5. Ensaios - Prop. Mecânicas Dos Polím. e Ensaio Dobramento

Universidade Tecnolgica Federal do Paran

Ensaios MecnicosPropriedades Mecnicas

Prof. Kairin Ribeiro

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Propriedades mecnicas dos polmeros

So especificadas da mesma forma que nos metais e cermicas, ou seja, apresentam:

Mdulo de elasticidade

Tenso de escoamento

Limite de resistncia a trao


A: polmero frgil B: polmero

plstico C: polmero

altamente elstico (elastmero)


y: tenso de escoamentots : tenso LRT limite de resistncia a trao para polmeros

Polmero MduloElasticidade

Tenso de Escoamento

LRT (MPa) Alongamento %

Grfico

ElastmeroSBREstireno butadieno

0,002 GPa - 12,4 20,7 450 - 500 C

Policarbonato 2,38 GPa 62,1 MPa 62,8 - 72 110 - 150 B

Polimetilmetacrilato

2,24 GPa 53,8 73,1 MPa

48, 3 72,4 2 - 5,5 % A


Caractersticas mecnicas dos polmeros so muito sensveis a mudanas de temperatura.


Aumento de Temperatura

1. Diminuio no mdulo de elasticidade E

2. Reduo no limite de resistncia a trao

3. Melhora na ductilidade

https://www.youtube.com/watch?v=6l0paZJiI-s

Ensaio de um PP.


Deformao macroscpica


A diminuio da velocidade da

deformao , tem o mesmo efeito

que o aumento de temperatura: o

material comporta-se de forma mais

dctil, mais deformvel.


Comportamento tenso-deformao para polmeros

termoplsticos amorfos


Comportamento tenso-deformao para polmeros

termoplsticos semi-cristalinos


Deformao viscoelstica

Depende do tempo e temperatura

Er(t) = (t) / o

o o nvel de deformao o qual mantido constante

E r = mdulo de relaxao

tanto instantnea quanto dependente do tempo mas no totalmente recupervel.


Diminuio do valor de Ercom o tempo

Com aumento de T, decaimento do mdulo de relaxao.


Deformao de elastmeros

Habilidade de serem deformados e grandes deformaes;

Materiais elastomricos so amorfos

A forca motriz para deformao elstica est associada a entropia

Aumenta a entropia com a desordem do sistema; como estiramento do elastmero, as cadeias se tornam retilneas, diminuindo o S e aumenta a temperatura, comportamento oposto ao encontrado em outros materiais.


Com aumento de T, o mdulo de elasticidade aumenta tbm!

Formao de ligaes cruzadas : vulcanizao


Exerccios

1. Explique o que viscoelasticidade.

2. Explique a diferena entre polmero frgil, plstico e elastomrico.

3. Cite as principais diferenas entres as deformaes elstica, anelstica, viscoelstica e plstica.


Ensaio de dobramento

- O ensaio de dobramento fornece somente uma indicao qualitativa da ductilidade do material;

- Esse tipo de ensaio largamente usado nas indstrias e laboratrios, por sua simplicidade, constando mesmo nas especificaes de todos os pases, onde so exigidos requisitos de ductilidade para certo material.


Como feito:

O ensaio consiste em dobrar um corpo de prova de eixo retilneo e seo circular (macia ou tubular), retangular ou quadrada, assentado em dois apoios afastados a uma distncia especificada;

Esse dobramento feito por meio de um cutelo, que aplica um esforo perpendicular ao eixo do corpo de prova, at que seja atingido um ngulo desejado.


Flexo versus dobramento

Quando um material for submetido a uma carga e esta causa uma deformao elstica, o material est submetido a um esforo de flexo;

Quando um material for submetido a uma carga e esta causa uma deformao plstica, o mesmo est submetido a um esforo de dobramento.


O cutelo tem um dimetro, D, que varia conforme a severidade do ensaio, sendo indicado nas especificaes, onde de forma geral em funo do dimetro ou espessura do corpo de prova. O ngulo determina a severidade do ensaio e geralmente de 90, 120 ou 180.


Ao se atingir o ngulo especificado, examina-se a olho zona tracionada que no deve apresentar trincas, fissuras ou fenda;

Ele um ensaio localizado e orientado, fornecendo assim, uma indicao da ductilidade em qualquer regio desejada do material.


Dois tipos de ensaios:

1. Dobramento livre: obtido pela aplicao de fora nas extremidades do corpo de prova, sem aplicao de fora no ponto mximo de dobramento.


2. Dobramento semi guiado

- O dobramento vai ocorrer numa regio determinada pela posio do cutelo;

- Sendo que na primeira, a fora e aplicada na extremidade livre do corpo de prova e nas outras duas figuras, o esforo e aplicado no centro do corpo de prova.


Dobramento a 180


Aplicaes do ensaio

Barras de ao usadas na construo civil so exemplos de materiais que, alm de apresentarem resistncia mecnica, devem suportar dobramentos severos sua utilizao, e por isso so submetidos a ensaio de dobramento;

O ensaio consiste em dobrar a barra at se atingir um ngulo de 180 com um cutelo de dimenso especificada de acordo com o tipo de ao da barra - quanto maior a resistncia do ao, maior o cutelo. O dobramento normalmente do tipo semiguiado.


Normas utilizadas em ensaio de dobramento

NBR 6153 - 1988 - Produtos metlicos - Ensaio de dobramento semi-guiado.NBR 6153 /80 Dobramento em barras de ao com dimetro at 20,00mmNBR NM COPANT 10:2000 - Tubos de ao Mtodo de ensaio de dobramento. Estabelece mtodo de ensaio de dobramento para tubos de ao de seo circular, de dimetro externo at 60,3 mm.NBR 6004 - 1980 - Arames de ao - Ensaio de dobramento alternado


Aplicaes do ensaio

O ensaio de dobramento em corpos de prova soldados, retirados de chapas ou tubos soldados, realizado geralmente para a qualificao de profissionais que fazem solda (soldadores) e para avaliao de processos de solda.

Na avaliao da qualidade da solda costuma-se medir o alongamento da face da solda. O resultado serve para determinar se a solda apropriada ou no para uma determinada aplicao


Ensaio de dobramento

https://www.youtube.com/watch?v=OyVhQV1QeAc

https://www.youtube.com/watch?v=r5k0Vy5YUlE 5min


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