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Avaliação dos elásticos ortodônticos intra-orais de látex e de borracha sintética: estudo in vitro e in vivo / Evaluation of orthodontic intraoral latex elastic and synthetic rubber: study in vitro and in vivo

Daniela Ferreira de Carvalho Notaroberto 25 February 2014 (has links)
Os elásticos ortodônticos intermaxilares sintéticos vem sendo cada vez mais utilizados, sendo principalmente indicados para pacientes que apresentam hiper-sensibilidade ao látex. Afim de avaliar e comparar o comportamento de elásticos de látex e sintéticos quanto a perda de força ao longo do tempo, este estudo foi realizado tanto in vitro quanto in vivo. Para o estudo in vitro foram avaliados 15 elásticos de cada material, para cada tempo: 0, 1, 3, 12 e 24 horas. No estudo in vivo, pacientes foram avaliados (N=15), utilizando elásticos de ambos os materiais (látex e sintético), nos mesmos tempos do estudo in vitro. Os elásticos foram transferidos para a máquina de ensaios mecânicos (EMIC DL-500 MF). Os valores da força gerada foram registrados após a distensão dos elásticos a uma distância de 25mm. Foi aplicado o teste t pareado para a amostra clínica e independente para a amostra laboratorial. Foi utilizada a análise de variância (ANOVA) para verificar a variação das forças geradas entre os tempos determinados e o teste post-hoc para identificar entre quais tempos houve diferença significativa. Quanto às forças iniciais geradas (zero hora), os valores para os elásticos sintéticos foram bastante semelhantes entre os estudos laboratorial e clínico e ligeiramente superiores aos dos elásticos de látex. Nos tempos subsequentes, as forças geradas pelos elásticos de látex apresentaram valores superiores. Em relação à degradação do material, ao final de 24 horas, maior percentual foi observado para os elásticos sintéticos, tanto in vitro quanto in vivo. A maior queda nos valores das forças liberadas pelos elásticos de ambos os materiais e nos estudos clínico e laboratorial, ocorreu entre os tempos de 0 e 1 hora, seguida de uma queda gradativa e progressiva até o tempo de 24 horas. Os elásticos de látex apresentaram um comportamento mais estável no período estudado em relação aos sintéticos, em ambos os estudos. / Synthetic intermaxillary orthodontic elastics are being increasingly used and they are primarily indicated for patients with hypersensitivity to latex. In order to evaluate and compare the behavior of latex and synthetic elastics, as the loss of strength, over time, this study was conducted both in vitro and in vivo. For the in vitro study, 15 of each elastic material was evaluated for each time: 0, 1, 3, 12 and 24 hours. For the in vivo study, patients were evaluated (N = 15) using both elastic materials (latex and synthetic) at the same times settled in vitro study. The rubber bands were transferred to the testing machine (EMIC DL-500 MF). The values of the force were recorded after stretching the elastic to a length of 25mm. Matched to the clinical and independent for laboratory sample t test was applied. Analysis of variance (ANOVA) was used to check the variation of the forces generated between those determined times and the post-hoc test to identify between which times were marked difference . As regards the initial forces (time zero), the values for synthetic elastic were quite similar between laboratory and clinical studies and slightly higher than the latex elastic. In subsequent times, the forces generated by the latex elastic showed higher values. Regarding the material degradation at the end of 24 hours, the highest percentage was observed for synthetic elastic, both in vitro and in vivo. The largest drop in the values of forces unleashed by the elastic of both materials and the clinical and laboratory studies occurred between times of 0 and 1 hour, followed by a gradual decreases until the time of 24 hours. The latex elastic had a more stable behavior during the period studied compared with synthetic, in both studies.
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Computational Modeling and Experimental Characterization of Pneumatically Driven Actuators for the Development of a Soft Robotic Arm

January 2018 (has links)
abstract: Soft Poly-Limb (SPL) is a pneumatically driven, wearable, soft continuum robotic arm designed to aid humans with medical conditions, such as cerebral palsy, paraplegia, cervical spondylotic myelopathy, perform activities of daily living. To support user's tasks, the SPL acts as an additional limb extending from the human body which can be controlled to perform safe and compliant mobile manipulation in three-dimensional space. The SPL is inspired by invertebrate limbs, such as the elephant trunk and the arms of the octopus. In this work, various geometrical and physical parameters of the SPL are identified, and behavior of the actuators that comprise it are studied by varying their parameters through novel quasi-static computational models. As a result, this study provides a set of engineering design rules to create soft actuators for continuum soft robotic arms by understanding how varying parameters affect the actuator's motion as a function of the input pressure. A prototype of the SPL is fabricated to analyze the accuracy of these computational models by performing linear expansion, bending and arbitrary pose tests. Furthermore, combinations of the parameters based on the application of the SPL are determined to affect the weight, payload capacity, and stiffness of the arm. Experimental results demonstrate the accuracy of the proposed computational models and help in understanding the behavior of soft compliant actuators. Finally, based on the set functional requirements for the assistance of impaired users, results show the effectiveness of the SPL in performing tasks for activities of daily living. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Mechanical Engineering 2018
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Avaliação do teor dos aditivos estabilizantes e das propriedades mecânicas em compostos elastoméricos para lateral de pneu de passeio submetidos ao envelhecimento natural e acelerado

