Estudo do comportamento mecânico de cilindros de compósito polimérico com bobinagem simétrica e assimétrica

Abstract

O objetivo do trabalho é avaliar o comportamento mecânico de cilindros de compósito polimérico com bobinagem simétrica e assimétrica, fabricados pelo processo de bobinamento filamentar (filament winding). Na construção de estruturas cilíndricas de compósito polimérico, a posição das camadas exerce influência na resistência mecânica do compósito que pode comprometer o comportamento mecânico da estrutura. Dependendo da configuração de bobinagem adotada, o compósito pode ser simétrico ou assimétrico devido à posição das camadas em relação ao plano médio do material. Um compósito laminado cuja seqüência de camadas abaixo do plano médio é uma imagem de espelho da seqüência empilhada acima é denominado de simétrico. Nos compósitos com configuração assimétrica, há diferenças de distância entre as camadas de mesmo ângulo posicionadas acima e abaixo do plano médio. Essas distâncias que são diferentes devido à assimetria provocam o surgimento de efeitos que podem alterar o comportamento mecânico da estrutura cilíndrica. Para a execução dos ensaios, foram fabricados dois grupos de cilindros que apresentam alteração no posicionamento das camadas em relação ao plano médio, caracterizando laminados simétrico e assimétrico. A configuração de bobinagem, para um total de 10 camadas, tem ângulos de 90º e 30º, sendo a espessura de cada camada 0,15 mm. Resultados iniciais obtidos de ensaios hidrostático revelaram que a configuração assimétrica produziu modos de falha que apresentam, além de uma extensa trinca longitudinal, trincas próximas a 45º, caracterizando um efeito produzido pelo cisalhamento, que é resultado da assimetria. Em cilindros com bobinagem simétrica, há a ocorrência de uma trinca longitudinal, característica de ensaio hidrostático em cilindros de extremidades abertas.