Estudo do comportamento mecânico de materiais compósitos : utilização conjugada do método dos elementos finitos e de técnicas de interferometria holográfica e ultra-sons.

Abstract

No presente trabalho pretende-se estudar o comportamento mecânico dos materiais compósitos de matriz epóxida reforçada com fibras longas de carbono, submetidos a solicitações de impacto a baixa velocidade. Este estudo está dividido em duas partes, na primeira das quais foi desenvolvido um modelo numérico, com a criação e implementação, no programa de elementos finitos MODULEF, de um elemento de interface, que permite prever a ocorrência de dano entre as camadas com diferentes orientações que constituem o compósito. O interesse do desenvolvimento do modelo numérico é justificado pela heterogeneidade dos materiais compósitos, inerente ao elevado número de parâmetros associados à sua produção, e ainda ao facto dos ensaios experimentais usados para caracterizar o comportamento dos materiais compósitos serem normalmente demorados e de difícil execução. O uso de elementos de interface permite obter o valor das tensões interlaminares na fronteira entre as diversas camadas que constituem o compósito, responsáveis pela ocorrência dos defeitos mais comuns neste tipo de materiais. A segunda parte deste estudo é experimental e com ela pretende-se determinar a posição e grandeza dos defeitos produzidos nas placas por uma solicitação de impacto, recorrendo a técnicas de análise produzidos nas placas por uma solicitação de impacto, recorrendo a técnicas de análise não destrutiva. Foram usadas duas técnicas de Interferometria Holográfica, o ESPI (Electronic Speckle Pattern Interferometry) e a Shearography, e ainda as técnicas Ultra – Sonoras, normalmente designadas por A- Scan e C-Scan. Com as técnicas utilizadas pretendeu-se confirmar a presença dos defeitos produzidos por solicitações de impacto de baixa velocidade, e ter uma ideia acerca da sua forma, localização e dimensão.