Comportamento Mecânico e Mecanismos de Dano em Laminados Carbono/Epóxi com Layup Tradicional e Layup Duplo-Duplo sob Impacto de Baixa Velocidade
Duplo-duplo, Quad, Impacto, Propriedades mecânicas, Dano
A otimização de estruturas de materiais compostos, com redução de tempo e de custos de fabricação, redução de peso e melhoria de propriedades tem grande importância tecnológica e, consequentemente, tem sido objeto constante de pesquisas. O presente trabalho estuda o comportamento de laminados compósitos com uma configuração inovadora de sequência de empilhamento, denominada duplo-duplo (DD), em substituição aos laminados tradicionais quadriaxiais (QUAD). Dois laminados de fibra de carbono/epóxi com propriedades equivalentes, mesmo número de camadas e configurações (sequência de empilhamento) distintas foram desenvolvidos utilizando o pré impregnado AS4/8552: QUAD [0°3/90°/±45°]S e DD [±0°/±55°]3T. Ensaios de compressão uniaxial, de impacto de baixa velocidade com energias de 30J, 45J e 74J, e de compressão após impacto (CAI) foram realizados, com o intuito de avaliar a resistência do material com ou sem dano, observando suas propriedades mecânicas e mecanismos de dano. Uma modelagem do comportamento dos laminados foi também proposta. Os resultados obtidos indicaram que os dois laminados, convencional QUAD e duplo-duplo, apresentaram valores similares, tanto no comportamento à compressão quanto na tolerância ao dano. Além disso, na análise de dano dos laminados submetidos à impacto, diferenças na propagação das trincas e delaminações foram observadas, porém, as áreas delaminadas foram similares para os dois laminados, para todas as energias de impacto estudadas. Em resumo, considerando o comportamento ao impacto, laminados convencionais podem ser substituídos por laminados DD, com as vantagens do DD já conhecidas, como facilidade de fabricação e de homogeneização.