Ensaio De Compressão Em Materiais Poliméricos

ENSAIO DE TRAÇÃO COM MATERIAIS POLIMÉRICOS

Gabriela Lima de Miranda

([e-mail])

FEMAT – Faculdade de Engenharia de Materiais

IGE – Instituto de Geociências e Engenharias

UNIFESSPA – Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará

Ensaios dos Materiais – Franco Jefferds dos Santos Silva

Resumo: A larga utilização dos materiais poliméricos deve-se principalmente ao seu baixo custo e sua estrutura macromolecular, que proporciona-lhes características peculiares em termos de propriedades químicas, físicas e mecânicas. Este artigo reporta os resultados de ensaios de tração realizados com materiais poliméricos padronizados conforme a norma brasileira determinada. Nessa prática realizamos o ensaio de tração em materiais poliméricos devido a sua ampla utilização e por ser um método bastante eficaz para se determinar as propriedades mecânicas fundamentais, tais como: limite de escoamento, limite de resistência, e a tensão e alongamento na ruptura. Esse ensaio relacionou as características dos polímeros através da resposta dos mesmos quando submetidos a diferentes tensões e deformações.

Palavras-Chave: Tração. Materiais. Polímeros. Propriedades Mecânicas.

1.Introdução

O Ensaio de Tração é amplamente utilizado para o levantamento de informações básicas sobre a resistência dos materiais e como um teste de aceitação de materiais que se faz pelo confronto das propriedades determinadas pelo ensaio e ajustes especificados em projeto.

O Ensaio consiste na aplicação de uma carga de tração uniaxial crescente em um corpo de prova específico até a ruptura. Com isso é possível medir a variação no seu comprimento (L) em função da carga aplicada (P), e após tratamento adequado dos resultados obtém-se um gráfico com uma curva tensão (σ) versus a deformação (ε) do corpo-de-prova. Trata-se de um ensaio bastante utilizado como teste para o controle das especificações da entrada de matéria-prima e controle de processo. Os resultados obtidos pelo ensaio de tração são fortemente influenciados pela temperatura, velocidade de deformação, anisotropia do material, tamanho de grão, porcentagem de impurezas, bem como pelas condições ambientais [1].

As especificações quanto à forma e dimensões dos corpos de prova, velocidade de tensionamento, base de medida, etc., são ditadas pela norma técnica correspondente, que no caso de materiais metálicos é a NBR 6152 da Associação Brasileira de Normas Técnicas.

No ensaio de tração, uma amostra do material (corpo de prova) é submetida a um esforço longitudinal (figura 1.1). As extremidades recebem garras do equipamento de medição. A figura a seguir mostra um arranjo básico e apenas ilustrativo, sem escalas.

A partir das medidas de cargas e os respectivos alongamentos, constrói-se a curva tensão-deformação, como mostra a figura 1.2, a qual mostra essa relação para diferentes tipos de polímeros.

Um material é dito ter comportamento elástico se, uma vez removido o esforço, as dimensões retornam àquelas antes da aplicação do mesmo, isto é, não há deformações permanentes. O trecho 0-L da figura 1.3 é a região elástica do material, ou seja, o comprimento retorna ao valor L0 se o ensaio for interrompido nessa região. A tensão máxima na mesma é o limite de elasticidade σL do material. Dentro da região elástica, no trecho 0P, a tensão é proporcional à deformação, isto é, o material obedece à lei de Hooke.

A partir do ponto L tem-se o início da região plástica ou escoamento do material, em que as deformações são permanentes. É usual considerar início ou limite de escoamento σE a tensão que produz uma deformação residual ε = 0,002 ou 0,2% (ponto E conforme figura 4).

Depois do limite de escoamento há uma significativa redução da área da seção transversal e a tensão real segue algo como a curva tracejada da figura 1.4. Mas a convenção é usar tensão aparente, em relação à área inicial.

Em B da figura 1.4 tem-se a tensão máxima e, em R, a ruptura do corpo de prova. A tensão σB é a tensão máxima, também denominada resistência à tração do material. A tensão em R é a tensão de ruptura.

2.Pesquisa e Desenvolvimento

O comportamento mecânico dos materiais é caracterizado pela resposta que estes apresentam quando submetidos à tensão ou deformação. Para os polímeros, a tensão e a deformação não são relacionadas através de simples constantes de proporcionalidade, como o módulo de elasticidade. As respostas dos polímeros às solicitações mecânicas são acentuadamente dependentes de fatores estruturais e de variáveis externas.

. 2.1Materiais Utilizados

Máquina de tração e/ou compressão: Realiza um movimento com velocidade controlada com respeito a um membro fixo