Análise de defeitos ondulatórios em compósito de resina epóxi reforçado com fibras de vidro

Abstract

O estudo analisou a influência de defeitos ondulatórios em compósitos poliméricos reforçados com fibra de vidro. Os compósitos analisados possuíam matriz de resina epóxi reforçados com fibras de vidro com gramatura de 1200 g/m2, material comumente utilizado para a fabricação de componentes de pás eólicas. Como as propriedades mecânicas deste tipo de material advêm da forma como as fibras presentes estão alinhadas na matriz polimérica, os defeitos provocam o desalinhamento das fibras de forma que promoveram alterações das propriedades mecânicas, conforme a severidade da ondulação, e teve por consequência a redução do desempenho estrutural e vida útil. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo investigar do desalinhamento de fibras de vidro e seu impacto nas propriedades mecânicas de compósitos de matriz epóxi. Através da ferramenta SimulationXpress, integrada ao software Solidworks 2016, foram simulados ensaios de tração para duas amostras defeituosas e comparadas a amostra de referência, os resultados demonstraram que a zona de falha coincidiu com a área de ondulação induzida nas amostras. Para análise em laboratório, os defeitos ondulatórios foram induzidos usando moldes de fabricação própria, projetados com ondulação senoidal no centro de sua superfície, de modo que reproduziu propositalmente este tipo de delaminação nos laminados. Em seguida, amostras com severidade de ondulação em 10 e 20%, obtidas por laminação manual, foram submetidas a ensaios de tração de acordo com a norma técnica ASTM D3039, na qual propriedades como módulo de elasticidade, tensão de ruptura e deformação foram analisadas. A amostra de maior severidade ondular apresentou decréscimos significativos nas propriedades mecânicas em relação a amostra de severidade 10%, para tensão de ruptura diferença de 36%, módulo de elasticidade em 50% e deformação isenta de discrepâncias. Por fim, foi realizada a análise térmica de cura da resina epóxi para diferentes proporções do agente endurecedor e presença de fibra de vidro durante o processo de cura do compósito.