Efeito de ambientes hostis na resposta à fadiga de laminados vidro/epóxido

Abstract

O uso de materiais compósitos nas mais diversas indústrias, como por exemplo, química, automóvel, naval, aeroespacial, tem-se destacado na substituição dos materiais convencionais, como por exemplo os metais, devido às suas boas propriedades mecânicas.O objeto de estudo desta dissertação é avaliar o comportamento mecânico de um material compósito, composto por uma matriz de resina epóxido, reforçada com fibra de vidro, o qual tem diversas aplicações na indústria naval.Este estudo centra-se no efeito da imersão de laminados de vidro/epóxido em água do mar, neste caso da Figueira da Foz, Portugal, na resposta à fadiga deste material.Para avaliar a taxa de absorção de água ao longo do tempo de imersão, 4 amostras foram pesadas antes de serem imersas em água do mar e depois, periodicamente, ao longo dos 229 dias de imersão.Os provetes apresentam uma geometria retangular, com um furo central, para garantir que a falha de todas as amostras ocorresse nesta zona de maior concentração de tensões.Neste estudo foram realizados ensaios de tração para avaliar a resistência à tração do material e ensaios de fadiga, com o principal objetivo de obter as curvas S-N para amostras de controlo, amostras imersas sem pré-carga e amostras imersas com pré-carga. Os resultados foram comparados no que diz respeito à resposta à fadiga.A água do mar não apresentou efeitos significativos no material, no que diz respeito à diminuição de resistência à fadiga. O efeito da pré-carga também não mostrou ser significativo.As curvas S-N e as curvas de deformação em função do número de ciclos até à rotura apresentam grande dispersão de resultados, o que se traduz em baixos coeficientes de correlação

The use of composite materials in the most diverse industries, such as chemical, automotive, naval, aerospace, has been outstanding in the substitution of conventional materials, such as metals, due to their good mechanical properties.The subject matter of this work is to evaluate the mechanical behaviour of a composite material composed of a matrix of epoxy resin reinforced with glass fiber, which as many applications in the shipbuilding industry.This study focuses on the effect of glass/epoxy laminates immersion in seawater, in this case of Figueira da Foz, Portugal, in response to the fatigue of this material.To evaluate the absorption rate over time of immersion, four samples were weighed before being immersed in seawater and then periodically throughout the 229 days of immersion.The test pieces have a rectangular geometry with a central hole to ensure that the failure of all samples occur in the area of greatest stress concentration.This study carried out tensile tests to evaluate the tensile strength of the material and fatigue tests, with the main objective of obtaining S-N curves for control samples, immersed samples without preload and preload immersed samples. The results were compared with respect to the response to fatigue.The seawater had no significant effect on the material, with regard to reduction of fatigue resistance. The preload also showed no significant effect.S-N curves and strain depending on the number of cycles to rupture curves exhibit high dispersion results, which translates into low correlation coefficients.