Fadiga de Compósitos de Fibra de Carbono/Epóxi obtidos pelo Processo de Moldagem por Transferência de Resina Assistida a Vácuo.

Abstract

A utilização de materiais compósitos, em especial os de fibra de carbono/resina epóxi, tem aumentado consideravelmente para aplicações industriais, em destaque para os elementos estruturais. No presente trabalho, compósitos laminados foram fabricados via VARTM - Moldagem por Transferência de Resina Assistida a Vácuo. Este processo atende os requisitos para aplicação estrutural e apresenta uma redução significativa de custo quando comparado à técnica usual de processamento em autoclave. O objetivo principal deste estudo é caracterizar as propriedades mecânicas estáticas e dinâmicas em cisalhamento no plano de um compósito de fibra de carbono/resina epóxi produzido via VARTM, incluindo o desenvolvimento de um modelo matemático de resistência residual para determinação do limite de deformação para 120.000, 480.000 e 960.000 ciclos. Os resultados obtidos mostram que os compósitos apresentaram volume de vazios abaixo de 2% e volume de fibras acima de 50%, atendendo aos requisitos para aplicação estrutural. A partir de imagens termográficas do corpo de prova durante a ciclagem foi definida a frequência de ensaio de 12 Hz para os ensaios de fadiga, a fim de assegurar que não ocorra falha prematura das amostras devido ao superaquecimento. Os efeitos do carregamento cíclico no compósito levaram a valores de resistência residual acima da média da resistência ao cisalhamento no plano dos ensaios estáticos. Os dados experimentais sugerem que a resistência residual é influenciada pelo número de ciclos pré-estabelecidos e pela deformação máxima aplicada em fadiga, e que o limite de deformação diminui à medida que o número de ciclos aumenta. Usando 95 % para o intervalo confiança, os valores mínimos e máximos do limite de deformação para 120.000, 480.000 e 960.000 ciclos se sobrepõem devido a grande proximidade entre eles. Os valores de limite de deformação obtidos para os ciclos estudados estão ente 10.800 e 15.700 μɛ, semelhantes aos encontrados para um compósito carbono/epóxi do tipo prepreg. O novo modelo demonstrou coerência com os dados experimentais e não necessitou de um elevado número de ensaios para ser implantado. Este modelo pode ser usado para prever a vida em fadiga de compósitos carbono/epóxi em um valor específico de deformação máxima aplicada e prever a resistência residual após um determinado número de ciclos.