Development of a weight loss impact machine for composite materials

O crescente desenvolvimento de materiais compósitos reforçados nos últimos anos tem propiciado novas alternativas para solucionar diversos problemas acerca da necessidade de novos materiais com combinações de propriedades. Para utilizarmos tais materiais, devemos realizar vários ensaios mecânicos, como: tração, compressão, flexão e principalmente de impacto. Para isso, foram realizados estudos específicos sobre materiais compósitos e impactos em estruturas laminadas. Através desses estudos e de um levantamento do estado da arte acerca do projeto de diversas máquinas de impacto por queda de peso, foi projetada e fabricada uma máquina de impacto por queda de peso para materiais compósitos de simples concepção. A máquina desenvolvida possui um intervalo de energia de impacto entre 20J e 96J, obtida através de variação da massa de queda de impacto. Foi desenvolvido também um sistema instrumentação para aquisição da força de impacto e da energia absorvida pelo corpo de prova, além de um sistema anti rebote eletromecânico. Para a validação do equipamento foram realizados ensaios de impacto por queda de peso em placas compósitas de fibra de vidro com 8, 10, 12 e 14 camadas e analisado os danos causados nas mesmas, através de software de análise de imagem. A partir de um software de análise de vídeo foi possível calcular a velocidade de impacto e a energia de impacto nos ensaios e comparar com o método teórico e o instrumentado.The increasing development of reinforced composite materials in recent years has provided new alternatives to solve various problems about the need for new materials with combinations of properties. For such materials we use, we conduct various mechanical tests, such as tensile, compression, bending and mainly impact. For this, specific studies on composite materials, and impact on laminate structures were performed. Through these studies and a survey of state of the art about the project in several of drop impact weight machines, is designed and manufactured a machine to drop impact weight for composites of simple design. The machine has developed a range of impact energy of 20J, and 96J, obtained by varying the mass of the drop impact. One instrumentation system for the acquisition of the impact force and energy absorbed by the specimen was also developed, and an anti rebound electromechanical system. To validate the equipment impact tests were performed by weight loss in composite plates with glass fiber 8, 10, 12 and 14 layers and analyzed the damage caused in the same via image analysis software. From a software video analysis it was possible to calculate the impact velocity and impact energy in the tests and compare with the theoretical method and instrumented