Análise da influência da delaminação na propagação da onda L cr

Alguns defeitos podem ocorrer no material compósito durante o processo de fabricação. Um deles, muito comum, é a delaminação, que é a separação interfacial entre lâminas. Como é possível encontrá-la em materiais que devem ser inspecionados e essas poderiam influenciar na velocidade da onda e, consequentemente, no resultado de tensão medida, é necessário que seja avaliada. Para essa avalição, foi utilizado o grupo de amostras T1, T2, T3 e T4, que apresentam um pedaço de Teflon entre camadas para simular a delaminação. O procedimento utilizado foi o mesmo indicado na seção 3.4.5, como dito.

Os valores médios de tempo medidos para as frequências de 1 MHz, 2,25 MHz, 3,5 MHz e 5 MHz são detalhados no Apêndice E.

No primeiro conjunto de resultados são apresentados os valores ao utilizar os transdutores de 1 MHz, resumidos na Tabela 4.10, lembrando que seu comprimento de onda é 9 mm. Os resultados mostraram um desvio padrão para repetição na mesma posição entre 1 e 13 ns.

Tabela 4.10 - TOF da onda Lcr por amostra e posição

posição 1 posição 2 posição 3 desvio padrão (us)

T1 17,713 17,721 17,727 0,007

T2 17,744 17,745 17,752 0,004

T3 17,673 17,680 17,687 0,007

Como indicado na tabela, os valores de tempo se diferenciam nas quatro amostras, com um desvio padrão menor, entre 4 e 7 ns. Embora o desvio-padrão tenha sido menor comparado ao teste para avaliação das não uniformidades regulares, um Teste-F também foi realizado e os resultados são indicados na Tabela 4.11, confirmando a diferença entre posições pela rejeição da hipótese nula (médias iguais) para todas as amostras, pois o valor-p foi menor do que 0,05 e o F maior do que o F-crítico. Isso indica que, qualquer que seja o efeito da delaminação na medição das tensões nessas amostras, está dentro do esperado para as não uniformidades normais do processo, que não foram induzidas.

Tabela 4.11 - Resultado teste-F Amostra F Valor- P F crítico

T1 199,822 3,48E-22 3,220 T2 87,816 9,91E-16 3,220 T3 6,711 2,96E-03 3,220 T4 34,004 1,65E-09 3,220

Os próximos resultados são para as medições realizadas com a frequência de 2,25 MHz, em que os valores médios de tempo são indicados na Tabela 4.12, detalhados no Apêndice E.

Tabela 4.12 - TOF da onda Lcr por amostra e posição.

posição 1 posição 2 posição 3 desvio padrão (us)

T1 21,547 21,537 21,528 0,009

T2 21,574 21,572 21,563 0,006

T3 21,476 21,473 21,464 0,006

T4 21,574 21,578 21,588 0,007

Os resultados mostram que o desvio padrão por repetição na mesma posição foi muito baixo em todas as amostras, estando em torno de 1 a 3 ns. Já o desvio entre posições foi entre 6 e 9 ns. O Teste-F foi aplicado para avaliar a diferença do tempo ao mudar a posição da probe e esta diferença é confirmada pelos valores de F e valor-p, indicados na Tabela 4.13, como resultado do teste-F de variância.

Tabela 4.13 – Resultado teste-F. Amostra F Valor- P F crítico

T1 82,314 2,95E-15 3,220 T2 96,294 2,05E-16 3,220 T3 57,044 1,07E-12 3,220 T4 79,488 5,27E-15 3,220

Os próximos resultados referem-se ao mesmo procedimento experimental, porém com os transdutores de 3,5 MHz, para o qual o comprimento de onda está em torno de 2,6 mm. A tabela 4.14 mostra o resumo desses resultados para as três posições de cada amostra.

Nesse conjunto de resultados, o desvio-padrão por repetição na mesma posição foi entre 1 e 12 ns. A diferença do tempo entre posições ocorre como nos demais casos, agora com desvio entre posições entre 8 e 43 ns.

