Fabricação, propriedades mecânicas e modo de falha de compósitos tridimensionais reforçados através do método de costura

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Reis, Lucas Moura Montenegro
• 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: 3D stitched composites; compósitos 3D costurado; failure mode; mechanical properties; modo de falha; propriedades mecânicas; reforço através da espessura; through-the-thickness reinforcement
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-18052023-083914/

Neste trabalho, o comportamento mecânico e os modos de falha de compósitos tridimensionais costurados (3D) foram investigados experimentalmente. Além disso, foi realizada uma análise comparativa entre estes materiais e laminados equivalentes (2D). As placas de compósito 3D foram fabricadas com tecidos de fibra de vidro costurados manualmente com feixes de aramida e moldadas com resina epóxi pela técnica de moldagem por transferência de resina assistida a vácuo. Testes mecânicos de flexão em três pontos, impacto Charpy, double cantilever beam (DCB) e cisalhamento interlaminar short-beam (SBS) foram realizados em ambos os tipos de materiais. Os resultados do ensaio DCB revelaram que a ação dos feixes de reforço inibiu a propagação da trinca por delaminação, o que levou a um aumento da tenacidade à fratura dos compósitos 3D. No entanto, os danos causados pelo processo de costura, como quebra e desalinhamento das fibras, crimpagem e regiões ricas em resina, foram responsáveis por reduzir as propriedades de flexão e cisalhamento desses materiais. Além disso, descobriu-se que a costura não influenciou a tenacidade ao impacto, embora impedisse a rápida propagação da delaminação, evitando uma falha catastrófica, e aumentando a tolerância a danos desses materiais.