Método Experimental de Análise de Junções Metal-Compósito para Estruturas Aeronáuticas

Resumo

Juntas estruturais metal-compósito permanecem como um desafio em projeto e análise de estruturas aeronáuticas. Este trabalho consiste em uma nova metodologia para análise experimental de juntas metal-compósito unidas mecanicamente por fixadores. Foram analisadas juntas fabricadas através de uma chapa metálica de titânio unida a uma placa em compósito de fibra de carbono e resina epóxi por rebites de monel. As juntas avaliadas são do tipo simples e foram submetidas a cisalhamento. Inicialmente foram fabricados corpos de provas de material compósito carbono-epóxi seguindo as especificações das normas ASTM D3039 e ASTM D3518. Os ensaios de tração e cisalhamento dos corpos de provas de compósito possibilitaram a determinação das propriedades mecânicas, bem como os valores admissíveis de tensão e de deformação. Estes resultados foram, então, utilizados em modelos computacionais solucionados via Método dos Elementos Finitos. As simulações computacionais seguiram as especificações da norma ASTM D5961, a fim de prever o comportamento mecânico das juntas durante os ensaios experimentais, bem como proporcionar uma boa estratégia para a realização dos ensaios. Os ensaios experimentais foram realizados seguindo especificações de geometria da norma ASTM D5961 (juntas compósito-compósito), bem como um procedimento análogo ao estabelecido pelo Método do Módulo Secundário do MIL-HDBK-5J (juntas metal-metal). Dessa forma, propôs-se uma metodologia de ensaios para juntas metal- compósito. As juntas com camadas orientadas a 0°/90° falharam por net-tension, enquanto as orientadas a 45° falharam por tear-out. Portanto, o método experimental proposto, além de fornecer uma abordagem para obter as propriedades mecânicas de juntas metal-compósito,