Título

PROPRIEDADES MECÂNICAS À TRAÇÃO E COMPRESSÃO DE POLÍMEROS DE ENGENHARIA SELECIONADOS – EXPERIMENTOS E ARCABOUÇO DE APLICAÇÃO

MECHANICAL PROPERTIES OF SELECTED ENGINEERING POLYMERS UNDER TENSION AND COMPRESSION – EXPERIMENTS AND DESIGN APPLICATION FRAMEWORK

Autoria

Ozilio, Helbert; Donato, Gustavo Henrique Bolognesi

DOI

10.5151/2594-5327-21126

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Resumo

Polímeros podem apresentar maior resistência ao escoamento em compressão (sendo então definidos como desbalanceados) e os critérios de projeto atualmente utilizados pelos engenheiros (p. ex.: Tresca e von Mises originais) não são capazes de incorporar tal fenômeno. Neste contexto, previsões de falha acuradas só podem ser conseguidas pela combinação de critérios de escoamento dependentes da tensão hidrostática (tração ou compressão) alimentados por dados experimentais também de compressão. A grande limitação atual é que tais dados são muito escassos na literatura. Neste sentido, este trabalho estuda sob tração e compressão materiais de diferentes resistências, rigidez e microestrutura, incluindo: PVC, PTFE, POM, PMMA e PC. Os resultados fornecem as propriedades mecânicas e o nível de desbalanceamento em cada caso. De posse dos resultados, o arcabouço conceitual para a aplicação e o potencial de ganho de precisão de projeto são endereçados.

 

Polymers can present larger yield strength under compression (being thus denoted uneven), as a result of sensitiveness to the hydrostatic stress state (tensile or compressive). Yield criteria currently used by engineers, however, are mostly based on metallic materials (e.g. Tresca and Mises original proposals), not taking unevenness into account. In this context, to obtain accurate failure predictions one must apply modified criteria including hydrostatic stress dependency, such as conic and parabolic Mises models, which in its turn demand compressive properties. The actual limitation is that these data are very scarce in the literature and unevenness levels are not known for most polymers. As a step in this direction, several polymers were evaluated under tension and compression. To consider different stiffness, strength and microstructures, the experimental matrix includes: PVC, PTFE, POM, PMMA and PC. Results provide elastic moduli, yield strength and unevenness levels. Based on the results, the conceptual framework regarding practical application and potential of modified yield criteria for design accuracy is addressed.

Palavras-chave

Polímeros desbalanceados; Ensaio de compressão; Nível de desbalanceamento; Critérios de escoamento modificados.

Uneven polymers; Compression testing; Unevenness levels; Pressuredependent yield criteria.