Monitoramento das deformações específicas de vasos de pressão fabricados por bobinagem filamentar

Abstract

O uso de materiais compósitos fabricados por bobinagem filamentar é amplamente difundido na fabricação de vasos de pressão em aplicações aeroespaciais devido às elevadas propriedades de rigidez e resistência específicas associadas a esses materiais, além do potencial de redução de custos por meio da automação da fabricação. O comportamento mecânico de estruturas fabricadas por esse processo é tipicamente distinto do observado em estruturas laminadas planas, como é o caso dos corpos de prova normalmente empregados na determinação de propriedades mecânicas. Nesse contexto e com o objetivo de melhor entender essa distinção de propriedades, esse trabalho estuda experimentalmente as deformações específicas de vasos de pressão revestidos por compósitos (COPV) submetidos à pressões internas. Para isso, três COPV de fibra de carbono/epóxi fabricados por bobinagem filamentar sobre mandris poliméricos utilizando um sistema passivo de controle de tensão do filamento são submetidos a testes hidrostáticos destrutivos. A relação entre pressão e deformação específica é aferida experimentalmente por extensômetros elétricos e transdutores de pressão e comparada com deformações calculadas analiticamente utilizando a teoria clássica dos laminados e propriedades mecânicas obtidas em ensaios de tração de amostras unidirecionais. Observou-se que as estimativas analíticas subestimaram as deformações aferidas e considerações acerca de possíveis causas dessa discrepância são discutidas.