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)

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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