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Resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSF) / Interlaminar shear strength (ILSS) conforme ASTM D2344

ASTM D2344, ISO 14130, EN 2377, EN 2563

A resistência interlaminar ao cisalhamento ILSS (ILSS interlaminar shear strength) de materiais compósitos reforçados por fibra descreve a resistência ao cisalhamento entre camadas de laminado de compósitos e é determinada no ensaio de flexão breve. A execução do ensaio é descrita nas normas ASTM D 2344, EN 2563 ou EN ISO 14130.

Objetivo & Execução Amostras & Dimensões Cálculo ILSS Dispositivo de Ensaio Máquinas para ensaios de materiais adequadas Brochura sobre Compósitos

Objetivo do Teste & Execução ILSS conforme ASTM D2344

No caso de laminados com matriz quebradiça, por ex. feita em resina epóxi, a resistência interlaminar ao cisalhamento é normalmente determinada no ensaio de flexão breve (SBS) . Desta forma, é aproveitado o fato de que em um ensaio de flexão sempre surgem também esforços de cisalhamento. Com pouca distância dos suportes em comparação à espessura das amostras os esforços de cisalhamento que surgem são muito grandes em comparação aos esforços normais causados pelo torque de flexão. Dessa forma, no caso de materiais de matriz frágil uma ruptura por esforço de cisalhamento pode ser causada a qual permite a medição da resistência ao cisalhamento.

Dependendo do tipo de ruptura, dessa forma a resistência do material de matriz ao cisalhamento ou a qualidade da conexão entre fibra e matriz podem ser caracterizadas.

A execução do ensaio de flexão breve pode ser feita conforme diferentes normas como por ex. ASTM D 2344, EN 2563 ou EN ISO 14130. Elas se distinguem principalmente quanto à razão L/d exigida, ao comprimento da amostra, às dimensões do apoio e às velocidades de ensaio.

Esse método de ensaio é relativamente simples na aplicação e requer uma ferramenta simples com boas opções de alinhamento e centragem exata do êmbolo de flexão . Por esse motivo, o método é frequentemente utilizado para o monitoramento da qualidade e é adequado para a comparação de materiais.

Contudo, o método fornece apenas propriedades de cisalhamento aparentes uma vez que nas proximidades da pena de flexão surgem normalmente picos de tensão de pressão os quais influenciam o resultado medido.

Amostras e dimensão na medição da resistência interlaminar ao cisalhamento (ILSS)

Ensaio de laminados padrão:

  • No desenvolvimento de material são normalmente realizados ensaios com laminados padrão de 2 mm em espessura. Dependendo da norma a ser aplicada, a distância dos suportes é então de 8 ou 10 mm e deve ser ajustada com a precisão de até ± 0,1 mm. Em relação à centragem de pena de pressão, a norma EN 2563 define com ± 0,02 mm uma tolerância muito estreita.
  • As ferramentas de ensaio da ZwickRoell conseguem realizar este trabalho tanto em relação à centragem e à distância dos suportes, quanto em relação à paralelidade dos suportes de forma confortável e com precisão.

Ensaio de laminados feitos em estruturas prontas:

  • Laminados feitos em perfis, placas ou componentes são frequentemente disponíveis em outras espessuras. Aqui é importante que a relação entre a distância dos suportes e a espessura do laminado seja observada. Para tal, a distância dos suportes deve ser facilmente regulável com precisão em cada série de ensaios e sua centragem uma vez ajustada deve ser mantida.
  • A ferramenta ILSS da ZwickRoell está equipada para este fim com um fuso de sentido giratório contrário. Dessa forma, os suportes podem ser ajustados para a distância desejada mantendo o ponto central. As superfícies de medição definidas nos lados dos suportes permitem o controle preciso da distância.

Cálculo da resistência interlaminar ao cisalhamento

Para o cálculo daresistência interlaminar ao cisalhamento (ILSF) ou (ILSS) é utilizada a equação ao lado, com

  • Fm = força de compressão máxima em Newton
  • B = largura medida da amostra
  • d = espessura medida da amostra

Dispositivo de ensaio para determinação da resistência interlaminar ao cisalhamento ILSS

  • Área de aplicação

  • Descrição funcional Ensaios ILSS são um método típico de monitoramento da qualidade. Eles são adequados para a comparação de materiais. Em decorrência da baixa distância entre apoios é especialmente importante providenciar o alinhamento exato do cutelo de flexão em relação aos cutelos. Isso é garantido pelo braço do cutelo de flexão. O braço pode ser fixado para a instalação da amostra. Ademais, para ensaios em câmaras térmicas pode ser fixado um sensor de temperatura no braço de cutelo de flexão na proximidade da amostra. A relação apoio/espessura com 10 mm é muito curta. Isso faz com que forças de cisalhamento muito altas e torques de flexão relativamente baixos ocorram amostra. O procedimento apenas fornece propriedades de cisalhamento aparente, já que ocorrem picos de tensões perto do martinete de flexão.

Vantagens do dispositivo de ensaio ILSS da ZwickRoell:

  • Centralização precisa de cutelos em relação ao cutelo de flexão
  • Ajuste fácil dos cutelos
  • Possibilidade de fixação do sensor de regulagem da temperatura na proximidade da amostra
  • Forças de até 20 kN são possíveis
  • Rápida troca dos cutelos e do cutelo de flexão
  • No caso de laminados com espessuras diferentes o ajuste de fuso opcionalmente disponível permite o ajuste rápido e preciso dos cutelos

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Máquinas para ensaio de materiais adequadas para o ensaio ILSS

Perguntas frequentes sobre resistência ao cisalhamento / resistência interlaminar ao cisalhamento

A determinação da resistência interlaminar ao cisalhamento de materiais compósitos reforçados por fibra é utilizada para o monitoramento da qualidade de componentes sujeitos ao cisalhamento. A resistência interlaminar ao cisalhamento (ILSF) (ou ILSS = Interlaminar Shear Strength) descreve a resistência ao cisalhamento entre camadas de laminado de compósitos.

Para o cálculo da resistência interlaminar ao cisalhamento é utilizada a equação a seguir, com

Fm = força de compressão máxima em Newton
B = largura medida da amostra
d = espessura medida da amostra

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