Brasil

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
Estudo do Comportamento da Borracha Natural e da Borracha de Estireno-Butadieno no Teste de Fadiga De Mattia
ANDERSON MUNIZ CALHABEU
DISSERTAÇÃO
06/08/2013

A obtenção de critérios de fatiga para a borracha é um importante fator para a indústria automobilística e aeroespacial. No caso da indústria do pneumático, a maioria dos casos de falhas de produto ocorre devido à fadiga. Neste trabalho, a resistência à fadiga em carregamento cíclico de flexão foi estudada com o uso de quatro formulações, com borracha natural e SBR como elastômeros, ambos com e sem carga reforço. Primeiramente, as formulações foram caracterizadas usando-se o teste de tração uniaxial ASTM D412-98a para determinação de um modelo hiperelástico para análise pelo método dos elementos finitos (MEF). Após isso, as formulações foram submetidas a uma versão modificada do teste de fadiga à flexão De Mattia ASTM D813-07. Posteriormente, os resultados do teste de fadiga à flexão foram analisados e comparados ao modelo MEF do teste De Mattia. Propostas de malhas com elementos tetraédricos e hexaédricos foram examinadas. Diferentes abordagens para análise e modelagem de nucleação e propagação de trincas, como a Densidade de Energia de Deformação, Densidade de Energia de Quebra e Integral J foram comentadas e usadas como ferramentas de análise para melhor entendimento do fenômeno de falha por fadiga em flexão no teste De Mattia. Conclui-se, finalmente, que nos casos em que em determinadas condições o teste de fadiga De Mattia apresenta resultados qualitativamente confiáveis em testes comparativos. Entretanto, mostrou-se também que dadas outras condições, os resultados apresentam limitações na avaliação de materiais.

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Rubber fatigue prediction is a key issue for the automobilistic and aerospatial industries. In the case of tire industry, most of the failure cases are due to fatigue. In this work, the fatigue resistance in flexing loading was studied using four recipes, with unfilled and filled NR, and unfilled and filled SBR. First of all, they were characterized using uniaxial traction tests according to ASTM D412-98a to input a Finite Element Analysis (FEA) hiperelastic model and then the same recipes were submitted to flexing cyclic loading in the De Mattia tester using a modified version of the standard ASTM method ASTM D813-07. After that, their test results were analyzed and compared to FEA model of the De Mattia test. Proposals of hexahedric and tetrahedric mesh elements were examined. Different approaches regarding analysis and modeling of crack nucleation and propagation, such as Strain Energy Density, Crack Energy Density and J Integral were commented and used as analysis tools in order to better understand the phenomenon of flexing fatigue failure in the De Mattia test. Finally, it´s shown that under certain conditions, the De Mattia test can give reliable results when comparing different materials. However, it´s also shown that in a given set of conditions the De Mattia test has some limitations regarding materials evaluation.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
POLÍMEROS
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Banca Examinadora

CARLOS HENRIQUE SCURACCHIO
Sim
Nome Categoria
GERSON LUIZ MANTOVANI Docente
ARGEMIRO LUIS DE ARAGAO COSTA Participante Externo

Vínculo

CLT
Empresa Privada
Empresas
Não