Study of mechanical behavior in polymeric composite based on hybrid fabric

The study of the mechanical behavior of laminated composites generally presents difficulties in their development, especially with respect the effect of the anisotropy (fibers orientation influence in relation to the applied load direction) and presence of geometric discontinuities such as holes and/or notchs, thus the need for more detailed studies that determine accurately these influences. In this sense, the main objective of the present work is to determine the mechanical properties (as well as the residual properties) as well as the characteristics of the mechanical fracture of a reinforced laminated composite with four fabric layers of Kevlar/49 fibers and glass fibers/E, using the Orthophthalic Polyester resin as matrix. The entire study is performed against the uniaxial tensile test. Two distinct specimens are studied involving the fibers orientation with respect to the direction of the load application: 0°/90° and ±45°. In the case of specimens with orientation 0°/90° and with presence of geometric discontinuity (central hole), the influence processes different used to obtain these holes (milling and water jet) in the mechanical behavior of the laminate is also studied. The results showed that specimens with fibers oriented at 0°/90°, independent of the conditions studied, presented higher values of strength and stiffness in relation to test specimens with ± 45° oriented fibers. In relation the mechanical response, specimens with geometric discontinuity and at 0°/90 °oriented fibers, there was loss of load bearing capacity, while the process of obtaining the hole in these specimens did not significantly influence the results obtained. For test specimens with geometric discontinuity and ± 45° oriented fibers, results showed no loss in strength and stiffness of the material.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)O estudo do comportamento mecânico de laminados compósitos, em geral, apresenta dificuldades no seu desenvolvimento, principalmente no que diz respeito ao efeito da anisotropia (influência da orientação das fibras com relação à direção da carga aplicada) e presença de descontinuidades geométricas como furos e/ou entalhes, necessitando assim, de estudos mais detalhados e que determinem de forma precisa essas influências. Neste sentido, o presente trabalho tem por objetivo principal a determinação das propriedades mecânicas (como também as propriedades residuais) e das características de fratura mecânica de um laminado compósito reforçado com quatro camadas de tecidos de mechas híbridas de fibras Kevlar/49 e fibras de vidro/E, utilizando a resina de Poliéster Ortoftálica como matriz. Todo o estudo é realizado frente ao ensaio de tração uniaxial. Duas condições distintas de corpos de prova (cp’s) são estudadas envolvendo a orientação das fibras com relação à direção de aplicação da carga: 0°/90° e +45°/-45°. No caso dos cp’s com configuração 0°/90° e com presença de descontinuidade geométrica (furo circular central), também é estudada a influência de diferentes processos utilizados na obtenção desses furos (fresa e jato d’água) no comportamento mecânico do laminado. Os resultados mostraram que os corpos de prova com fibras orientadas a 0°/90, independente das condições estudadas, apresentaram maiores valores de resistência e rigidez em relação aos corpos de prova com fibras orientadas à ±45°. Com relação à resposta mecânica dos corpos de prova com descontinuidade geométrica e fibras orientadas a 0°/90° houve perda na capacidade de suporte de carga, enquanto que a forma de obtenção do furo nestes não influenciou de forma significativa nos resultados obtidos. Para os corpos de prova com descontinuidade geométrica e fibras orientadas à ±45°, os resultados não apresentaram perdas na resistência e rigidez do material