Efeito do material da face nas propriedades mecânicas de painéis sanduíche para aplicação rodoviária

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Garbin, Daniel Fernando
• Orientador(a): Amico, Sandro Campos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Painel sanduíche; Poliuretanos; Ensaios de materiais; Elementos finitos
• Palavras-chave em Inglês: Composites; Sandwich panels; Glass fiber; Mat and fabric; Polyester resin; Polyurethane foam
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/157831

Painéis sanduíche são largamente utilizadas em diversas aplicações de engenharia e o estudo de suas propriedades é fundamental para a ampliação de sua utilização. Neste trabalho, foram estudados painéis sanduíche com núcleo de poliuretano e faces de fibra de vidro fabricados pelo processo de laminação contínua. Na primeira configuração, as faces do painel foram fabricadas com manta de fibra de vidro e resina poliéster, com 39% de teor de vidro em massa e espessura de 1,9 mm. Na segunda configuração, as faces do painel foram fabricadas com tecido de fibra de vidro e resina poliéster, com 54% de teor de vidro em massa e espessura de 1,2 mm. Realizou-se o cálculo das propriedades mecânicas de cada compósito no programa MECH-Gcomp. As propriedades do núcleo foram retiradas, inicialmente, da literatura. Então, foi possível realizar a avaliação dos painéis pelo método dos elementos finitos utilizando elementos sólidos, comparando o comportamento dos dois tipos de painéis em relação aos carregamentos de compressão de núcleo, de compressão longitudinal e de flexão. Foram realizados ensaios nas faces isoladas e também nos painéis sanduíche completos. Para as faces, os ensaios foram de teor mássico de fibra de vidro, tração, compressão e cisalhamento Iosipescu, conforme as normas ASTM D5630, D3039/D3039M, D6641/D6641M e D7078/D7078M, respectivamente. Já para os painéis sanduíche, foram realizados os ensaios de compressão de núcleo, compressão longitudinal (edgewise) e cisalhamento do núcleo utilizando flexão, conforme as normas ASTM C365/C365M, C364/C364M e C393/C393M, respectivamente. Após os ensaios, foram calibrados os modelos do MEF, permitindo que os mesmos possam calcular outras configurações similares de painel sanduíche. Foi utilizado o programa Autodesk Simulation Composite Design para realizar a validação do ensaio de cisalhamento do núcleo. Concluiu-se que a análise de elementos finitos foi confiável em representar de forma realista o comportamento dos painéis sanduíche e a redução na espessura das faces do painel pode ser compensada com o aumento da sua resistência mecânica e rigidez por meio do aumento no teor mássico de reforço e trabalhando com a orientação do mesmo.