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Mesmo embora a eficiência de reforço seja menor para fibras descontínuas do que para
fibras contínuas, compósitos reforçados com fibras descontínuas e alinhadas (Figura 17.8b) estão se
tornando cada vez mais importantes no mercado comercial. Fibras de vidro picadas são usadas mais
extensamente; entretanto, fibras descontínuas de carbono e de "aramid" são também empregadas.
Estes compósitos de fibras pequenas podem ser produzidos tendo módulos de elasticidade e
resistência à tração que se aproximam de 90% e 50%, respectivamente, das suas contrapartidas de
fibras contínuas.
Para um compósito reforçado com fibra descontínua e alinhada tendo uma uniforme
distribuição de fibras e nos quais l > l c , a resistência mecânica longitudinal (TS) c é dada pela
correlação
(TS) c = (TS) f V f [1 - (l c / 2l) + (TS)' m (1 - V f ) (17.18)
onde (TS) f e (TS)' m representam, respectivamente, a resistência à fratura da fibra e a tensão na
matriz quando o compósito falha.
Se o comprimento da fibra for menor do que o crítico (l < l c ), então a resistência
longitudinal é dada por
onde d é o diâmetro da fibra.
(TS) c = (l τ c / d) V f + (TS)' m (1-V f ) (17.19)
Compósitos de Fibras Descontínuas e Randomicamente Orientadas
Normalmente, quando a orientação da fibra é randômica, fibras curtas e descontínuas são
usadas; o reforço neste tipo é esquematicamente demonstrado na Figura 17.8c. Nestas
circunstâncias, um expressão "regra-de-misturas" para o módulo elástico similar à Equação (17.10a)
pode ser utilizada, como se segue:
E c = K E f V f + E m V m (17.20)
Nesta expressão K é um parâmetro de eficiência de fibra, que depende de V f e da razão E f /E m .
Naturalmente, sua magnitude será menor do que a unidade, usualmente na faixa de 0,1 a 0,6. Assim
para um reforço por fibra randômica (tal como com a fibra orientada), o módulo cresce numa
proporção da fração volumétrica de fibra. A Tabela 17.1, que dá algumas das propriedades
mecânicas de policarbonatos não-reforçados e reforçados por descoontínuas e randomicamente
orientadas fibras de vidro, fornece uma idéia da magnitude do reforço que é possível.
Figura 17.1 - Propriedades de Policarbonatos não-reforácods e Reforçados com Fibras de Vidro
Randomicamente Orientadas.