5. Ensaios - Prop. Mecânicas Dos Polím. e Ensaio Dobramento
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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
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A: polmero frgil B: polmero
plstico C: polmero
altamente elstico (elastmero)
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y: tenso de escoamentots : tenso LRT limite de resistncia a trao para polmeros
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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
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Caractersticas mecnicas dos polmeros so muito sensveis a mudanas de temperatura.
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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.
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Deformao macroscpica
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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.
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Comportamento tenso-deformao para polmeros
termoplsticos amorfos
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Comportamento tenso-deformao para polmeros
termoplsticos semi-cristalinos
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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.
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Diminuio do valor de Ercom o tempo
Com aumento de T, decaimento do mdulo de relaxao.
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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.
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Com aumento de T, o mdulo de elasticidade aumenta tbm!
Formao de ligaes cruzadas : vulcanizao
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Dobramento a 180
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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.
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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
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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
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Ensaio de dobramento
https://www.youtube.com/watch?v=OyVhQV1QeAc
https://www.youtube.com/watch?v=r5k0Vy5YUlE 5min
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