi realizada por picnometria a hélio. Os módulos de elasticidade na direção x, y e z foram 16,90 GPa, 16,90 GPa e 13,82 GPa, respectivamente.

This paper presents a technique for non-destructive testing (NDT) carried by ultrasound from the pulse-echo method for the determination of elastic constants of a composite tube of epoxy resin reinforced with glass fiber produced by filament winding process. With ultrasound measurements obtained by the longitudinal and transverse ultrasonic velocities in five directions for calculating the elastic constants and from these, the elastic modulus of the material in three directions. This technique was adopted by the difficulty of obtaining the variables of the elastic constants for mechanical testing and it is a destructive technique. The experiments are performed with specimens of glass fiber / epoxy considered transversely isotropic model for simplification. Was used transducers with frequencies of 2 MHz and 4 MHz for determining longitudinal speed of 1 MHz and transverse velocities for the shoes 45 and 60 to the steel, fixed to composite angles of 19.1 and 44, respectively. For calculation of the elastic constants is also necessary to determine the density of the composite was performed by the helium pycnometry. The modulus of elasticity in the x, y and z were 16.90 GPa, 16.90 GPa and 13.82 GPa, respectively.

Keywords

Compósito; Ultrassom; Módulo de elasticidade.

Composite; Ultrasound; Elastic modulus.