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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
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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
[email protected]
