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SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA CURITIBA
ENGENHARIA MECNICA
ENSAIO DE TRAO EM POLIPROPILENO
MARCIO JOSE DA SILVA LUCCAS SITKO DE MIRANDA
JACKSON GRITTEM FAGUNDES RODRIGO SCHRONCK
CURITIBA
2014
MARCIO JOSE DA SILVA LUCCAS SITKO DE MIRANDA
JACKSON GRITTEM FAGUNDES RODRIGO SCHRONCK
ENSAIO DE TRAO EM POLIPROPILENO
Relatrio apresentado para disciplina de Comportamento Mecnico dos Materiais como exigncia para obteno do grau de Bacharelado em ENGENHARIA MECNICA da SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA.
Orientador: ANDRE NOZOMU SADOYAMA
BARRIOS
CURITIBA
2014
RESUMO Neste trabalho vamos estudar o comportamento mecnico de um corpo de prova de Polipropileno com as seguintes dimenses: Largura (12,8 mm), Espessura (3,2 mm), Comprimento (60 mm). Este corpo de prova ser submetido a um esforo axial que tende a along-lo at a ruptura. Este ensaio permite conhecer como os materiais reagem ao esforo de trao, quais os limites de resistncia mecnica que suportam e a partir de que momento se rompe. Palavras-chave: Polipropileno
ABSTRACT In this work we study the mechanical behavior of a specimen of polypropylene with the following dimensions: width (12.8 mm) Thickness (3.2 mm), length (60 mm). This specimen is subjected to an axial force that tends to stretch it to rupture. This assay allows us to know how materials react to tractive effort, which limits the strength of that support and from that moment rupture. Keywords: Polypropylene
LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Ilustrao de um corpo de prova submetido a ensaio de trao ................. 8
Figura 2 - Regio Elastica de um Material .................................................................. 9
Figura 3 - Mquina de Ensaio de Trao .................................................................. 10
SUMRIO 1 INTRODUO ......................................................................................................... 6
2 HISTRIA ................................................................................................................ 7
3 POLIPROPILENO .................................................................................................... 8
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ..................................................................... 11
5 RESULTADOS OBTIDOS ...................................................................................... 12
6 CONCLUSO ......................................................................................................... 15
REFERNCIAS ......................................................................................................... 16
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1 INTRODUO
A evoluo tecnolgica tem sido cada vez mais evidente em todos os setores
industriais, com pesquisas de compsitos e nanotecnologia os polmeros vem
ganhando espao nos mais diversos setores.
O ensaio de trao que vamos estudar neste trabalho fundamental para obter
desempenhos satisfatrios em um determinado processo ou material. Os polmeros
surgiram em um momento em que se necessitava cortar custos de produo, alm
de melhorar propriedades mecnicas e fsicas. O material hoje muito popularizado
pelo seu baixo custo, fato este que o torna um material utilizado em basicamente
qualquer rea, seja ela industrial, domstica ou comercial. Alm do custo-benefcio,
alia-se o peso reduzido, a alta resistncia e a possibilidade de obter quase qualquer
forma devido a sua facilidade de trabalho.
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2 HISTRIA
A palavra plstico vem do latim plasticu e exprime a caracterstica dos
materiais quanto maleabilidade. um termo geral que significa capaz de ser
moldado. Tambm vem do grego plastiks e significa dobras de argila. Os
materiais comumente designados como plsticos no tem necessariamente essa
propriedade, mas a exibiram em algum momento de sua fabricao, quando, ento,
foram moldados.
Por volta do ano de 1860, o ingls Alexander Pakers deu incio a estudos com
nitrato de celulosa, uma espcie de resina que mais tarde herdou o nome de
Parkesina. Esse material era utilizado em estado slido e tinha como caracterstica
bsica sua flexibilidade, fcil pintura, resistncia a gua e cor opaca.
J no ano de 1862, Parker apresentou na Exposio internacional de Londres as
primeiras amostras do que viria a ser considerado o antecessor da matria plstica.
No mesmo ano, John Wesle Hyatt participou de um concurso realizado pela
empresa Phelan na Collander, com o objetivo de substituir o marfim da fabricao de
suas bolas de bilhar. Depois de vrias pesquisas, obteve xito no ano de 1870.
Nascia ali a primeira matria plstica artificial, baquelite.
A histria industrial do plstico aqui no Brasil teve expresso a partir de 1949,
quando foi inaugurada a primeira fbrica de poliestireno, a Bakol S.A. em So Paulo.
Logo foi iniciada a produo comercial do poliestireno de alto impacto.
De 1945 em diante o plstico invadiu as casas, foi um fenmeno que no
dependeu de condio social, numa poca em que o ao estava predominante.
A tecnologia dos polmeros sofreu um amadurecimento a partir da dcada de 80,
quando houve uma diminuio no desenvolvimento e nas pesquisas dos avanos j
conquistados. Contudo, podemos observar alguns avanos nesta rea, como:
Polmeros condutores de eletricidade;
Polmeros de cristal lquido;
Reciclagem em grande escala de garrafas PE e PET;
Plsticos de engenharia: poli (ter-imida) e poli (ter-tercetona).
