VERIFICAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ORTOTRÓPICAS EM UM LAMINADO TIPO SANDUÍCHE

Resumo

Quando  um  projeto estrutural requer alta resistência e baixo peso, uma das melhores alternativas são os compósitos tipo sanduíche.  Estes materiais são compósitos em que fibras de alta resistência envolvem um núcleo de baixa densidade através de uma matriz, gerando assim um novo material com novas propriedades.  Perante a carência de dados a respeito da ortotropia em materiais compósitos, este trabalho tem por objetivo quantificar as resistências específicas nos três eixos de um laminado tipo sanduíche com matriz epóxi e núcleo de honeycomb de aramida, reforçado com fibra de carbono RC 300P.  Estes materiais são considerados nobres e utilizados para dar origem ao que nós chamamos de compósitos de alto desempenho.  Este estudo foi  desenvolvido com o intuito de otimizar o dimensionamento estrutural de uma aeronave radiocontrolada não tripulada desenvolvida para a competição SAE Brasil AeroDesign, competição  esta em  que uma elevada eficiência estrutural das aeronaves é altamente desejada, e influencia diretamente no resultado final.  Para maior confiabilidade nos dados, as amostras  foram laminadas manualmente e curadas em uma  bolsa de vácuo em ambiente limpo, com  temperatura e pressão controladas.  Todos os dados pertinentes ao processo foram armazenados em uma planilha de controle. Fazendo uso da planilha de controle, a repetibilidade do processo pode ser garantida.  Após a cura, as amostras foram  usinadas seguindo dimensões normatizadas.  Os corpos de prova foram  submetidos a testes de flexão normatizados nos principais sentidos da estrutura, sendo estes esforços descritos como flatwise e edgewise, com o objetivo de verificar as diferentes propriedades mecânicas apresentadas por um material ortotrópico. Após os testes, foram gerados gráficos de tensão e deformação que possibilitaram a compreensão do comportamento do  material quando submetido a esforços fletores em diferentes sentidos. A partir dos gráficos gerados pode-se calcular a resistência específica do material e o módulo de elasticidade, dados estes que são de grande importância para o projeto estrutural. Além disso, também foi analisado o modo de falha do material, que variou conforme a direção do esforço aplicado, o  que já era esperado de um material ortotrópico.  O estudo proporcionou uma aplicação mais inteligente dos materiais usados em componentes estruturais das aeronaves,  apresentando grande resistência mecânica no sentido das tensões principais e reduzindo o peso estrutural.