Avaliação do efeito ambiental nas propriedades mecânicas e viscoelásticas de compósitos híbridos de titânio/fibra de carbono/resina epóxi

Abstract

Hybrid composites combining metal plates and laminates with continuous fiber reinforced polymer, called fiber-metal (CHMF), have been particularly attractive for aerospace applications, due mainly to their high mechanical strength and stiffness associated with low density. These laminates (CHMF) consist of a sandwich structure consisting of layers of polymer composites and metal plates, stacked alternately. This setting allows you to combine the best mechanical performance of polymer composites reinforced with long fibers, to the high toughness of metals. Environmental effects should always be considered in the design of structural components, because these materials in applications are submitted to the effects of moisture in the atmosphere, the large cyclical variations of temperature around 82 ° C to -56 ° C, and high effort mechanical. The specimens of fibermetal composite were prepared at EMBRAER with titanium plates and laminates of carbon fiber/epoxy resin. This study aims to evaluate the effect of different environmental conditions (water immersion, hygrothermal chamber and thermal shock) of laminate hybrid titanium/carbon fiber/epoxy resin. The effects of conditioning were evaluated by interlaminar shear tests - ILSS, tensile, and vibration free

Compósitos híbridos combinando placas metálicas e laminados poliméricos reforçados com fibras contínuas, denominados metal-fibra (CHMF), têm-se mostrado particularmente atrativos para aplicações aeroespaciais, devido principalmente, à sua elevada resistência mecânica e rigidez, associado à baixa massa específica. Esses laminados (CHMF) consistem em uma estrutura sanduíche constituída por lâminas de compósitos poliméricos e placas metálicas, empilhadas alternadamente. Essa configuração permite combinar o melhor desempenho mecânico dos compósitos poliméricos, reforçados com fibras longas, com a elevada tenacidade dos metais. Os efeitos ambientais devem ser sempre considerados nos projetos de componentes estruturais, pois estes materiais em uso são submetidos aos efeitos da umidade presente na atmosfera, às grandes variações cíclicas de temperatura, geralmente variando de 82 °C a - 56°C, e a elevados esforços mecânicos. O presente trabalho tem como objetivo avaliar os efeitos de diferentes condicionamentos ambientais (imersão em água, câmara higrotérmica e choque térmico) sobre o comportamento mecânico e viscoelásticos de laminados híbridos de titânio/fibras de carbono/resina epóxi. Os corpos de prova do compósito metal-fibra foram preparados na EMBRAER a partir de placas de titânio e laminados de fibras de carbono/resina epóxi. Os efeitos dos condicionamentos estudados foram avaliados por ensaios de cisalhamento interlaminar - ILSS, tração, e vibração livre