O documento descreve vários ensaios mecânicos realizados em materiais compósitos, incluindo ensaios de tração, corte, flexão e compressão. Detalha os procedimentos para a realização correta dos ensaios de acordo com padrões como ASTM, incluindo a importância do alinhamento correto das amostras. Também aborda a determinação de propriedades como módulos de elasticidade e resistência, e a avaliação da tenacidade interlaminar por meio de ensaios DCB, ENF e MMB

1. PP Camanho 7.1
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitos
Capítulo 7

2. PP Camanho 7.2
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
⇒ Densidade: ASTM D792-91
⇒ Fracção volúmica de fibras
Métodos ópticos
Dissolução da matriz em ácido: ASTM D3171-76
⇒ Conteúdo de vazios (CV): ASTM D2584-68
Fabrico de qualidade: CV≤ 1%
⇒ Humidade: comparação de peso antes e após secagem.
Valores típicos em compósitos de matriz polimérica: 1 a 2%

3. PP Camanho 7.3
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
⇒ Tracção a 0º e 90º: ASTM D3039/ ISO 527/ BS 2782/ CRAG 300-302
Colagem de ‘end tabs’: deformação de rotura do adesivo superior à
deformação de rotura do compósito e tensão de rotura ao corte do
adesivo superior a 30 MPa.
Propriedades obtidas: E1, E2, ν12, XT, YT.
Extensómetros com fios previamente soldados e de elevada
resistência eléctrica. Tentar assegurar um alinhamento correcto: 2º
de erro no alinhamento leva a diferenças de aproximadamente 15%
nas propriedades medidas.

4. PP Camanho 7.4
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos

5. PP Camanho 7.5
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos

6. PP Camanho 7.6
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
⇒ Corte
Provete (±45º)s: ASTM D3518
Provete ‘off-axis’ 10º
Iosipescu: ASTM D 5379

7. PP Camanho 7.7
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
‘Rail-Shear’: ASTM D4255-83
⇒ Cuidados a ter na furação:
Brocas com ângulos de 55º-60º para laminados finos (90º-100º
para laminados espessos).
Usar placa de sacrifício na zona de saída da broca para evitar
danificar o laminado.
Usar brocas de carboreto de tungesténio.

8. PP Camanho 7.8
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos

9. PP Camanho 7.9
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos

10. PP Camanho 7.10
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
⇒ Flexão: ASTM D790M/ BS 2782/ ISO 14125

11. PP Camanho 7.11
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
⇒ Flexão:
Considerando um laminado de carbono-epoxy (0º)4, os módulos de Young do
laminado determinados utilizando um ensaio de tracção e flexão, ET1 (ET2) e
EF1 (EF2) respectivamente, são iguaisiguais:
ET1= EF1 =129 GPa; ET2= EF2 9.5 GPa.
Se o laminado tiver duas camadas ricas em resina (CRR) de 0.1 mm de
espessura, (0º/CRR/0º)s, os módulos de Young determinados utilizando um
ensaio de tracção e flexão, ET1 (ET2) e EF1 (EF2) são diferentesdiferentes:
ET1= 93.86 GPa; EF1 = 101.93 GPa;
ET2 = 8.75GPa; EF2= 8.92 GPa.

12. PP Camanho 7.12
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
⇒ Compressão:
ASTM D695 (não recomendada em compósitos de elevada
resistência).
Fixação ‘Celanese’.
Fixação IITRI.
Fixação ICSTM.

13. PP Camanho 7.13
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
⇒ Tenacidade interlaminar:
Modo I: DCB (Double Cantilever Beam): ASTM D5528-01-2002
‘Pontes’ de fibras levam à existência de curvas de resistência:
Fendas entre camadas diferentemente orientadas levam a mudanças de
plano na propagação da fenda.

14. PP Camanho 7.14
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
⇒ Tenacidade interlaminar:
Modo II: ENF (End Notched Flexure)
Propagação instável de fendas para comprimentos de fenda pequenos.
Efeitos de fricção entre as faces da fenda.

15. PP Camanho 7.15
Materiais Compósitos
Ensaios mecânicos em materiais compósitosEnsaios mecânicos em materiais compósitos
⇒ Tenacidade interlaminar:
Modo Misto I e II: MMB (Mixed Mode Bending): ASTM D6671-01-2002
Efeitos de fricção entre as faces da fenda.