Técnicas Laboratoriais Ensaios Destrutivos

Transcrição

1 UFCD Técnicas Laboratoriais Ensaios Destrutivos Reflexão Nesta UFCD começamos por abordar os diferentes tipos de ensaios destrutivos, interpretar as normas e tabelas para cada um dos ensaios destrutivos, reconhecer e identificar a deformação elástica e a deformação plástica; conhecer os diversos equipamentos utilizados nos ensaios destrutivos, preparação das amostras segundo normas e especificações adequadas e executar os cálculos relacionados com as características dos materiais, realizar os ensaios mais adequados a cada peça deve ser submetida, no âmbito de obter resultados e emitir relatórios com conclusões principais. A componente teórica serviu para relembrar algumas propriedades mecânicas dos materiais (dureza, plasticidade, elasticidade, entre outras). Aprendemos que os ensaios destrutivos consiste em submeter um material em situações de esforços que simulam as condições reais de utilização. Ensaios destrutivos têm como caraterística deixar algum sinal na peça ou CDP submetido ao ensaio, mesmo que estes não fiquem inutilizados. Esta UFCD teve como atividade a execução de ensaios destrutivos de tracção em CDP s produzidos em fibra de carbono com diferentes camadas e orientações e a mais duas peças de alumínio. Em grupos de dois realizamos o ED de tracção, na sala de metrologia, com o objetivo de obter dados e resultados de forma a elaborar relatório com principais conclusões. Para isso aprendemos a interpretar o gráfico de tracção, diferenciando a zona elástica que é representada por uma linha recta e que é possível o material voltar ao seu aspecto inicial e propriedades originais, quando termina a recta e inicia se a zona na curvatura, a deformação plástica onde ocorre uma deformação irreversível e por fim o ponto de ruptura em que o CDP quebra. LUIS SERRANO TÉCNICO DE PRODUÇÃO E TRANSFORMAÇÃO DE COMPÓSITOS

2 Após o final dos ensaios destrutivos, realizamos o relatório com as conclusões observadas, com base nos resultados obtidos em que calculamos o módulo de elasticidade, tensão de cedência de ruptura, deformação e densidade. Tivemos ainda oportunidade de observar os CDP s partidos no microscópio. Para esta UFCD 5817 Técnicas Laboratoriais Ensaios Destrutivos, coloco como evidência o relatório elaborado sobre o ensaio de tracção pelo meu grupo, refletindo assim as aprendizagens por mim adquiridas Concluo que estes conhecimentos técnicos são muito importantes para a indústria aeronáutica, devido ás condições reais a que as aeronaves produzidas são depois expostas. Foi uma UFCD interessante, especialmente pela dinâmica de grupo na componente prática, que me permitiu estar em contacto com os equipamentos da sala de metrologia e conhecer mais sobre o comportamento do material compósito, e de relevância para a minha formação profissional. Formadora: Cristina Parreira LUIS SERRANO TÉCNICO DE PRODUÇÃO E TRANSFORMAÇÃO DE COMPÓSITOS

3 5817 Ensaios destrutivos Formadora: NOTA EVIDÊNCIA Trabalho elaborado por: Ana Bento 15,25 VALORES Luis Serrano

4 Objectivos Nestes ensaios destrutivos por tracção foram utilizados diversas amostras de material de compósito e alumínio para a obtenção de dados com o objetivo de identificar e compreender as diferenças de densidade, elasticidade e tensão, tendo em conta o tipo de material, e no caso do compósito às suas orientações de tecidos e quantidade de camadas sobrepostas. Com base nos valores de espessura, comprimento e largura calculamos o volume e a massa e por sua vez a densidade de cada amostra. Dentro destas peças, quatro de compósito e uma de alumínio, foram testadas no ensaio de tração, onde se verificou diferenças de tensão de rotura, conforme as características da peça. Durante o ensaio de tracção, foi construído um gráfico representativo do comportamento das amostras. Com base nestes gráficos, seguiu-se o objetivo de calcular o módulo de elasticidade e retirar outras propriedades mecânicas importantes.

5 CDP Massa /g Volume/ cm 3 DENSIDADE g/cm 3 1 1,52 1, ,020 Sem 2 2,94 4, ,651 Pressão 3 5,75 4,5864 1, ,02 8, , ,48 1, ,019 Com 2 2,92 2, ,164 Pressão 3 6,04 4, , ,82 8, ,341 Alumínio 1 6,76 2, ,561 Alumínio 2 24,75 9, ,503 Imagem dos CDP s antes do ensaio de tração

6 Gráfico 1: Tensão vs. Deformação Legenda: CDP2-2 camadas de carbono bidirecional pré-impregnado, sentido 0º e 45º c/pressão CDP3-4 camadas de carbono bidirecional pré-impregnado, sentido 0º e 45º c/pressão CDP1 - alumínio CDP2-2 camadas de carbono bidirecional pré-impregnado, sentido 0º e 45º s/pressão CDP3-4 camadas de carbono bidirecional pré-impregnado, sentido 0º e 45º s/pressão

7 Tratamento de Dados Provetes Módulo de elasticidade Tensão de ruptura Deformação CDP2 1,1333 MPa 3350 N 3300 µm c/pressão CDP3 1,0322 MPa 7900 N 5085 µm c/pressão CDP1 3,0666 MPa 3100 N 4385 µm alumínio CDP2 1,0714 MPa 3195 N 3185 µm s/pressão CDP3 s/pressão 2,0416 MPa 9790 N 5585 µm Imagem dos CDP s testados Imagem microscópia do CDP de 2 camadas Conclusão No final, com a ajuda do ensaio de tração e cálculos feitos módulo de elasticidade, ruptura e tensão, verificámos que o alumínio aguenta maiores níveis de tensão em relação ao compósito. Em contrapartida o compósito de quatro camadas (com pressão) apresenta maior tensão e o compósito de duas camadas (com pressão) é o que apresenta menos. Verificou-se também que compósito de quatro camadas (sem pressão) foi o que aguentou mais tempo até à sua ruptura, sendo o que apresenta menos elasticidade. Em todas as peças testadas ocorreu o barulho de quebra. Observamos que a densidade é uma caraterística física fundamental, logo quanto maior for a densidade maior é a cedência de ruptura, e o nível de deformação. Concluímos que dos materiais testados, aqueles que suportam maior tensão de ruptura são os materiais em fibra de carbono, comparativamente ao alumínio.