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Carolina Stecca

Ensaio em Compsitos: Desafios & Solues

SAMPE Brasil

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Desafios

Ensaios de Produtividade: grande nmero de configuraes de ensaios e normas.

Equipamento de teste flexvel Fcil alterao de configurao Mtodos de ensaio normatizados

Alcanar e manter um alinhamento preciso. Necessidade de alinhamento preciso Critrios de alinhamento Nadcap

Medida de deformao Ensaios normatizados Campos de deformao no uniformes

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Trao: Fibra - propriedade. Depende da rigidez

trao e resistncia mecnica da fibra.

Compression: Matriz - propriedade dominante.

Depende da rigidez e da qualidade de

aderncia da resina em ser capaz de manter as

fibras alinhadas.

Cisalhamento: Matriz propriedade dominante. Ela quem transfere as tenses

atravs do compsito.

Flexo: Combinao dos trs: em

cima=compresso; em baixo= trao; no meio=

cisalhamento

Compsitos exigem um grande nmeros

de ensaios para caracterizao

E tambm uma srie de ensaios estruturais em peas. Ex: trao em

fenda (open hole) trao & compresso, compresso aps o impacto (CAI)

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Desafio 1

Gerenciando um vasto range de

Tipos de Ensaio e Normas

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NO SUPORTADO seo de ensaio curta ISO 14126

ASTM D3410 (ITTRI) ASTM D 6641 (CLC) AITM 1-0008 (Hydraulic Grips)

Corpo de prova suportado(anti-Flambagem) ISO 14126 Modified ASTM D 695 ASTM D 6484

Configuraes do ensaio de Compresso

CORPO DE PROVA NO SUPORTADO

CORPO DE PROVA SUPORTADO

(Anti-Buckling)

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Sistema modular e flexvel para a variedade de ensaios

ao longo de um intervalo de temperaturas

Clula de carga com faixa de 1000:1

garras com alinhamento de preciso

Cmara de Aquecimento

CAI

Compresso de acordo com ASTM D695 etc.

Piggy back pratos de compresso com assentos esfricos

Dispositivo de alinhamento

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BlueHill 3 Mtodo de ensaio em Compsitos

Mtodos de ensaios: Trao Compresso Cisalhamento Flexo Tenacidade fratura Especiais.

Mtodos de acordo com as normas:

ASTM, ISO, EN, Pr-EN AITM, BSS..

Os mtodos incluem dados e relatrio

Software flexvel e fcil para novos usurios e / ou

modificao dos mtodos

existentes.

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Desafio 2

Alinhamento

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Alinhamento e Quantificao

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O que Alinhamento?

IV

1- Alinhamento correto dos

dispositivos de fixao. 2- Desalinhamento

concntrico entre os

dispositivos de fixao

superior e inferior

3- Desalinhamento angular

entre os dispositivos de

fixao superior e inferior

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Por que o alinhamento to importante

no Ensaio de Materiais Compsitos? Ensaio em um metal

dctil

Desalinhamento introduz distribuio

de tenso desigual

Aumento do limite de escoamento na

regio de alta tenso,

mas continua a

suportar carga

Redistribuio da carga, gerando a

reduo do efeito de

desalinhamento.

Ensaio em um

Compsito reforado

com fibra

Desalinhamento introduz distribuio de

tenso desigual

Fibras na regio de alta tenso falham

A tenso aumenta no restante das fibras,

causando falha rpida .

O desalinhamento tem um efeito significativo

sobre os resultados de

ensaio

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Medindo Alinhamento

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Permite pequenos ajustes de angularidade, posio e concentricidade para otimizar o alinhamento entre as garras superior

e inferior em uma mquina de ensaio.

Dispositivos projetados para permitir que o ajuste sob carga sejam muito mais fceis.

Dispositivos de Alinhamento

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Alinhamento no ensaio de Compresso

Garras Hidrulicas de efeito Cunha

Alta rigidez lateral para manter o alinhamento sob carga

Pratos de Compresso com Assento Esfrico

Rpido e fcil montagem sistema de fixao

Centro de rotao localizado no centro da superfcie da

placa de compresso.

Dispositivo de travamento De acordo com os requisitos

de alinhamentoda NADCAP

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O que o Nadcap

Nadcap (sigla the National Aerospace and Defence Contractors Accreditation Program). Programa de credenciamento de prestadores de servios de defesa e aeronutica nacional

PRI's (Performance Review Institute) nome da marca para o programa credenciado gesto da indstria para processos especiais nas indstrias aeroespacial. (Processos, produtos, melhoria contnua, controle de qualidade)

Um programa cooperativo mundial de grandes empresas, representantes do governo e fornecedores, com a finalidade de melhorar a qualidade no setor aeroespacial.

O programa de acreditao inclui a auditoria de Ensaio de Materiais de Laboratrios e Sistemas para demonstrar e certificar a conformidade com os requisitos Nadcap.

Mais informaes sobre PRI e Nadcap http://www.pri-network.org/PRI/ http://www.pri-network.org/Nadcap/

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Nadcap - Requisitos de alinhamento para o

Ensaio de trao em Compsitos

Alinhamento medido sob carga de trao em corpos de provas aferidos (ver nota no final) que so representativos das amostras a serem testadas.

