Efeitos de choques térmicos cíclicos no comportamento em fadiga de juntas mistas de Glare-5 e liga de alumínio

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Barreto, Thays Alessandra
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: choque térmico cíclico; cyclic thermal shock; damage tolerance; fadiga; fatigue; fiber-metal laminate; juntas mecânicas; laminado metal-fibra; mechanical joints; tolerância a danos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-20032023-102353/

Glare® é um laminado metal-fibra, composto por lâminas alternadas de liga de alumínio e camadas de fibra de vidro imersas em resina epóxi. Devido à sua baixa densidade e sua maior resistência ao impacto e à fadiga comparado à liga de alumínio, ele já é empregado em estruturas aeronáuticas, como bordos de ataque e painéis superiores da fuselagem. Em princípio, qualquer estrutura aeroespacial manufaturada com chapas de liga de alumínio pode ser substituída por Glare. Entretanto, visto que espaço constitui um meio muito mais agressivo que o ambiente terrestre, atenção redobrada deve ser dada a essas aplicações, em especial no que diz respeito às variações bruscas de temperatura devidas aos ciclos de sombra terrestre seguida de exposição direta ao sol aos quais tais estruturas (naves, estações e satélites) estão submetidas e que levam à falha térmica. Fadiga mecânica devida a vibrações de lançamento em serviço, bem como a mudanças de curso para desvio de fragmentos espaciais e retomada de altitude devem ser consideradas. A presença de juntas mecânicas com concentradores de tensões (furações) e a ocorrência de desgaste entre as superfícies de contato, devido a movimentações relativas de baixa intensidade, não devem ser negligenciadas. No presente estudo, três configurações de juntas mecânicas sobrepostas foram analisadas: uma composta apenas de placas de liga de alumínio e duas de liga de alumínio e Glare, sendo uma na qual a placa escareada é a de alumínio e na outra, a de Glare. Essas juntas foram submetidas a cargas prévias de fadiga para indução de danos em diferentes magnitudes e subsequentes choques térmicos extremos, sendo então submetidas à fadiga até sua ruptura completa. Determinou-se que a utilização de painéis de Glare resulta em juntas mais leves e com maior confiabilidade e previsibilidade de comportamento em fadiga. Contudo, nem sempre a utilização de painéis de Glare é benéfica, pois o desempenho do componente está diretamente atrelado ao papel do painel de laminado na junta; utilizar o painel de Glare como a placa escareada resultou em um desempenho muito melhor que o de uma junta tradicional entre painéis de alumínio, enquanto utilizá-lo como a placa não escareada, resultou em desempenho inferior ao desta última. Desse modo, os resultados deste estudo ressaltam a importância da realização de análises sobre o comportamento de componentes e materiais em condições de operação, permitindo avaliar efeitos sinérgicos dos painéis componentes da estrutura que podem prejudicar seu desempenho.