COMPORTAMENTO DE COMPSITOS POLIMRICOS DE FIBRA DE VIDRO SOB
ENSAIOS DE IMPACTO BALSTICO E PUNCH SHEAR QUASE-ESTTICO
; FERNANDES, A. J. G., SILVA, A. L., AMORIM JR, W. F., PORTO,
W., GUEDES, I. P.
- Centro de Inovao e Tecnologia Industrial (SENAI CITI) -
Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)
- Av. Assis Chateaubriand, 4585 Distrito Industrial- Campina
Grande -PB-Brasil CEP 58.105-421 [email protected]
Tcnicas tem sido desenvolvidas para prever as propriedades
mecnicas, mecanismos de dano e resistncia associada a penetrao por
impacto balstico. Tm sido proposta na literatura que os mecanismos
de dano do evento de impacto a alta velocidade so semelhantes aos
mecanismos de um teste Punch Shear quase-esttico. O objetivo deste
trabalho foi analisar o comportamento de compsitos polimricos de
fibra de vidro-E sob ensaios de impacto balstico e Punch Shear
quase-esttico.
Materiais Neste estudo, foram usados como materiais compsitos
base, materiais fabricados de tecido (600 g/m) e manta (450 g/m) de
fibra de vidro-E e resina polister, fabricados pelo processo de
laminao manual. Os corpos-de-prova para ensaio balstico tinham
dimenses de 300 x 300 mm. J os corpos-de-prova para ensaio Punch
Shear quase-esttico tinham dimenses de 127 x 127 mm. Os materiais
foram designados como mostra a Tabela 1.
Tabela 1. Codificao dos materiais compsitos.
Ensaio Balstico Os ensaios balsticos foram realizados de acordo
com a Norma NIJ Standard 0101.03, nvel II-A. A munio usada para os
ensaios balsticos foi a CBC 9 mm Luger FMJ, com peso de 8.0 g e
velocidade de 332 m/s, em mdia. Ensaio Punch Shear
quase-esttico
O aparelho para testes consiste de um painel-suporte (200 mm x
200 mm, 50.8 mm de espessura) com um furo circular no centro, um
fino painel-cobertura (200 mm x 200 mm, 12.7 mm de espessura) com
um furo circular similar ao painel-suporte, e um puno cilndrico com
ponta plana (9 mm de dimetro). Os painis compsitos foram prensados
com a ajuda de 4 parafusos, nos cantos do suporte. A taxa de
deslocamento realizada nos ensaios foi de 2.54 mm/min. A razo entre
o dimetro do furo e o dimetro do puno , nomeado de SPR (spun to
punch ratio) onde, SPR=Ds/Dp, foi de 8.0. A Figura 1 mostra o
aparelho em uma mquina eletromecnica universal Instron.
Figura 1 Aparelho de ensaio Punch Shear quase-esttico
fixado na mquina Instron.
INTRODUO
MATERIAS E MTODOS
CONCLUSES
RESULTADOS E DISCUSSO
Resultados dos ensaios balsticos
Figura 2. Energia Absorvida Especfica dos painis compsitos
no-perfurados (NP).
Resultados dos ensaios Punch Shear quase-esttico
Figura 3. Curvas carga x deslocamento dos compsitos de tecido
sob ensaio Punch Shear
quase-esttico.
Figura 4. Curvas carga x deslocamento dos compsitos de manta sob
ensaio Punch Shear
quase-esttico.
Figura 5. Tipos de danos internos causados no ensaio Punch Shear
quase-esttico. Painel
compsitos MP10. Os mtodos de ensaio balstico e os resultados
foram apresentados. Neste teste, foi possvel obter a fabricao de 5
diferentes painis compsitos com nvel de proteo balstica NIJ 0101.03
II-A (calibre 9 mm FMJ). De todos os compsitos obtidos com a meta
para blindagem balstica, aqueles que apresentaram melhor desempenho
balstico foram os compsitos que tiveram como material o tecido de
fibra de vidro-E. O compsito mais eficiente foi o compsito T10, o
qual apresenta 8,08 mm de espessura, pesa 1,21 kg, densidade
superficial de 12,73 kg/m e SEA 34,8 Jm/kg. No ensaio Punch Shear
quase-esttico foi possvel analisar os grficos carga x deslocamento,
onde mostrou-se tendncias e modos de falhas apresentados na
literatura.
Compsitos para ensaio Balstico
Tecido Manta N de camadas
T1 M1 1
T5 M5 5
T10 M10 10
T15 M15 15
T20 M20 20
Compsitos para ensaio Punch Shear Quase-Esttico
Tecido Manta N de camadas
TP5 - 5
TP8 MP8 8
TP10 MP10 10
TP12 MP12 12
TP14 MP14 14
TP15 MP15 15
TP20 MP20 20
34,8
24,45
17,93 19,77
13,98
0
5
10
15
20
25
30
35
40
T10 T15 T20 M15 M20
Spe
cifi
c En
erg
y A
bso
rbe
d
(Jm
/K
g)
Composite plates Specific Energy Absorbed (SEA)
CONCLUSES
