A partir dos dados para os módulos de elasticidade apresentados nas próximas tabelas, para compósitos de policarbonato reforçados com fibra de vidro, faça:
Determine o valor do parâmetro de eficiência da fibra para teores de fibras de
e
.
Determine o valor do parâmetro de eficiência da fibra para teores de fibras de
Fiber Reinforcement (vol%) | ||||
---|---|---|---|---|
Property | Unreinforced |
|
|
|
Specific gravity |
|
1.35 | 1.43 | 1.52 |
Tensile strength |
|
110 | 131 | 159 |
|
|
|
|
|
Modulus of elasticity |
|
5.93 | 8.62 | 11.6 |
|
|
|
|
|
Elongation (
|
|
|
|
|
Impact strength, |
|
2.0 | 2.0 | 2.5 |
|
Source: Adapted from Materials Engineerings Materials Selector, copyright © Penton/IPC.
Material | Specific Gravity |
|
Specific Strength (GPa) | Modulu of Elasticity [GPa (
|
Specific Modulus (GPa) |
---|---|---|---|---|---|
Whiskers | |||||
Graphite | 2.2 | 9.1 |
|
318 | |
Silicon nitride | 3.2 |
|
1.56-2.2 | 109-118 | |
Aluminum oxide | 4.0 |
|
|
175-375 | |
Silicon carbide | 3.2 | 6.25 | 150 | ||
Aluminum oxide | 3.95 | Fibers 1.38 (0.2) | 0.35 | 96 | |
Aramid (Kevlar 49
|
1.44 |
|
2.5-2.85 | 91 | |
Carbon
|
1.78-2.15 |
|
0.70-2.70 | 106-407 | |
E-glass | 2.58 | 1.34 |
|
28.1 | |
Boron | 2.57 |
|
1.40 | 156 | |
Silicon carbide | 3.0 |
|
1.30 | 133 | |
UHMWPE (Spectra 900
|
0.97 |
|
2.68 | 121 | |
Metallic Wires | |||||
High-strength steel | 7.9 |
|
0.30 | 26.6 | |
Molybdenum | 10.2 |
|
0.22 | 31.8 | |
Tungsten | 19.3 |
|
0.15 | 21.1 |
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente achar o parâmetro de eficiência da fibra (η) em compósitos de policarbonato reforçados com fibra de vidro, para teores de fibra de 20 %, 30 % e 40 %. A matéria aqui é mecânica dos compósitos e vamos usar a regra de mistura modificada para o módulo de elasticidade:
onde
• é o módulo do compósito (dado na tabela),
• é o módulo do policarbonato puro (vamos usar média de 2{,}3 GPa),
• é o módulo da fibra de vidro (E-glass: 72{,}5 GPa),
• é o volume fracionário da fibra (0{,}20, 0{,}30, 0{,}40),
• e η é justamente o que queremos.
•
•
•
•
• e η é justamente o que queremos.
Passo 2
Isolando η na fórmula:
Agora é só substituir
,
,
e
para cada caso.
Passo 3
Para
(20 %):
Passo 4
Para
(30 %):
Passo 5
Para
(40 %):
Resposta
η ≈ 0,28 (20 %), 0,32 (30 %), 0,35 (40 %).