Carpenedo, Gelsa Adriana 25 June 2014 (has links)
O objetivo deste trabalho foi avaliar a proporção ideal de dois estabilizantes em compostos elastoméricos, utilizados em pneus que requerem desempenho em longo prazo, submetidos a diferentes tipos de envelhecimento. A resistência ao envelhecimento pode ser alcançada pelo uso de estabilizantes primários e secundários. Para este estudo, os estabilizantes primários selecionados e testados em diferentes quantidades, foram o 6PPD N-1,3 dimetil-butil-N’-fenil-p-fenilenodiamina e o TMQ (2,2,4 - trimetil-quinolina oligomerizada) em uma formulação elastomérica para lateral de pneu de passeio. Nove misturas foram preparadas com 0,5, 1,5 e 2,5 phr (partes por cem de elastômero) de 6PPD, combinado com 0,5; 1,0 e 1,5 phr de TMQ, totalizando 9 amostras. Os compostos foram expostos a três processos de envelhecimento acelerado: termo-oxidativo em estufa, com circulação de ar, a 70°C; fotoquímico em câmara de UV, a 60°C e ao ozônio, 40°C, concentração de 50 pphm. Além disso, as amostras foram envelhecidas naturalmente durante 440 dias. Em intervalos de tempo, pré-determinado, as amostras foram retiradas e as propriedades mecânicas (tensão e alongamento na ruptura e resistência ao rasgamento) foram avaliadas. A cromatografia a gás foi utilizada para quantificar o teor de 6PPD, antes e após os processos de envelhecimento. O envelhecimento natural não apresentou alterações significativas nas propriedades mecânicas, mesmo tendo havido consumo gradativo do 6PPD. As amostras expostas ao envelhecimento termo-oxidativo apresentaram a maior perda das propriedades mecânicas (resistência ao rasgamento e tensão na ruptura) e no teor de 6PPD. Sendo assim, foi o teste mais significativo para definir a melhor combinação dos estabilizantes: 2,5 phr de 6PPD e 1,0 de TMQ. Nos envelhecimentos acelerados em câmara de ozônio e fotoquímico em câmara de UV, teores menores de estabilizantes já garantiram a manutenção das propriedades. Não houve consumo significativo de 6PPD para esses dois envelhecimentos acelerados. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-02-11T12:57:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Gelsa Adriana Carpenedo.pdf: 1875191 bytes, checksum: 49a4f9805c5b80c77d6dd289fc885bc3 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-11T12:57:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Gelsa Adriana Carpenedo.pdf: 1875191 bytes, checksum: 49a4f9805c5b80c77d6dd289fc885bc3 (MD5) / This study aims at analysing the ideal rate of two stabilizers in elastomeric compounds, used in tires that require a long-term performance, submitted to different kinds of aging. The resistance to the aging can be achieved by using primary and secondary stabilizers. For this study, the primary stabilizers selected and tested in different quantities, have been the 6PPD N-1,3 dimethyl-butyl-N’-phenyl-pphenylenediamine and the TMQ (2,2,4 - trimethyl-oligomerized quinoline) in an elastomeric formulation to the side of tire. Nine mixtures have been prepared with 0,5; 1,5 and 2,5 phr (parts by hundred of elastomer) of 6PPD, combined with 0,5; 1,0 and 1,5 phr of TMQ, totaling nine mixtures. The compounds have been submitted to three accelerated aging processes: thermal-oxidative in heater, with air flow to 70°C; photochemical in UV chamber, to 60°C and to ozone, 40°C, concentration of 50 pphm. In addition, the samples have been aged naturally for 440 days. In predetermined time intervals, the samples have been removed and the mechanical properties (stress at breaking and stretching and resistance to tearing) have been analysed. The gas chromatography has been used to quantify the percentage of 6PPD, before and after the aging processes. The natural aging has not presented significant changes to the mechanical properties, even the fact that there has been gradual consumption of the 6PPD. The samples which have been submitted to the thermal-oxidative aging have presented the highest loss of mechanical properties (resistance to tearing and stress at breaking) and in the percentage of 6PPD. Therefore, it has been the most significant test to define the best combination of the stabilizers: 2,5 phr of 6PPD and 1,0 of TMQ. In the accelerated agings in ozone chamber and photochemical in UV chamber, lower percentages of stabilizers have already ensured the conservation of the properties. There has not been significant consumption of 6PPD for both of these accelerated agings.
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Desenvolvimento de compostos de NBR com nanofibras de celulose e negro de fumo

