Ref.: MCoCa03-001
Apresentador: Geraldo Maurício Cândido
Autores (Instituição): Cândido, G.M.(Instituto Tecnológico de Aeronáutica); Dalan, F.C.(Universidade Federal de São Paulo); da Silva, H.P.(Instituto Tecnológico de Aeronáutica); Arbelo, M.A.(Instituto Tecnologico de Aeronautica); Donadon, M.V.(Instituto Tecnologico de Aeronautica);
Resumo:
Em ciência dos materiais, uma análise criteriosa para investigar a causa de falha em componentes estruturais aeronáuticos produzidos em compósito polimérico, a fractografia é o meio mais eficaz para estudar a morfologia das superficies de fratura resultantes do carregamento mecânico dominante no comportamento de falha do material. As superfícies de fratura são oriundas da divisão do laminado em duas ou mais partes em resposta ao esforço imposto ao componente por eventos catastróficos e imprevisíveis em serviço, ou efeito da propagação de uma frente de trinca, ou caracterização após ensaio de falha. O início da fratura é induzido pela ação simultânea de diferentes mecanismos de falha na estrutura do compósito durante exposição a um certo nível de carregamento, favorecendo o enfraquecimento progressivo da condição funcional das fases constituintes. Por sua parte, a ciência da fractografia é fundamentada na aplicação de uma metodologia que compreende: observação, interpretação e descrição das características físicas de danos e modos de falha formadores das superfícies de fratura, fazendo uso da técnica de microscopia em todas as suas formas. A morfologia de fratura do compósito polimérico é complexa pois envolve múltiplos aspectos fractográficos específicos por causa da configuração das fases constituintes e qualidade das interfaces definidas na formação da microestrutura. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo apresentar o estudo fractográfico da fratura total da seção transversal de um painel reforçado de compósito termoplástico sob compressão axial e elucidar como os aspectos fractográficos e modos de fratura decorrentes, se relacionaram com o carregamento aplicado. Esse tipo de painel, comum em componentes de aeronaves, foi manufaturado por termoformagem de placas semi-impregnadas de tecido de fibra de carbono estilo (5-HS)/matriz PAEK, com dois reforçadores na forma de perfil ômega acoplados por toda a extensão longitudinal do revestimento via soldagem por indução. O painel foi ensaiado na condição quase-estática e atingiu a instabilidade por flambagem em aproximadamente 50% da carga final. As amostras das superfícies de fratura selecionadas para análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV), foram removidas e revestidas com uma fina camada condutora de íons de ouro. As imagens capturadas revelaram a influência dos mecanismos de falha na formação dos modos de fratura translaminar e interlaminar, com exibição dos aspectos físicos da fratura gerados por solicitação compressiva. Também foi identificado na fratura da junção reforçador/revestimento a presença de vazios na matriz, indicando que a interdifusão ideal das cadeias poliméricas na consolidação do contato íntimo entre ambos foi afetada. As evidências fractográficas desse tipo de defeito estrutural existente na área de solda, sugere que seja necessário revisar o conjunto de parâmetros que regulam o referido processo de soldagem para permitir maior eficiência na junção de peças.