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Processamento e caracterização de compósitos via RTM : propriedades mecânicas

Processo: 09/18271-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2010
Vigência (Término): 30 de junho de 2012
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Materiais e Processos para Engenharia Aeronáutica, Aeroespacial
Pesquisador responsável:Herman Jacobus Cornelis Voorwald
Beneficiário:Midori Yoshikawa Pitanga Costa
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais compósitos   Mecânica da fratura

Resumo

Nas últimas décadas, as indústrias aeroespacial, marinha e automotiva têm priorizado a aplicação de compósitos de alto desempenho em componentes estruturais. Contudo, processos para produção de compósitos usam moldes abertos, os quais deveriam ser evitados considerando a contaminação do ambiente de trabalho. Considerando o aumento das restrições ambientais que limitarão a exposição dos operadores a voláteis tóxicos, a configuração desses processos se tornará inviável [1]. A moldagem por transferência de resina (RTM) é uma ótima opção como substituto dos métodos tradicionais de obtenção de compósitos visto que utiliza um sistema de injeção sob pressão em molde fechado que garante tempos de gel e cura rápidos. Além disso, atende os requisitos aeronáuticos e garante reprodutibilidade e baixo custo. No processo RTM, o tecido fibroso é preformado e inserido dentro do molde, o qual é fechado e um fluxo de resina de baixa viscosidade é injetada [2]. Durante a injeção, os efeitos de bordas promovem em geral impregnação incompleta das fibras pela resina, formação de vazios entre outros defeitos no compósito final. Técnicas de inspeção não-destrutivas, tais como: varredura ultrassônica e microscopia eletrônica de varredura são utilizadas pela indústria aeronáutica para detectar e caracterizar a presença de defeitos [3,4].Em geral, a porosidade diminui a resistência à compressão estática e a vida em fadiga de laminados [4,5]. Essa influência é bastante pronunciada nas resistências ao cisalhamento interlaminar, à compressão e à tração transversal, na qual as propriedades mecânicas da matriz exercem maior influência sobre o compósito [3,6]. Outra importante variável para componentes estruturais submetidos a carregamentos cíclicos é a resistência à fadiga [7]. Nos materiais compósitos, que são heterogêneos, o mecanismo de acúmulo de danos inclui a quebra da fibra, ruptura da matriz e delaminação. Neste projeto serão processados dois materiais compostos constituídos dos sistemas epoxídicos MVR444 e CYCOM977-2 injetados no tecido de carbono plain weave, de grande interesse na área de desenvolvimento da empresa Embraer, parceira neste projeto. As placas obtidas serão caracterizadas por microscopia de inspeção acústica para detecção e caracterização de defeitos. O parâmetro de delaminação (Gc) segundo a abordagem da mecânica da fratura interlaminar em materiais compósitos será investigado. E ainda, corpos-de-prova obtidos das placas serão investigados em resistência à tração, compressão e cisalhamento do sistema matriz/reforço proposto. (AU)