Celestini, Vânia 06 June 2016 (has links)
Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-12-02T11:18:53Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Vania Celestin.pdf: 125036 bytes, checksum: d389312dd15b7fa56d359845abb6aeb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-02T11:18:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Vania Celestin.pdf: 125036 bytes, checksum: d389312dd15b7fa56d359845abb6aeb0 (MD5) Previous issue date: 2016-11-02
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Avaliação dos elásticos ortodônticos intra-orais de látex e de borracha sintética: estudo in vitro e in vivo / Evaluation of orthodontic intraoral latex elastic and synthetic rubber: study in vitro and in vivo

Daniela Ferreira de Carvalho Notaroberto 25 February 2014 (has links)
Os elásticos ortodônticos intermaxilares sintéticos vem sendo cada vez mais utilizados, sendo principalmente indicados para pacientes que apresentam hiper-sensibilidade ao látex. Afim de avaliar e comparar o comportamento de elásticos de látex e sintéticos quanto a perda de força ao longo do tempo, este estudo foi realizado tanto in vitro quanto in vivo. Para o estudo in vitro foram avaliados 15 elásticos de cada material, para cada tempo: 0, 1, 3, 12 e 24 horas. No estudo in vivo, pacientes foram avaliados (N=15), utilizando elásticos de ambos os materiais (látex e sintético), nos mesmos tempos do estudo in vitro. Os elásticos foram transferidos para a máquina de ensaios mecânicos (EMIC DL-500 MF). Os valores da força gerada foram registrados após a distensão dos elásticos a uma distância de 25mm. Foi aplicado o teste t pareado para a amostra clínica e independente para a amostra laboratorial. Foi utilizada a análise de variância (ANOVA) para verificar a variação das forças geradas entre os tempos determinados e o teste post-hoc para identificar entre quais tempos houve diferença significativa. Quanto às forças iniciais geradas (zero hora), os valores para os elásticos sintéticos foram bastante semelhantes entre os estudos laboratorial e clínico e ligeiramente superiores aos dos elásticos de látex. Nos tempos subsequentes, as forças geradas pelos elásticos de látex apresentaram valores superiores. Em relação à degradação do material, ao final de 24 horas, maior percentual foi observado para os elásticos sintéticos, tanto in vitro quanto in vivo. A maior queda nos valores das forças liberadas pelos elásticos de ambos os materiais e nos estudos clínico e laboratorial, ocorreu entre os tempos de 0 e 1 hora, seguida de uma queda gradativa e progressiva até o tempo de 24 horas. Os elásticos de látex apresentaram um comportamento mais estável no período estudado em relação aos sintéticos, em ambos os estudos. / Synthetic intermaxillary orthodontic elastics are being increasingly used and they are primarily indicated for patients with hypersensitivity to latex. In order to evaluate and compare the behavior of latex and synthetic elastics, as the loss of strength, over time, this study was conducted both in vitro and in vivo. For the in vitro study, 15 of each elastic material was evaluated for each time: 0, 1, 3, 12 and 24 hours. For the in vivo study, patients were evaluated (N = 15) using both elastic materials (latex and synthetic) at the same times settled in vitro study. The rubber bands were transferred to the testing machine (EMIC DL-500 MF). The values of the force were recorded after stretching the elastic to a length of 25mm. Matched to the clinical and independent for laboratory sample t test was applied. Analysis of variance (ANOVA) was used to check the variation of the forces generated between those determined times and the post-hoc test to identify between which times were marked difference . As regards the initial forces (time zero), the values for synthetic elastic were quite similar between laboratory and clinical studies and slightly higher than the latex elastic. In subsequent times, the forces generated by the latex elastic showed higher values. Regarding the material degradation at the end of 24 hours, the highest percentage was observed for synthetic elastic, both in vitro and in vivo. The largest drop in the values of forces unleashed by the elastic of both materials and the clinical and laboratory studies occurred between times of 0 and 1 hour, followed by a gradual decreases until the time of 24 hours. The latex elastic had a more stable behavior during the period studied compared with synthetic, in both studies.
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Avaliação da degradação de elásticos ortodônticos intraorais de látex / Force extension relaxation of medium force orthodontic latex elastics