Tabela 4.14 - TOF da onda Lcr por amostra e posição

posição 1 posição 2 posição 3 desvio padrão (us)

T1 21,688 21,679 21,678 0,006

T2 21,629 21,622 21,613 0,008

T3 21,616 21,607 21,581 0,018

T4 21,692 21,736 21,778 0,043

A diferença do tempo entre posições é perceptível nos valores da tabela. Para confirmação, foi realizado o teste de variância, teste-F. O resultado é apresentado na Tabela 4.15, mostrando que para todas as amostras o valor-p é menor do que 0,05 e o valor F maior do que o F-crítico, sugerindo a rejeição da hipótese nula (médias iguais).

Tabela 4.15 - Resultado teste-F

Amostra F Valor- P F crítico T1 285,845 3,48E-25 3,220 T2 549,000 7,82E-31 3,220 T3 63,979 1,78E-13 3,220 T4 825,197 1,95E-34 3,220

Por fim, o mesmo procedimento experimental foi realizado com a frequência de 5 MHz, cujo comprimento de onda tem aproximadamente 1,9 mm. Os resultados são indicados na Tabela 4.16.

Tabela 4.16 - TOF da onda Lcr por amostra e posição

posição 1 posição 2 posição 3 desvio padrão (us)

T1 21,684 21,671 21,664 0,010

T2 21,682 21,684 21,689 0,003

T3 21,665 21,635 22,037 0,226

T4 21,650 21,606 21,909 0,164

Os resultados mostram que o desvio-padrão por repetição ficou entre 2 e 15 ns e o desvio padrão entre posições entre 3 e 10 ns nas amostras T1 e T2. Já nas amostras T3 e T4 esse desvio foi de 226 ns e 164 ns. Desse modo, a diferença do tempo entre posições é bem expressiva e confirmada também pelo teste-F realizado, indicado na Tabela 4.17. Isso indica também que o pequeno comprimento de onda leva a onda a trafegar em uma região muito próxima da superfície, onde a própria sapata ou efeitos de superfície podem estar interferindo, além de outros.

O teste-F reafirma a diferença do tempo entre as amostras, visto que os valores obtidos, F maior do que F-crítico e valor-p inferior a 0,05, sugerem a rejeição da hipótese nula para médias iguais.

Tabela 4.17 - Resultado teste-F Amostra F Valor- P F crítico

T1 285,845 3,48E-25 3,220 T2 549,000 7,82E-31 3,220 T3 17075,481 7,51E-62 3,220 T4 12774,538 3,30E-59 3,220

Como dito, a frequência de 5,0 MHz mostrou diferenças no tempo de propagação com valores mais expressivos, de modo que pode estar sendo afetada pela delaminação, visto que o comprimento de onda é menor. Essa mudança excede os valores encontrados nos testes anteriores, em torno de 30 ns.

Resumindo, os resultados mostraram uma variação média de 6 ns ao mudar a

probe de posição com a frequência de 1 MHz, e 27 ns ao mudar a amostra. Com a

mesma amostra e 49 ns ao mudar a amostra, porém essa variação média se reduz a 23 ns se for desconsiderada a amostra T3. Com a frequência de 3,5 MHz a variação média do tempo com a variação de posição na mesma amostra esteve em 19 ns, porém entre amostras essa variação vai a 61 ns, já com a frequência de 5 MHz, obteve-se desvio médio de 101 ns entre posições de mesma amostra e 46 ns entre amostras diferentes.

Vale observar que o comprimento de onda para a frequência de 5 MHz é 1,88 mm, e a profundida da delaminação está em torno de 3,2 mm. Ao considerar a profundidade de propagação da onda igual a dois comprimentos de onda, ela passa pela delaminação, ou seja, a maior parte da frente de onda atravessa a delaminação e, por isso, deveria haver algum efeito mensurável dessa.