A eficiência e os esforços que as estruturas sandwich enfrentam ao longo de sua vida útil foram detalhadamente discutidas no blog, mas é importante saber quais são os principais modos de falha desse tipo de construção, como é possível evitá-los e o que deve ser reforçado no caso de um reparo.
Um dos modos de falha mais comuns dos painéis é a ruptura das faces, causada por resistência insuficiente à tração ou compressão. Ou seja, ocorre pelo uso incorreto dos fatores de segurança tanto em relação às propriedades mecânicas do laminado quanto às considerações feitas sobre o carregamento de flexão que atua no painel.
Esses são os mesmos motivos que causam a falha por cisalhamento transversal, porém as propriedades mecânicas superestimadas são relacionados ao material de núcleo, que é o responsável por suportar esse tipo de esforço.
A aplicação de um impacto pontual, ou seja, de um carregamento concentrado normal à face, pode causar uma falha se o material de núcleo não apresentar resistência à compressão o suficiente. Para evitar esse fenômeno deve-se selecionar um núcleo de maior resistência ou encontrar uma maneira de distribuir esse impacto em uma área maior do painel.
Outro modo de falha comum em estruturas sandwich é a flambagem. Ela ocorre quando a espessura do painel em conjunto com a rigidez ao cisalhamento do núcleo é muito baixa em relação as cargas aplicadas. Para evitar esse fenômeno, é necessário conhecer muito bem os carregamentos que atuam na estrutura e as propriedades dos materiais utilizados, assim como determinar adequadamente as dimensões do painel, principal as espessuras do núcleo e das faces.
O post da próxima semana vai abordar outros três modos de falha que os projetistas devem ter em mente no momento em que forem dimensionar os painéis sandwich. Mais detalhes sobre o assunto podem ser encontrados no capítulo exclusivo sobre o tema no livro Processo de Infusão a Vácuo em Composites.
Wagner José disse:
Olá, tudo bem?
Como calcular a espessura das faces num núcleo de polipropileno? Eu sei que existem núcleos de diversas espessuras, mas não entendo o que deve ser levado em consideração para concluir qual espessura devo laminar. Outra dúvida é a respeito do tipo de material a ser usado num painel sanduíche. Deve ser usado apenas tecidos, intercalar camadas tecidos com mantas ou tecido com mantas unidos num único material?
Barracuda Composites disse:
Wagner,
Se você disser o que pretende laminar podemos sugerir uma espessura de fibra para você. Entendemos que vai ser laminação manual. Certo? Com resina poliéster certo? Você pode laminar com tecidos intercalados com manta ou um tecido biaxial combinado, que já vem com uma manta costurada nele. Este é bem mais simples e usa menos resina!