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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2009.tde-18122009-134136
Document
Author
Full name
Maurício Roberto de Pinho Chivante
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2009
Supervisor
Committee
Pauletti, Ruy Marcelo de Oliveira (President)
Loriggio, Daniel Domingues
Pimenta, Paulo de Mattos
Title in Portuguese
Avaliação experimental das relações tensão-deformação de um tecido de fibra de vidro recoberto com PTFE.
Keywords in Portuguese
Deformação e estresses
Estruturas de membranas
Materiais (ensaios)
Tensão dos materiais
Abstract in Portuguese
Com o crescente uso de estruturas de membrana tensionada, as relações tensãodeformação do tecido utilizado em sua fabricação devem ser bem entendidas. Deste modo, esta dissertação apresenta um estudo sobre o comportamento mecânico de um tecido arquitetônico PTFE-vidro, ressaltando seu complexo mecanismo de deformação que engloba efeitos de anisotropia, não-linearidade física, troca de ondulações, histerese, remoção do espaçamento entre os fios e variação de temperatura. Diferentes métodos para modelagem do material foram estudados, com ênfase no modelo de material ortótropo representado por um funcional energia de deformação hiperelástico. Além disso, vários protocolos para ensaios de tração em tecidos recobertos foram analisados e uma série de ensaios biaxiais com amostras cruciformes foram realizados no Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Birdair, Inc. Um determinado funcional energia de deformação foi então ajustado aos dados de campo obtidos nestes testes, cujos resultados foram então comparados diretamente aos dados obtidos em campo e a um ajuste direto de uma superfície suave tensão-deformação. A performance do modelo ajustado não se encontra ainda em um patamar de aplicação industrial, entretanto este estudo permite um entendimento global dos mecanismos de deformação do tecido PTFEvidro, fornecendo também uma massa de dados consistentes que podem ser utilizados em situações práticas.
Title in English
Experimental evaluation of the stress-strain relationships of a PTFE coated fiberglass fabric.
Keywords in English
Experimental analysis
Glass-PTFE
Hyperelastic material
Stress-strain relationship
Abstract in English
Considering the growing use of tensioned membrane structures, the stress-strain relation of the fabric used on its construction must be well understood. This dissertation presents a study of the mechanical behavior of a PTFE coated fiberglass fabric, emphasizing its complex strain mechanism which is influenced by the material anisotropy, physical non-linearity, crimp interchange, hysteresis, removal of yarn spacing and changes in temperature. Different material models were studied, focusing on an orthotropic material model represented by a hyperelastic strain energy function. Also, different test protocols were reviewed and a series of biaxial tests on cruciform samples were performed at the Birdair, Inc.s Research and Development Center. A strain energy function was adjusted to the collected data and than its results compared to the data itself and to another stress-strain function directly adjusted to the data. The performance of the strain-energy function chosen is not on a level of industrial application; however this study gives a global understanding of the PTFE coated fiberglass strain mechanism and also provides a consistent database that may be used on real situations.
 
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dissertacao.pdf (3.02 Mbytes)
Publishing Date
2010-05-18
 
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