Desenvolvimento numérico-experimental de corpos de prova aplicáveis a ensaios de tração, compressão e torção de polímeros

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Caruso, J. G.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/604
Resumo: Ensaios de tração, compressão e torção representam a base para a caracterização de propriedades mecânicas, seleção e desenvolvimento de materiais. Adicionalmente, fornecem as condições de contorno para o desenvolvimento de projetos de engenharia eficientes e seguros. As metodologias de ensaio são padronizadas (por exemplo pela ASTM - American Society for Testing and Materials-, ISO - International Organization for Standardization -, entre outras entidades) e buscam garantir precisão e repetibilidade entre equipamentos e laboratórios. Normas para variados ensaios em metais são amplamente disseminadas e aceitas, mas no caso de polímeros são centralmente aceitos os ensaios de tração e flexão – os quais, por sua vez, utilizam corpos de prova diferentes e não permitem a caracterização de propriedades ao cisalhamento e à compressão por exemplo. Assim, torna-se de grande relevância a obtenção de um corpo de prova único que, eliminando efeitos geométricos, de volume, de campos de tensão e de processabilidade, permita a realização dos principais ensaios mecânicos. Baseado neste conceito, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento numérico e a validação experimental de uma família de corpos de prova que possam ser aplicados em ensaios de tração, compressão, torção e em benefício de ensaios como relaxamento e fluência de polímeros com precisão e reprodutibilidade minimizando distorções dos campos de tensões, efeitos de atrito e de flambagem. Para o estudo, simulações e validações experimentais foram considerados materiais limites em termos de uso e extremos na resistência e módulo de elasticidade dentre os principais empregados na indústria: o PEAD (polietileno de alta densidade) e o POM (poli (óxido de metileno)). Os resultados obtidos demonstram que considerações analíticas complementadas por modelos refinados não lineares de elementos finitos permitem o desenvolvimento de geometrias unificadas aplicáveis a múltiplos ensaios em materiais de variadas rigidez e resistência, considerando as especificidades de cada material e modelo. Os ensaios experimentais validaram as propostas e direcionaram as considerações que devem ser realizadas quando simulados os materiais poliméricos e tipos de geometrias na realização de múltiplos ensaios