Resistência ao cisalhamento losipescu em compósitos de fibra de carbono e de vidro com resina epóxi

Gonçalves, Vanderlei O.; Pardini, Luiz Cláudio; Garcia, Kledermon; Ancelotti Jr, Antonio Carlos; Bezerra, Eduardo Marcelo

doi:10.5028/jatm.2009.01014953

Resumo:

O principal objetivo do presente trabalho foi a determinação do módulo de cisalhamento G₁₂ e a máxima resistência ao cisalhamento (ô₁₂) utilizando o ensaio de cisalhamento losipescu. Os testes foram conduzidos com dois tipos de compósitos, fibra de carbono/epóxi e fibra de vidro/epóxi utilizados na indústria aeroespacial e também uma matriz de resina moldada. Os resultados indicam a efetiva contribuição das fibras de reforço para a resistência ao cisalhamento (ô₁₂) e para o módulo de cisalhamento (G₁₂) comparado com a matriz polimérica sem reforço.

Palavras-chave:
Compósitos; Fibra de carbono; Fibra de vidro; Cisalhamento losipescu; Resina epóxi

Abstract:

The main aim of the present work was the determination of the shear modulus (G_I2) and the maximum shear strength (ô_I2) using the losipescu Shear Test. Tests were carried out on two types of composites, carbon fiber/epoxy and glass fiber/epoxy, used in the aerospace industry, and also a molded epoxy resin matrix. The results indicate the effective contribution of fiber reinforcements to the shear strength (ô₁₂) and shear modulus (G₁₂) compared to the no reinforcement polymer matrix.

Key Words:
Composites; Carbonfiber; Glassfiber; losipescu shear; Epoxy resin

Texto completo disponível apenas em PDF.

REFERÊNCIAS

ASTM D 5379M/05. "Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by the V-Notched Beam Method".
Bezerra, E. M., Ancellotti, A. C., Pardini, L. C., Rocco, J. A. F. F., Ilha, K., Ribeiro, C. H. C., 2007, "Artificial Neural Networks Applied to Epoxy Composites Reinforced with Carbon and E-Glass Fibers: Analysis of the Shear Mechanical Properties", Material Science and Engineering A464, pp. 177-185.
Dias, J. C., 2004, "Resistência ao Cisalhamento de Compósito Carbono Reforçado com Fibras de Carbono/Tecido tipo Twill", Revista Matéria, Vol. 9, No. 4, pp. 263-270.
El-Assal, A.M., Khashaba, U.A., 2007, "Fatigue Analysis of Unidirectional GFRP Composites Under Combined Bending and Torsional Loads", Compos. Struct., Vol. 79, No. 4, pp 599-605.
Ferry, L., Perreux, D., Varchon, D., Sicot, N., 1999, "Fatigue Behavior of Composite Bars Subjected to Bending and Torsion", Compos. Sci. Technol. Vol.59, No.4, pp. 575-582.
Hung, S. C., Liechti, K. M., 1997, "An Evaluation of the Arcan Specimen for Determining the Shear Moduli of Fiber-reinforced Composites", Experimental Mechanics, Vol. 37, No. 4, pp. 460-468.
Hussain, A.K., Adams, D.F., 1999, "The Wyoming-Modified Tworail Shear Test Fixture for Composite Materials", J. Compos. Technol. Res., Vol. 21, No. 4, pp. 215-223.
Khashaba, U.A., 2004, "In-Plane Shear Properties of Cross-Ply Composite Laminates With Different off-Axis Angles", Compos. Struct., Vol. 65, No. 2, pp.l67-177.
Kinloch, A.J.; Young, R.J. 1995, "Fracture Behavior of Polymers", Chapman & Hall, UK, pp. 315-317.
Lessard, L.B., Eilers, O.P., Shokrieh, M.M., 1995, "Testing of in Plane Shear Properties Under Fatigue Loading", J. Reinf. Plast. Compos. Vol. 14, No. 9, pp. 965-987.
Odegard, G., Kumosa, M., 2000, "Determination of Shear Strength of Unidirectional Composite Materials with the Iosipescu and 101 Off-Axis Shear Tests", Compos. Sci. Technol. Vol. 60, pp. 2917-2943.
Pindera, M. J., Ifju, P., Post, D., 1989, "Iosipescu Shear Characterization of Polymeric and Metal Matrix Composites", Experimental Mechanics, vol. 30, No. 1, pp. 101-108.
Souza, E. B., 2006, "Resistência ao cisalhamento Iosipescu do compósito laminado reforçado com tecido de fibras de vidro/epóxi", Tese de Mestrado, Universidade Federal de Itajubá, pp. 13-33.
Tew, B.W., Odom, E. M., Teel J. D., 2001, "Composite Specimen Bearing Failure Reduction in Iosipescu Shear Tests", Experimental Mechanics, Vol. 41, No. 3, pp. 218-224.
Walrath, D.E., Adans, D.F., 1983, "The Iosipescu Shear Test as Applied to Composite Materials", Experimental Mechanics, pp. 105-110.