Para AC7122 (Compsitos) O alinhamento tpico dos corpos de prova so mostrados

no documento da NADCAP .

O PBS aceitvel : Ensaios Estticos: 8% Ensaios Cclicos: 5%

ASTM E1012 referenciado pela juno da NADCAP e outras normas.

Contm procedimentos detalhados. ltima verso (E1012-12) inclui classificaes em 5%, 8% e 10% PBS.

NOTA: Os procedimentos para verificar o alinhamento Nadcap so mais exigentes do que as descritas na ASTM E1012 e eles no permitem "compensao clula alinhamento" isto significa que as clulas de alinhamento muito precisos so necessrios para executar essas verificaes.

IV

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Mas no s sobre Alinhamento

Atender aos requisitos NADCAP significa: Alinhamento de acordo com a referida norma

Alinhamento de corpo de prova: Representam todos os materiais ensaiados.

Calibrao: A frequncia de acordo com ISO/ASTM para clulas de carga, extensmetros, deslocamento, velocidade,

etc.

Manuteno Preventiva: plan is followed. Treinamento: Operadores devem ser treinados para conhecer

intimamente o funcionamento do equipamento

Servios oferecidos pela INSTRON

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Desafio 3

Medindo Deformao

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Sem Contato

Solues para Ensaio de Deformao em Compsitos

AutoX 750

Automtico

Clip-on & Extensmetros

Bi-axial clip-ons Static clip-ons

Dynamic clip-ons

DIC Replay SVE/AVE 2

Strain Gauges

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Extensmetro Biaxial Clip-on

Principais Aplicaes em Materiais Compsitos

Trao (Coef. De Poisson) Cisalhamento em plano (IPS)

Caractersticas Principais: Atende a um extenso nmeros

de normas

Grande faixa de temperaturas (-200 to +200 )

Sistema de fixao simples Verses com opes de sada

axial independentes (permite o

monitoramento simultneo de

tenso mdia total e PBS. *)

Compatvel com quaisquer Sistemas Instron.

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Extensmetro Biaxial

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Extensmetro Automtico

Extensmetro de

contacto automtico;

Preciso: 1 micron;

Capaz de testar vrios

comprimentos base

(L0);

Adequado para trao

e compresso;

Fechamento

automtico das facas

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AutoX750 para Ensaio em Compsitos

Preciso: 1m. Robusto Braos

podem ser deixados

at que ocorra a

falha do material.

Posicionamento Repetitivo e a

fixao garante

resultados

consistentes.

Preciso :1m Baixa fora de

aperto: no

danifica o corpo

de prova.

Baixo atrito: Diminiu a

flambagem do

corpo de prova

Preciso: 1m

Robusto -Braos podem

ser deixados

at que ocorra

a falha do

material

Fibra Trao

ASTM D4018

Laminado Trao

ASTM D3039 &

ISO527-4/5

Laminado

Compresso

ASTM D695

Laminado

Flexo

ASTM D790/7264

EN2562/2746

ISO178/14125

Preciso: 1m Robusto -

Braos podem

ser deixados

at que ocorra

a falha do

material

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Advanced Video Extensometer (AVE) 2

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Preciso e Consistente

Alta preciso de medio de deformao: atende a

maioria das normas para compsitos

A preciso de 1 micron: permite a medio do

mdulo, conforme a ISO 527-4/5

Taxa de aquisio dados: 490 Hz

Sistema de iluminao patenteada: previne que no

haja nenhum infuncia do meio externo.

Densidade de ar constante

No requer operador para preparao da amostra,

reduzindo o erro humano e aumentando a

consistncia de resultados.

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Verstil e Capacitado Pode ser usado para medir deformao trao e

compresso

Pode ser usado em cmaras

Pode ser usado com qualquer mquina de ensaio com uma

entrada de +/- 10V

Pode ser usado para medio de deformao de todo o

corpo de prova software DIC (Digital Image Correlation)

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O que DIC?

Imagem Delsocamento Desformao

Anlise da

imagem da

superfcie todo o

tempo

Uso de correlao cruzada

para determinar o

deslocamento.

Deformao

calculada partir

deslocamento

Um mtodo ptico para medir a deformao na superfcie de um objeto.

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Preparao do CP

29

O Ensaio

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Exemplos de Aplicao

Capaz de verificar

tcnicas de preparao

de corpo de prova por

comprao, procurando

por concentraes de

tenso localizadas.

Verificao de

atendimento a normas,

identificando

deformao localizada

que esteja fora da faixa

admissvel.

Visualiza e detecta trincas

no so visveis a olho nu

ou esto em

imagens nao

processadas em ensaios

tradicionais de trao ou

compresso.

Analisar a deformao e

o deslocamento sobre de

uma superfcie plana de

uma pea

ou componente onde

extensmetros

tradicionais so inviveis.

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Vantagens do Sistema DIC Integrados

Coleo integrada e sincronizada de todos os dados da mquina de ensaio por exemplo, Fora e cmera

Apenas 1 PC

Cmara Integrada e Sistema de iluminao fora da da rea de ensaio. Luz polarizade impede que qualquer fonte de ilumina cause influncia.

Fcil de usar! Usurios podem se concentrar em analisar e compreender os seus resultados.

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OBRIGADA PELA ATENO

carolina_stecca@instron.com