ensaios mecânicos

ENSAIOS MECÂNICOSENSAIOS MECÂNICOS

• Ensaios micromecânicos

• Resistência à tração

• Resistência à compressão

• Resistência à flexão

• Resistência ao cisalhamento interlaminar

• Iosipescu

• Impacto

• Mecânica da fratura


Fibra

Matriz

Vazio após aretirada da Fibra

Carga de Tração

Ensaio de Arrancamento ou “Pull-Out”


Ensaio de Arrancamento ou “Pull-Out”


Esquema de Teste Pull Out

• O teste de Pull-Out ou arrancamento proporciona informações úteis sobre a força interfacial em compósitos.

• Em única fibra difícil preparação.• Métodos de preparação de cdps:

– embeber ambas as extremidades da fibra na matriz e deixar o meio desta descoberto.

– embeber apenas uma extremidade da fibra deixando a outra livre.


A carga máxima corresponde ao descolamento inicial da interface.

Em seguida ocorre um deslizamento da fibra pela matriz carga referente ao atrito que surge.

A carga é diminuída conforme a fibra é retirada da matriz.

Finalizando ocorre o arrancamento total da fibra da matriz.

O decréscimo da carga diminuição da área de contato entre a fibra e a matriz, diminuindo o atrito.


ENSAIOS DE TRAÇÃO


ENSAIOS DE TRAÇÃOLONGITUDINAL


ENSAIOS DE TRAÇÃOTRANSVERSAL


ENSAIOS DE COMPRESSÃO

IIRTI – Illinois Institute of Technology Research Institute


ENSAIOS DE COMPRESSÃO


ENSAIOS DE FLEXÃO


Resistência ao Cisalhamento Interlaminar - ILSS

• É uma falha que pode ser comparada à uma trinca, que percorre o caminho mais suscetível à sua continuação, ou seja, entre as camadas superficiais da interface.

• Tipo de falha: depende das características do compósito.

• Fratura interlaminar: principal processo de falha que limita a vida útil de um material.


Resistência ao Cisalhamento Interlaminar - ILSS


Resistência ao Cisalhamento Por Compressão


Dificuldades do ENSAIO

• Natureza anisotrópica do material, que aumenta a concentração de tensões.

• Tempo necessário para a tensão atingir um estado uniforme.

• Geometria do corpo-de-prova.

• dispositivo de fixação para um ensaio confiável de cisalhamento.

• Resposta não linear sob esforços cisalhantes.


Ensaios mais utilizados-ILSS

• Ensaio de 3 pontos

• Cisalhamento Iosipescu

• Requerem pouco material para confecção dos corpos-de-prova e dispositivos de ensaios simples.

• Avaliam quantitativamente diferenças entre materiais.


Ensaio de 3 pontos-ILSS• Teste rápido, simples e adequado para controle de

qualidade.• Pouca quantidade de material permite volume de

corpos-de-prova testados em pouco tempo e conjunto de dados estatisticamente confiável.

• Fornece apenas resistência ao cisalhamento interlaminar; não mede deformação de cisalhamento.

• Dispositivo: sistema de fixação do ensaio de flexão de 3 pontos, sendo a carga aplicada por um cilindro superior.


Ensaio de 3 pontos-ILSS

ASTM D2344-84


Possíveis modos de falha


Ensaio IosipescuDiagrama de força

Diagrama de cisalhamento

Diagrama de momento

Parte fixa

Parte móvel

base

amostra

ASTM 5379


Ensaio Iosipescu


Ensaio Iosipescu

• Uniformidade da distribuição de tensões. • Especifica parâmetros de projeto.• Não é rápido, porém simples.• Determinação de materiais compostos.• É a melhor escolha para caracterizar as

propriedades de cisalhamento, pois induz um estado de pura tensão de cisalhamento e as deformações são medidas por medidores de deformação, gerando valores para os módulos de cisalhamento e tensão de cisalhamento.


Cisalhamento Rail Shear


COMPRESSÃO APÓS IMPACTO

Área impactada


COMPRESSÃO APÓS IMPACTO


100

200

500

400

300

600

Compressão pós-impacto

Compressão

COMPÓSITO UNIDIRECIONAL

Densidade de agulhamento

Resistência (MPa)


IMPACTO


MECÂNICA DA FRATURADeterminação do GIc


MECÂNICA DA FRATURA

Determinação do GIIc


FADIGA

-falha que ocorre em estruturas que estão sujeitas a tensões dinâmicas e oscilantes

- natureza frágil mesmo em metais dúcteis

-Iniciação e propagação de trincas

2min

máxm

min máxi

2i

a

m=tensão médiai=intervalo de tensõesa=amplitude da tensão


FADIGA

Curvas -N

-ensaios onde o corpo-de-prova é submetido a um ensaio cíclico até falhar

- o número de ciclos é registrado

-Geralmente é utilizada uma amplitude grande, da ordem de dois terços do limite elástico de resistência à tração


FADIGA

Iniciação e propagação de trincas

a) Carga compressiva zero ou máxima

b) Carga de tração pequenac) Carga de tração máximad) Carga compressiva

pequenae) Carga compressiva zero

ou máximaf) Carga de tração pequena


DETERMINAÇÃO DO CONTEÚDO DE FIBRAS

1- Queima da matriz(ASTM D 2584-68)

2 – Digestão Ácida(ASTM D 3171-76)(ASTM D 3553-76)

3 – Microscopia Óptica ou Eletrônica

4 – Termogravimetria

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