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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.3.2012.tde-19072013-181611
Documento
Autor
Nome completo
Rafael Traldi Moura
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Alves, Marcílio (Presidente)
Bittencourt, Marco Lúcio
Fancello, Eduardo Alberto
Marczak, Rogério José
Micheli, Giancarlo Barbosa
Título em português
Modelagem e ensaios mecânicos de polímeros termoplásticos sob carregamentos quase-estático e dinâmico.
Palavras-chave em português
Dinâmica dos sólidos (impacto)
Polímeros (materiais)
Termoplásticos
Resumo em português
Esta tese apresenta, primeiramente, revisões sobre polímeros, métodos para obtenção das propriedades mecânica de um material em uma ampla faixa de taxas de deformação além de uma revisão da mecânica do contínuo não linear, estruturas cinemáticas com divisão multiplicativa do gradiente de deformação e modelos de material para polímeros termoplásticos. Posteriormente são apresentados ensaios experimentais de relaxação, quase-estáticos e dinâmicos de tração e compressão em PEAD e PVC, seguidos por impactos em placas dos mesmos materiais. A grande quantidade de ensaios quase-estáticos objetivaram a análise da sensibilidade à taxa de deformação e ao tipo de carregamento, além do grau de anisotropia. Nestes e nos de relaxação, foi utilizada uma técnica de correlação de imagens digitais, DIC, mensurando as deformações longitudinais e transversais no plano, permitindo a obtenção de curvas tensão real deformação verdadeira em diversas secções transversais de um mesmo corpo de prova. Uma nova metodologia proposta para a obtenção de mapa de correções na análise da dispersão e atenuação na propagação de ondas em barras cilíndricas de materiais viscoelásticos permitiu uma maior confiabilidade e acurácia do comportamento viscoplástico obtido na Barra de Hopkinson dividida de pressão. Por fim, um modelo de material é proposto e tem seus parâmetros calibrados utilizando-se os ensaios de relaxação, quase-estáticos e de propagação de ondas em sua parte viscoelástica e a parte plástica dos ensaios quase-estáticos juntamente com os dados obtidos na Barra de Hopkinson em sua parte viscoplástica, na intenção de verificar seu funcionamento, simulando o impacto nas placas.
Título em inglês
Modelling and mechanical experiments of thermoplastic polymers under quasi-static and dynamic loadings.
Palavras-chave em inglês
Polymers (materials)
Solid dynamics (impact)
Thermoplastics
Resumo em inglês
This thesis first presents a review on polymers, methods for measuring the material mechanical properties of in a wide range of strain rates and a review of nonlinear continuum mechanics, kinematic frameworks with multiplicative split of the deformation gradient altogether with models material for thermoplastic polymers. Later, This thesis presents results of relaxation, quasi-static and dynamic tests under tensile and compressive loads for HDPE and PVC, and subsequently impacts on plates of the same materials. The large number of quasi-static tests aimed to analyze the sensitivity to strain rate and to the type of loading, and also the degree of anisotropy. During these later tests and the relaxation ones, it was used a technique called digital image correlation, DIC, measuring the longitudinal and transverse strains in a plane and allowing the attainment of true stress true strain curves in various cross sections of the same specimen. A proposed new methodology for obtaining corrections map for the analysis of the dispersion and attenuation in wave propagation on cylindrical bars made of viscoelastic materials allowed greater reliability and accuracy of the viscoplastic behavior obtained in split Hopkinson bar pressure. Finally, a model material is proposed and has its parameters calibrated using relaxation, quasi-static and wave propagation tests in its viscoelastic part and plastic part of the quasi-static tests with the data obtained in bar Hopkinson in its viscoplastic part, in order to verify its behavior while simulating the plate impact tests.
 
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Tese_RafaelMoura.pdf (68.29 Mbytes)
Data de Publicação
2013-07-29
 
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