Avaliação de propriedade de fadiga de compósitos de polipropileno reforçado com fibras de coco
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Tipo de produção
Dissertação
Data
2013
Autores
Moraes, Dijan Vinicius Osti de
Orientador
Magnabosco, R.
Periódico
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Citação
MORAES, Dijan Vinicius Osti de. Avaliação de propriedade de fadiga de compósitos de polipropileno reforçado com fibras de coco. 2013. 218 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2013 Disponível em: . Acesso em: 19 abr. 2013.
Texto completo (DOI)
Palavras-chave
Fibras,Polipropileno,Materiais-Fadiga
Resumo
Devido à busca por redução de custos, os compósitos de polímeros reforçados com fibras naturais têm sido alvo de estudos nos últimos anos. A maior preocupação nas aplicações de polímeros e compósitos é a de ocorrer fratura, e um dos principais geradores de falhas é a fadiga, a qual é causada por carregamentos cíclicos. Todavia, a investigação das propriedades cíclicas de compósitos de fibras naturais tem sido pouco realizada. Assim este trabalho propõe o estudo da influência da variação da frequência da solicitação mecânica na resistência e na vida em fadiga de compósitos de polipropileno (PP) reforçado com fibra de coco. Para análise desta influência, utilizaram-se ensaios de fadiga por flexão alternada com diferentes frequências de ensaio (entre 5 e 35 Hz). Após a realização dos ensaios de tração e flexão monotônicos realizados neste estudo e da análise dos resultados verificou-se que a adição dos 40% de fibras de coco e dos 4% de PP-g-MA (agente compatibilizante) propiciou ganhos nas propriedades mecânicas, tornando o compósito mais rígido e resistente do que o PP puro, tanto em tração quanto em flexão. Estes ganhos foram obtidos graças à devida transferência de cargas da matriz para as fibras, fato garantido pela efetiva aderência das fibras na matriz devido ao uso do agente compatibilizante. Para as propriedades cíclicas, observou-se que a frequência influi na vida em fadiga do compósito, já que ao aumentar a frequência de ensaio de 5Hz até 35 Hz, reduziu-se a vida do material nas diferentes amplitudes de deformações estudadas, devido à maior geração de calor por histerese, podendo até mudar o tipo de falha por fadiga predominante.
Due to the ongoing search for alternatives to avoid nature s further degrading, and for reduction in costs, the polymeric composites reinforced with natural fibers have been a subject of studies in the past years. The biggest concern on the application of polymers and composites is the occurrence of fractures, and the main source of failure is fatigue due to cyclic loadings. However, there are only a few studies regarding cyclic properties of natural fibers composites. This work presents the review of the influence of the variation of frequency of the mechanical loadings on the coconut fiber reinforced polypropylene composite s life due to fatigue. In order to analyze this influence, alternated bending fatigue tests where used with different test frequencies (between 5 and 35Hz). Monotonic tension and bending tests were performed and the results showed a noticeable gain in mechanical properties with the addition of 40% of coconut fibers and 4% of PP-g-MA used as compatibilizing agent, making the composite stiffer and stronger than pure PP, due to the efficient transfer of loads from the matrix to the fibers, a phenomenon ensured by the good adhesion of the fibers to the matrix due to the use of the compatibilizing agent. For the cyclic properties, it was noted that the frequency has an influence on the composites life due to fatigue, since the increase of test frequency from 5Hz to 35Hz leads to the reduction of material s fatigue life under the different amplitudes of strain considered, due to the greater amount of heat generated by hysteresis, which even is capable to alter the type of fatigue failure.
Due to the ongoing search for alternatives to avoid nature s further degrading, and for reduction in costs, the polymeric composites reinforced with natural fibers have been a subject of studies in the past years. The biggest concern on the application of polymers and composites is the occurrence of fractures, and the main source of failure is fatigue due to cyclic loadings. However, there are only a few studies regarding cyclic properties of natural fibers composites. This work presents the review of the influence of the variation of frequency of the mechanical loadings on the coconut fiber reinforced polypropylene composite s life due to fatigue. In order to analyze this influence, alternated bending fatigue tests where used with different test frequencies (between 5 and 35Hz). Monotonic tension and bending tests were performed and the results showed a noticeable gain in mechanical properties with the addition of 40% of coconut fibers and 4% of PP-g-MA used as compatibilizing agent, making the composite stiffer and stronger than pure PP, due to the efficient transfer of loads from the matrix to the fibers, a phenomenon ensured by the good adhesion of the fibers to the matrix due to the use of the compatibilizing agent. For the cyclic properties, it was noted that the frequency has an influence on the composites life due to fatigue, since the increase of test frequency from 5Hz to 35Hz leads to the reduction of material s fatigue life under the different amplitudes of strain considered, due to the greater amount of heat generated by hysteresis, which even is capable to alter the type of fatigue failure.