Caracterização de danos e resistência residual de um laminado híbrido metal/fibra após impactos repetidos de baixa energia

Abstract

A energia absorvida pelo laminado metal/fibra Glare  durante impactos repetidos de baixa energia aplicados segundo três diferentes sequências de carregamento dinâmico foi determinada através de um aparato Laser-Doppler. Os resultados indicaram que a energia absorvida (E a ) foi cerca de 40% da energia total disponibilizada (E t = 6 Joules), independentemente da sequência de impactos empregada. As propriedades mecânicas residuais do laminado em condições de flexão monotônica sob três pontos, assim como os danos visualmente detectáveis criados por impacto no material, também não revelaram efeitos significativos da história de cargas dinâmicas experimentada pelo laminado híbrido. Palavras-chave:Laminado metal/fibra, impacto repetido, tolerância a danos. Damage characterization and residual resistance of fiber/metal laminate after low energy repeated impact ABSTRACTThe energy absorbed by the fiber/metal laminate Glare  during low-energy repeated impact events according to three different dynamic loading sequences has been determined using a Laser-Doppler apparatus. The results indicated that the absorbed energy (E a ) was approximately 40% of the total available energy (E t = 6 Joules) regardless of the impact sequence applied. The residual mechanical properties of the laminate under three-point flexural conditions, as well as the visually detectable damage created by impact on the material, did not show any significant effect of the dynamic loading sequence withstood by the hybrid laminate.Keywords: Damage tolerance, fiber/metal laminate, repeated impact. INTRODUÇÃOGlare  (Glass-Reinforced Aluminum Laminate) é o laminado híbrido da classe dos metal/fibra (LMF) mais conhecido e empregado na indústria aeronáutica. Ele combina as atrativas características dos metais, como, por exemplo, boa resistência ao impacto e ótima conformabilidade, com as melhores propriedades dos materiais compósitos fortalecidos com fibras contínuas, como elevada resistência à fadiga associada a um baixo peso [1,2].O emprego de Glare em componentes aeronáuticos externos, tais como fuselagens e bordos de ataque, assim como internos, tais como soalhos e revestimentos, requer o conhecimento de seu desempenho sob condições de carregamento sob impactos repetidos de baixa energia, aos quais se expõem aquelas partes do veículo em condições normais de operação e serviço. Por exemplo, é bem conhecida a questão dos fragmentos da pista lançados contra a superfície externa da aeronave pelo atrito dos pneus com o solo durante pousos e decolagens [3,4]. A questão do contato repetido de saltos agudos de sapato contra o soalho de aeronaves, a despeito da proteção exercida pelo carpete que geralmente o recobre, é também preocupante, visto que, em algumas aeronaves, este componente é considerado primário, ou seja, de extrema responsabilidade, já que, assim como a fuselagem e as paredes de pressão, ele suporta a pressurização interna do veículo [5]. Apenas como exemplo, uma mulher pesando 65 kg e andando de salto alto exerce uma