Melhoria das propriedades mecânicas de uma sandwich de compósito

A utilização das estruturas sandwich está envolvida significativamente em vários ramos da indústria tais como a aeronáutica, aeroespacial, civil, automóvel, entre outras. O uso deste tipo de estruturas tem tido um crescente interesse por parte das indústrias, muito devendo-se às diversas vantagens que oferece em termos de resistência , peso, custo e impacto ambiental. o presente relatório apresenta como principal objectivo a melhoria das propriedades mecânicas de uma sandwich de compósito. No âmbito desta melhoria pretendida, optamos por utilizar uma estrutura sandwich com núcleo de material potimérico e faces de materiais compósitos. O material do núcleo é geralmente de pouca resistência , contudo a sua elevada espessura aliada a um baixo peso permite reduzir a densidade global da sandwich e ao mesmo tempo fornece uma elevada rigidez de flexão . Foi implementado um conceito estrutural diferente de uma estrutura sandwich que difere da sandwich convencional, tendo como diferença a introdução de uma camada intermédia de baixa espessura entre as camadas da face superior e inferior da estrutura sondwich. Esta camada intermédia irá possibHitar o uso de camadas muito finas para a face e o uso de materiais de núcleo mais baratos como o XPS (poliestereno extrudido) e PUR (poliuretano), com o custo de um peso global da estrutura ligeiramente maior. A vantagem para o uso deste tipo de sandwich poderá não se verificar nos modos de falha de corte do núcleo ou instabilidades nas faces pois possuem propriedades que não incluem interação com outros materiais, mas verificar-se-á nos modos de falha de enrugamento da faces e indentação devido à maior rigidez e estabilidade da face à compressão. Procedeu-se à realização de vários provetes, que foram posteriormente submetidos a ensaios mecânicos de flexão em 3 pontos , para ser possível analisar as propriedades mecânicas e os modos de falha que ocorrem. Os resultados obtidos a partir dos ensaios podem variar de acordo com vários factores tais como a espessura total da sandwich, as características dos materiais constituintes da estrutura, a camada de ligação (adesivo) utilizado e o método de construção da estrutura. Foram tiradas algumas conclusões que demonstram a viabilidade da solução preconizada. Foram apresentadas propostas para trabalhos futuros.The use of sandwich structures is significantly involved in various branches of industry such as aeronautics, aerospace, civil, automotive, among others. The use Df such structures has been a growing interest by industry, given by the various advantages it offers in terms of strength, weight, cost and environmental impact. The main objective of this report is the improvement of the mechanic properties of sandwich composite structure. Under this desired improvement, we chose to use a sandwich structure with polymeric core material and composite materials faces. The core material is generally Df low resistance, but its low weight combined with a high thickness reduces the overall density of the sandwich and, at the same time, provides high bending stiffness. It was implemented a different structural concept of a sandwich structure which differs from the conventional sandwich, with the difference introducing an intermediate layer of low thickness between the layers of the top face and bottom of the sandwich structure. This intermediate layer will allow the use of very thin face sheets and the use of cheaper core materials XPS (extruded polystyrene) and PUR (polyurethane), with the cost of a slightly larger overall weight of the structure. The advantage to using this type of sandwich may not be seen in the failure modes of the core or faces buckling because they have properties that do not include interaction with other materials, but it will occur in the failure modes of face wrinkling and face indentation due to greater rigidity and compression stability of the face. Several test specimens were manufactured and then submitted to 3 point bending tests in order to analyze the mechanical properties and failure modes that occur. The results obtained from the tests may vary according to various factors such as the overall thickness of the sandwich, the characteristics of its materials, the misuse of the adhesive and the method of construction of the structure. Some conclusions that demonstrate the feasibility of the proposed solution were taken. Proposals for future work are presented