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3 POLIPROPILENO
Polipropileno (PP), tambm conhecido como polipropeno, um polmero
termoplstico usado numa variedade de aplicaes, incluindo embalagens, txteis
(por exemplo, cordas, roupa interior trmica e carpetes), artigos de papelaria, peas
plsticas e recipientes reutilizveis de vrios tipos, equipamento de laboratrio, alto-
falantes, componentes automotivos e notas de banco de polmero. Um polmero de
adio feito do propileno monmero, ele spero e extraordinariamente resistente a
muitos solventes qumicos, bases e cidos. A maior parte do polipropileno comercial
isottico e tem um nvel intermedirio de cristalinidade entre o de politileno de
baixa densidade (LDPE) e politileno de alta densidade (HDPE). Polipropileno
normalmente robusto e flexvel, principalmente quando copolimerizado com etileno.
Isto permite que o politileno seja usado como um plstico de engenharia,
competindo com materiais como ABS. Polipropileno razoavelmente econmico e
pode ser feito translcido quando no colorido, mas no prontamente feito
transparente como poliestireno, acrlico ou certos outros plsticos. muitas vezes
opaco ou colorido usando pigmentos. Polipropileno tem boa resistncia fadiga.
No ensaio de trao o corpo de prova ser submetido a um esforo axial que
tende a along-lo at a ruptura. (Figura 1)
Figura 1 - Ilustrao de um corpo de prova submetido a ensaio de trao Fonte: (LAHR et al., 2007, p.3).
Um material dito ter comportamento elstico se, uma vez removido o esforo,
as dimenses retornam quelas antes da aplicao do mesmo, isto , no h
deformaes permanentes. O trecho 0-L da Figura 2 a regio elstica do material,
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ou seja, o comprimento retorna ao valor L0 se o ensaio for interrompido nessa
regio. A tenso mxima na mesma o limite de elasticidade L do material. Dentro
da regio elstica, no trecho 0P, a tenso proporcional deformao, isto , o
material obedece lei de Hooke.
Figura 2 - Regio Elstica de um Material Fonte: (LAHR et al., 2007, p.4).
A partir do ponto L tem-se o incio da regio plstica ou escoamento do material,
em que as deformaes so permanentes. usual considerar incio ou limite de
escoamento E a tenso que produz uma deformao residual = 0,002 ou 0,2%.
A mquina de trao hidrulica (Figura 3), movida pela presso de leo, e est
ligada a um dinammetro que mede a fora aplicada ao corpo de prova. Os modelos
mais antigos possuem um registrador grfico que vai traando o diagrama de fora e
deformao em papel milimetrado medida que o ensaio realizado. Neste trabalho
utilizamos o mtodo de leitura manual, com isso h um aumento na margem de erro.
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Figura 3 - Mquina de Ensaio de Trao Fonte: (LAHR et al., 2007, p.6).
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4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Foi posicionado adequadamente o corpo de prova preso s garras, ajustando
manualmente a altura da barra tracionada, de modo que as garras estivessem
alinhadas e que no houvesse nenhuma fora atuando sobre o corpo de prova.
Utilizando um software para leitura das foras aplicadas no corpo de prova foi
elaborada a tabela manualmente para construo dos grficos para obteno da
curva de fora pelo deslocamento, curva da tenso pela deformao e determinar a
tenso de escoamento.
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5 RESULTADOS OBTIDOS
Tabela de Ensaio Fonte: Autoria prpria.
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Frmulas:
= (L1 - L0) / L0
= F/A
L = L1 - L0
Em que:
= Deformao
= tenso
F(N) = Fora aplicada longitudinalmente ao corpo de prova
A = rea de seco transversal do corpo de prova
L0 = Comprimento inicial do corpo de prova
L1 = Comprimento Final
L = Alongamento do Comprimento
Grafico da curva de Fora F(N) X Deslocamento L (mm) Fonte: Autoria prpria.
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Grfico da curva da Tenso (Pa) X Deformao Fonte: Autoria prpria.
Traando a linha paralela no grfico acima podemos obter a tenso de
escoamento, limite entre as reas elsticas e plstica do material submetido ao
ensaio de trao.
e 1,385
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6 CONCLUSO
Com base nos resultados obtidos, obtivemos o grfico que determina a curva da
Fora(N) pelo deslocamento. Calculamos a Tenso aplicada e Deformao ocorrida
no corpo de prova, obtendo o grfico que determina a curva da Tenso pela
Deformao. Tambm foi obtido a tenso de escoamento, ponto onde h mudana
da regio elstica para a regio plstica.
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REFERNCIAS
LAHR et al. Relatrio de ensaio de trao com materiais polimricos. 2007. 19f. Monografia (Bacharelado em Engenharia Mecnica - Resistencia dos Materiais) - Unicamp, Campinas, 2007. Ensaio de trao e materiais plsticos. Disponvel em: Acesso em: 23 ago. 2014 Entec Polimeros. Disponvel em: Acesso em: 30 ago. 2014 JR Soluces em Engenharia. Disponvel em: Acesso em: 23 ago. 2014