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
Jan-Jun 2009

Histórico

Recebido
30 Abr 2009
Aceito
13 Maio 2009

Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que o trabalho original seja corretamente citado.

[1] ASTM D 5379M/05. "Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by the V-Notched Beam Method".

[2] Bezerra, E. M., Ancellotti, A. C., Pardini, L. C., Rocco, J. A. F. F., Ilha, K., Ribeiro, C. H. C., 2007, "Artificial Neural Networks Applied to Epoxy Composites Reinforced with Carbon and E-Glass Fibers: Analysis of the Shear Mechanical Properties", Material Science and Engineering A464, pp. 177-185.

[3] Dias, J. C., 2004, "Resistência ao Cisalhamento de Compósito Carbono Reforçado com Fibras de Carbono/Tecido tipo Twill", Revista Matéria, Vol. 9, No. 4, pp. 263-270.

[4] El-Assal, A.M., Khashaba, U.A., 2007, "Fatigue Analysis of Unidirectional GFRP Composites Under Combined Bending and Torsional Loads", Compos. Struct., Vol. 79, No. 4, pp 599-605.

[5] Ferry, L., Perreux, D., Varchon, D., Sicot, N., 1999, "Fatigue Behavior of Composite Bars Subjected to Bending and Torsion", Compos. Sci. Technol. Vol.59, No.4, pp. 575-582.

[6] Hung, S. C., Liechti, K. M., 1997, "An Evaluation of the Arcan Specimen for Determining the Shear Moduli of Fiber-reinforced Composites", Experimental Mechanics, Vol. 37, No. 4, pp. 460-468.

[7] Hussain, A.K., Adams, D.F., 1999, "The Wyoming-Modified Tworail Shear Test Fixture for Composite Materials", J. Compos. Technol. Res., Vol. 21, No. 4, pp. 215-223.

[8] Khashaba, U.A., 2004, "In-Plane Shear Properties of Cross-Ply Composite Laminates With Different off-Axis Angles", Compos. Struct., Vol. 65, No. 2, pp.l67-177.

[9] Kinloch, A.J.; Young, R.J. 1995, "Fracture Behavior of Polymers", Chapman & Hall, UK, pp. 315-317.

[10] Lessard, L.B., Eilers, O.P., Shokrieh, M.M., 1995, "Testing of in Plane Shear Properties Under Fatigue Loading", J. Reinf. Plast. Compos. Vol. 14, No. 9, pp. 965-987.

[11] Odegard, G., Kumosa, M., 2000, "Determination of Shear Strength of Unidirectional Composite Materials with the Iosipescu and 101 Off-Axis Shear Tests", Compos. Sci. Technol. Vol. 60, pp. 2917-2943.

[12] Pindera, M. J., Ifju, P., Post, D., 1989, "Iosipescu Shear Characterization of Polymeric and Metal Matrix Composites", Experimental Mechanics, vol. 30, No. 1, pp. 101-108.

[13] Souza, E. B., 2006, "Resistência ao cisalhamento Iosipescu do compósito laminado reforçado com tecido de fibras de vidro/epóxi", Tese de Mestrado, Universidade Federal de Itajubá, pp. 13-33.

[14] Tew, B.W., Odom, E. M., Teel J. D., 2001, "Composite Specimen Bearing Failure Reduction in Iosipescu Shear Tests", Experimental Mechanics, Vol. 41, No. 3, pp. 218-224.

[15] Walrath, D.E., Adans, D.F., 1983, "The Iosipescu Shear Test as Applied to Composite Materials", Experimental Mechanics, pp. 105-110.

Brasil