EN 6031 Determinação das propriedades de cisalhamento no plano de plásticos reforçados com fibra (teste de tração de mais/menos 45 graus)

A norma europeia EN 6031 Aerospace series - Plásticos reforçados com fibras - Método de ensaio - Determinação das propriedades de cisalhamento no plano (teste de tração de mais/menos 45 graus) descreve um procedimento para determinar a resistência ao cisalhamento no plano e o módulo de elasticidade de compósitos de fibra. Este procedimento baseia-se na resposta uniaxial de tensão-deformação à tração de um laminado de 45 graus, laminado simetricamente em relação ao seu plano médio. Esta norma aplica-se a laminados compósitos fabricados com reforço unidirecional de fita ou tecido.

Esta norma não fornece nenhuma instrução para o cumprimento dos requisitos de saúde e segurança. É responsabilidade do usuário desta norma consultar e determinar as medidas adequadas de saúde e segurança.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

A tensão de tração em um momento específico durante o teste se refere à carga de tração longitudinal experimentada pelo corpo de prova em um momento específico durante o teste, dividida pela área da seção transversal unitária inicial dentro do comprimento de referência.
A tensão de cisalhamento que ocorre em um dado momento durante o teste é definida como a tensão de cisalhamento no plano cuja direção principal é mais/menos 45 graus abaixo da direção na qual a carga de tração é aplicada, e sua magnitude é metade da tensão de tração.
A resistência ao cisalhamento é a tensão máxima de cisalhamento que ocorre durante o teste.
A tensão de tração refere-se à variação na distância longitudinal ou transversal entre pontos dentro do comprimento de medição do corpo de prova. Ela é produzida pela carga de tração e é expressa em relação à distância inicial entre pontos (o valor da tensão longitudinal é positivo, o valor da tensão transversal do corpo de prova de tração é negativo).
Módulo de cisalhamento refere-se à inclinação de uma linha em um diagrama de tensão/deformação de cisalhamento que passa por pontos correspondentes a dois limites de tensão longitudinal.

Utilizando relações derivadas da teoria de placas laminadas, são apresentadas expressões que permitem a construção de uma curva de tensão-deformação de cisalhamento de 0 grau no plano a partir de um ensaio de tração uniaxial de um laminado com inclinação de mais/menos 45 graus. Dados experimentais de um ensaio de tração são utilizados para estabelecer a resistência ao cisalhamento e o módulo.

Os principais equipamentos utilizados nos testes incluem:

Máquina de ensaio de tração com precisão de até 1% na faixa de carga utilizada.
Micrômetro de superfície plana com precisão de até 0,01 mm.
Paquímetro com precisão de 0,1 mm.
Este procedimento requer dados de carga-deformação nas direções longitudinal e transversal. Isso é realizado equipando a amostra com extensômetros longitudinais e transversais (comprimento de medição de 5 mm a 10 mm). Os extensômetros, a preparação da superfície e os ligantes devem ser selecionados para garantir o desempenho ideal no material em questão, e deve ser utilizado equipamento de registro automático de deformação apropriado. Se possível, pode-se utilizar um extensômetro duplex ou uma combinação de extensômetros longitudinais e transversais. Os extensômetros devem ter precisão de até 1% da faixa de carga aplicada.
Equipamento de medição de temperatura com precisão de mais/menos 0,2 graus na temperatura de teste aplicada.
Material de vedação de saco a vácuo.
Temporizador ou relógio.

O corpo de prova pode ser constituído de fita unidirecional ou tecido. São aplicadas oito camadas, orientadas a 45 graus positivos e 45 graus negativos em relação ao eixo longitudinal. Para evitar distorções e flexões induzidas, as camadas devem ser completamente simétricas. As dimensões e tolerâncias do corpo de prova devem ser as especificadas na norma.

Durante a preparação do corpo de prova, os corpos de prova são cortados das placas. O coeficiente de variação nas medidas de espessura deve ser inferior a 2% por placa. O posicionamento deve ser simétrico e alternado a +45 graus e menos 45 graus. A orientação das fibras deve ter uma precisão de +/- 2,5 graus. As placas de carbono devem ser fabricadas de acordo com a norma EN 2565 e as placas de vidro, de acordo com a norma EN 2374. Os parâmetros do processo, como lâminas, temperatura e tempo de cura, devem estar em conformidade com as especificações técnicas aplicáveis. Todos os corpos de prova devem ter um posicionamento de +/- 45 graus em relação ao eixo do corpo de prova. Precauções devem ser tomadas para evitar cortes, rebaixos, rugosidade ou superfícies irregulares após o processamento.

Se medidores de tensão forem aplicados para determinação do módulo, eles devem ser fixados no centro da amostra nas direções longitudinal (0 graus) e transversal (90 graus).

A amostra deve ser fixada com abas pré-curadas feitas de duas camadas de tecido (dobradas em um ângulo de mais/menos 45 graus) ou unidas com um sistema pré-impregnado adequado. As abas pré-curadas são fixadas em ambas as faces da amostra com um sistema adesivo que atenda aos requisitos de temperatura e envelhecimento.

Salvo disposição em contrário nas especificações técnicas aplicáveis, cinco amostras são testadas por condição de teste. Se os testes forem realizados após o envelhecimento ou em temperatura diferente da ambiente, deve-se tomar cuidado para garantir que amostras de referência em temperatura ambiente/secas, processadas na mesma placa que a amostra sob investigação, também sejam testadas.

Nos ensaios pós-imersão, o condicionamento deve ser realizado de acordo com a norma EN 2489. Nos ensaios realizados após exposição a atmosfera úmida, o condicionamento deve ser realizado de acordo com a norma EN 2823.

O armazenamento e o teste de amostras curadas devem ser realizados de acordo com a norma EN 2743 a uma temperatura de 23 °C mais/menos 2 °C e umidade relativa de 50% mais/menos 5%. As amostras envelhecidas devem ser testadas imediatamente após o processo de envelhecimento (é permitido um máximo de 8 horas a 23 °C mais/menos 2 °C).

Antes do envelhecimento e dos testes mecânicos, a espessura e a largura da amostra são medidas e registradas em três pontos na área sem aderência. Um micrômetro é usado para a espessura e um paquímetro ou micrômetro é usado para a largura.

Nossa organização, que há anos apoia empresas de todos os setores por meio de uma ampla gama de atividades de teste, medição, análise e avaliação, conta com uma equipe sólida de colaboradores que acompanham de perto os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia e se aprimoram constantemente. Nesse contexto, também prestamos serviços de teste em conformidade com a norma EN 6031 Aerospace Series - Plásticos reforçados com fibras - Método de teste - Determinação das propriedades de cisalhamento no plano (teste de tração de mais/menos 45 graus).