Fibras de vidro reforçam o náilon. Se o náilon contém
de fibras de vidro, qual è a fração da carga que é sustentada pelas fibras de vidro? Considere o compósito com fibras contínuas e alinhadas numa situação de isodeformação. (Valor: 2 pontos)
Dados: Módulo de elasticidade da fibra de vidro:
. Módulo de elasticidade do náilon:
.
Passo 1
O enunciado pede a fração da carga total que fica suportada pelas fibras de vidro em um compósito contínuo e alinhado, submetido a isodeformação. Temos as seguintes informações:
– Fração volumétrica de fibras .
– Fração volumétrica da matriz .
– Módulo de elasticidade da fibra .
– Módulo de elasticidade do náilon (matriz) .
– Fração volumétrica de fibras
– Fração volumétrica da matriz
– Módulo de elasticidade da fibra
– Módulo de elasticidade do náilon (matriz)
Passo 2
Em condição de isodeformação, a deformação em fibras e matriz é a mesma:
Logo, as tensões são
Passo 3
A tensão média no compósito é a soma ponderada das tensões em cada fase:
Passo 4
A fração da carga (força) que passa pelas fibras é a carga nas fibras dividida pela carga total:
Substituindo os valores numéricos:
Resposta
Aproximadamente
da carga é sustentada pelas fibras de vidro.