Neste trabalho, tubos de compósitos de resina de poliéster insaturada ortoftálica, reforçada por tecido de fibra de vidro-E bidirecional, foram fabricados para estudos de capacidade absorção de energia específica. Os tubos foram produzidos com dois tipos diferentes de seção transversal (circular e quadrada), com disposição do tecido de duas formas distintas (0/90° e
±45°), e em duas condições de processamento: com e sem aplicação de vácuo. Segmentos
desses tubos foram então submetidos a ensaios de compressão para determinação da capacidade de absorção de energia específica. Em alguns corpos-de-prova, uma das extremidades foi chanfrada para produzir falha progressiva, permitindo assim estudar a capacidade de absorção de energia desses elementos estruturais. Corpos-de-prova de extremidades retas foram também testados para se determinar os valores de tensão máxima suportada.
Os resultados obtidos permitiram concluir sobre a influência dos fatores estudados na capacidade de absorção de energia em elementos estruturais tubulares e a eficácia da presença do iniciador de falha progressiva (chanfro). Os resultados obtidos permitem concluir especificamente que:
o Com relação à disposição das fibras, os resultados indicam que os corpos-de-prova
com tecido disposto a 0/90° possuem limites de resistência (σU) superiores e melhores propriedades com relação à absorção de energia que os corpos-de-prova com fibras a ±45°. A maior parte dos corpos-de-prova com fibras a ±45° não apresentaram propagação de falha de forma estável e progressiva, mesmo com a presença do chanfro, a exceção somente dos tubos de seção circular fabricados sem vácuo.
o O tipo de seção transversal dos tubos tem grande influência sobre a capacidade de
absorção de energia. Os corpos-de-prova de seção transversal circular obtiveram valores médios de tensão de falha progressiva superior aos obtidos pelos corpos-de- prova de seção transversal quadrada, pois nestes últimos os vértices atuaram como concentradores de tensão.
o Analisando a influência da aplicação de vácuo na confecção dos tubos, observa-se que
os corpos-de-prova que sofreram a aplicação de vácuo após a laminação apresentaram, em sua maioria, maior capacidade de absorção de energia específica, quando comparados com os corpos-de-prova confeccionados sem a aplicação de vácuo. Portanto, a aplicação do vácuo após a laminação proporcionou aos compósitos investigados melhores propriedades de absorção de energia.
o Verificou-se que a aplicação de vácuo na fabricação foi fundamental para os corpos-
de-prova (0/90°)18T de seção transversal circular, onde o vácuo possibilitou um aumento superior a 100 % no valor da tensão de propagação de falha progressiva e de 105 % no valor da capacidade de absorção de energia. Isto pode ser atribuído à melhor consolidação do tecido laminado, combinado com uma redução considerável na fração de volume de matriz e um correspondente aumento na fração de volume de fibras, provocados pela retirada de parte da resina polimérica pela aplicação de vácuo. Houve ainda, neste caso, uma redução na fração de volume de vazios.
o Nos corpos-de-prova (0/90°)18T de seção transversal quadrada, onde, apesar da
redução na fração de volume de matriz e um correspondente aumento na fração de volume de fibras, houve um aumento da fração de volume de vazios, o ganho de capacidade de absorção de energia não foi considerável (12 %).
o A resistência mecânica (σU) dos corpos-de-prova sem a aplicação de vácuo, foi
sempre maior que a dos corpos-de-prova fabricados com vácuo. Neste caso, o vácuo provocou uma redução na espessura da parede dos tubos tornando-os menos estáveis para os carregamentos de compressão.
o Sem o chanfro, os corpos-de-prova falham de forma catastrófica quando o limite de
resistência do material é atingido. Entretanto, em alguns segmentos tubulares com tecido disposto a ±45°, o chanfro não produziu os efeitos esperados, devido aos problemas de fabricação desses tubos neste trabalho.
o Os valores médios de tensão de propagação de falha progressiva (
σ
) são, em geral,presença do chanfro, indicando a propagação de falha de forma estável em um nível de tensão menor que o limite de resistência.
o Os elementos tubulares que apresentaram maior capacidade de absorção de energia
específica foram os de seção circular, com tecido disposto a 0/90° e fabricados com vácuo. Neste caso, a capacidade de absorção de energia específica foi de 35,5 kJ/kg.
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