AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA DE MATERIAIS COMPÓSITOS REFORÇADOS POR FIBRAS LONGAS UNIDIRECIONAIS EMPREGANDO MODELOS DA MICROMECÂNICA

Abstract

O emprego de materiais compósitos nas mais diversas áreas da engenharia se justifica por algumas características apresentadas pelos mesmos que não estão presentes nos materiais convencionais. A principal diferença está na possibilidade de projetá-los, com o intuito de atender demandas específicas da indústria, por meio da combinação de diferentes materiais constituintes e da adoção de diferentes configurações microestruturais. Os materiais compósitos podem apresentar propriedades que não poderiam ser atendidas pelos seus constituintes isoladamente, além da possibilidade de serem projetados visando-se um desempenho mecânico otimizado. No entanto, diferentemente dos materiais convencionais, na sua maioria homogêneos e isotrópicos, os materiais compósitos apresentam heterogeneidade e anisotropia, tornando a análise mecânica dos mesmos mais complexa. A micromecânica de materiais heterogêneos se utiliza de técnicas de homogeneização, de modelos analíticos e de simulações numéricas para a obtenção das propriedades macroscópicas efetivas destes materiais, além de possibilitar a realização de análises de tensões e uma melhor compreensão dos seus mecanismos de falha. Neste trabalho, propõem-se a utilização de modelos micromecânicos baseados na teoria da elasticidade linear (CCA e Auto-Consistente Generalizado) para avaliação dos parâmetros de resistência e geração das superfícies de falha de materiais compósitos com constituintes isotrópicos e reforçados por fibras longas unidirecionais. Apresenta-se ainda comparações destes parâmetros de resistência com aqueles obtidos por expressões e valores experimentais encontrados na literatura e das superfícies de falha geradas pelos modelos micromecânicos com aquelas obtidas por critérios de falha polinomiais interativos (Tsai-Hill e Tsai-Wu).