Título

COMPORTAMENTO À FADIGA EM CONTROLE POR TENSÃO DE MATERIAIS COMPÓSITOS CARBONO-EPÓXI

CARBON EPOXY COMPOSITE MATERIAL FATIGUE BEHAVIOR UNDER TENSION CONTROL

Autoria

Priscilla Danielle de Oliveira Lopes Costa; Gigliola Salerno

Priscilla Danielle de Oliveira Lopes Costa

Eu sou esse autor

Gigliola Salerno

Eu sou esse autor

DOI

10.5151/1516-392X-24388

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Resumo

Na indústria aeronáutica, fadiga é um dos processos mais importantes quando se considera o dano e a falha das estruturas de uma aeronave. Adicionalmente, os materiais compósitos apresentam altas resistência e rigidez específicas. No entanto, os mecanismos de dano de um material compósito são complexos. Como consequência, o objetivo deste trabalho é identificar as propriedades à fadiga de materiais compósitos de fibras de carbono e resina epóxi, com configuração de lâminas 0°/90°/±45º e caracterizar os mecanismos de dano quando estes são submetidos à fadiga. Para tanto, nos corpos de prova foram realizados ensaios de fadiga em uma máquina universal de ensaios MTS, em controle por tensão com frequência de 10 Hz com carregamentos máximos de 6000, 5000, 4000 e 3000 N e R = 0,1 (tração-tração). O compósito em estudo demonstrou boa resistência à fadiga por controle de tensão, a vida infinita é de aproximadamente 48,5% da resistência à tração. O número de ciclos a fadiga depende da amplitude de tensão, assim como da tensão média, sendo que quanto menor a carga aplicada menor a amplitude de tensão (e a tensão média) e maior o número de ciclos a fratura. A fractografia após os ensaios caracterizou os mecanismos de dano durante o processo de fadiga, sendo que fratura na matriz, fratura das fibras e descolamento fibra/matriz são os mecanismos de falha dominantes durante a fadiga, através de análise por microscopia eletrônica de varredura.

Fatigue is the most important issue considering structural damage and fail of airplanes. Besides, composite materials have high specific strength and stiffness. However, damage is usually complex. As a consequence, the main purpose of this work is characterize fatigue behaviour of 0°/90°/±45° laminate configuration carbon epoxy and damage developed during fatigue process. Fatigue tests were carried on by universal tests machine MTS 250 kN under tension control, 10 Hz frequency, R = 0.1 and maximum loadings about 6000, 5000, 4000 and 3000 N. The outcomes were satisfactory; 48.5% of tensile strength resistance reached the infinite life (superior to 106 cycles). The amplitude stress and mean stress provoked the decrease of fatigue life. The Scanning Electronic Microscopic demonstrated that the fibres fracture, matrix fracture and debounding fiber/matrix dominated the damage process.

Palavras-chave

Fadiga; Compósito laminado; Carbono-epóxi; Mecanismos de dano

Fatigue; Composites; Carbon epoxy; Damage