Compósitos mais eficientes

IPT
26/06/2018

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Avaliar o comportamento de três tipos diferentes de juntas compósitas para descobrir qual apresenta o melhor desempenho foi o objetivo da pesquisa desenvolvida por Felipe Parise Garpelli no âmbito do programa Novos Talentos, do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). Mestrando em compósitos no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), Garpelli fez uso da infraestrutura e equipamentos disponíveis no Núcleo de Estruturas Leves do IPT, em São José dos Campos, para desenvolver sua dissertação.

Os compósitos – estruturas formadas através da combinação de dois materiais diferentes, que resultam em um produto final com propriedades e desempenho superiores aos iniciais – têm as mais diversas aplicações na indústria: coletes à prova de balas, varas para provas de salto, pranchas de surf, pás de helicóptero e fuselagens de avião são alguns exemplos. Com a evolução do emprego destes materiais , é preciso investigá-los para garantir seu desempenho final. “Meu trabalho avalia especificamente uma propriedade, que é a tenacidade à fratura do material, ou seja, o quanto o material resiste até fraturar”, explica o Garpelli.

Para avaliar a propriedade, foram escolhidas três tipos de tecnologias para juntas compósitas: co-cura, co-colagem e colagem secundária, que envolvem a etapa de solidificação do material e a utilização de adesivos para deixá-lo mais resistente. O mestrando conta que a fadiga causada às tecnologias foi avaliada por ciclos em Modo I (utilizando dupla liga de cantilever, ou double cantilever beam) e Modo II (por meio de flexão de três pontos, ou end notched flexure) para visualizar e quantificar a propagação de trincas nos compósitos: “O modo I trata da abertura do material, como se ele fosse uma tesoura, e o modo II avalia o corpo de prova em escorregamento quando apoiado sobre outro”.

A partir dos resultados obtidos na avaliação, a próxima etapa do trabalho consistiu em gerar curvas G – Nf (‘G’ indica tenacidade a fratura e ‘Nf’ corresponde ao número de ciclos). A partir dessas curvas é possível indicar qual tecnologia para junta obteve o melhor desempenho em fadiga.

Para a geração das curvas, foi necessária a utilização de uma máquina servo-hidráulica, que testa os materiais através de pulsações e cargas alternativas durante os ciclos. Garpelli conta que a infraestrutura e o apoio do IPT foram essenciais nessa etapa, pois o critério de finalização dos ensaios era atingir um milhão de ciclos para cada corpo de prova. Foram ensaiados mais de 40 corpos no total. “No ITA existe esse mesmo equipamento, mas a fila de utilização por parte dos alunos é muito grande, o que impactaria diretamente no cronograma do meu mestrado. No IPT, devido à infraestrutura e também ao apoio e às conversas com os pesquisadores, tive uma grande contribuição experimental no trabalho”.

[1] Crédito da imagem: Cyberpunk (CC0), from Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Classoficacao_de_materiais_pt.svg.

Como citar esta notícia de inovação: IPT. Compósitos mais eficientes. Saense. http://www.saense.com.br/2018/06/compositos-mais-eficientes/. Publicado em 26 de junho (2018).

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