Daniel Jogaib Fernandes 10 September 2009 (has links)
Avaliou-se a taxa de degradação de elásticos ortodônticos de látex de diferentes fabricantes e diâmetros em diversos intervalos de tempo. Grupos de 15 elásticos de força média dos fabricantes AmericanOrthodontics (Sheboygan, Wis, EUA), Tp (La Porte, IN, EUA), Morelli (Sorocaba, SP, Brasil) e Uniden (Sorocaba, SP, Brasil); de diâmetros 3/16, 1/4 e 5/16 foram analisados nos intervalos de 0,1,3,6,12 e 24 horas, totalizando-se 1080 espécimes. Os elásticos foram estirados individualmente à distância de 30mm, respeitando-se o intervalo de um minuto entre cada estiramento. Os materiais foram acondicionados imersos em água deionizada à 37C. Realizou-se leitura das forças na máquina de ensaios Emic DL 500 (Emic Co, Sao Paulo, Brasil) à velocidade de 30 mm/min, com uma célula de 2Kg (Emic Co, Sao Paulo, Brasil). A leitura de cada elástico consumiu aproximadamente um minuto. Teste Kruskal-wallis com correções por Dunns aferiu significância estatística dos resultados. Foram observadas diferenças entre os grupos analisados, exceto às marcas Morelli e Tp. Foram significativas as inferências das variáveis tempo e marca comercial. Em 0 hora, a relação entre as forças geradas foi Morelli>AO>Uniden>Tp para elásticos 3/16 (p=0,0016) e 1/4 (p=0,0016) e, de Morelli>AO>Tp>Uniden para elásticos 5/16 (p=0,0087). Após 24 horas, as porcentagens de degradação dos elásticos foram AO>Morelli>Uniden>Tp no diâmetro 3/16; AO>Tp>Morelli>Uniden no diâmetro 1/4 e Tp>AO>Uniden>Morelli para elásticos de diâmetro 5/16. O comportamento no intervalo de 0-24 horas demonstrou uma queda acentuada no período de 0-3 horas, um ligeiro aumento em 3-6 horas, seguido de uma queda progressiva no intervalo de 6-24 horas. / The purpose of this study was to evaluate the force relaxation of different brands and diameters of latex elastics occurring during different times. Groups of 15 medium forces elastics from manufacturers: American Orthodontics (Sheboygan, Wis, USA), Tp (La Porte, IN, USA), Morelli Orthodontics (Sorocaba, SP, Brazil) and Uniden Orthodontics (Sorocaba, SP, Brazil) with diameters: 3/16, 1/4 and 5/16 inch size were tested at 0,1,3,6,12,24 hours, making a total of 1080 specimens. An apparatus was designed to simulate oral environments during elastics stretching. The forces were read after 1,3,6,12 and 24-hour periods in Emic testing machine (Emic Co, Sao Paulo, Brazil) with 30 mm/min cross-head speed and load cell of 2Kg Emic force (Emic Co, Sao Paulo, Brazil). Kruskal-Wallis and Dunns tests were used to identify statistical significance. Overall, there were statistically differences among the different manufacturers at all observation intervals, except between Morelli and Tp. Significantly variability were seen in Morelli and Uniden force delivery. The relationships among loads at 0-hour time period were as follows: Morelli>AO>Uniden>Tp for 3/16 (p=.0016) and 1/4 elastics (p=.0016) and Morelli>AO>Tp>Uniden for 5/16 elastics (p=.0087). The forces relaxation over the 24-hour time period were AO>Morelli>Uniden>Tp for 3/16 elastics; AO>Tp>Morelli>Uniden for 1/4; and Tp>AO>Uniden>Morelli for 5/16 elastics.The force decay pattern show a notable drop-off of forces during 0-3 hours, a slight increase in force values from 3-6 hours and a progressive force decay was seen over 6-24 hours.
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Contribuição ao controle passivo de rotores flexíveis suportados por mancais de filme fluido através de elastômeros / Contribution to the passive control of flexible rotors supported by fluid film bearings by means of elastomers

Thomazi, Cleber Caetano 02 August 2013 (has links)
Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Dynamic analyses of a flexible rotor supported by fluid film radial bearings on elastomeric suspension are performed using the Finite Element Method. The response to the unbalance and the stability behavior are obtained for different types of damping devices configuration and viscoelastic materials. The stiffness and damping coefficients of the hydrodynamic bearings are evaluated through the Short Bearing Theory. The properties of the elastomers, as a function of the frequency at a given temperature, are obtained from tests conducted in the Laboratory of Mechanical Systems of the School of Mechanical Engineering in the Federal University of Uberlândia. Dissipative elastomeric devices have strong influence on the dynamic behavior of the rotor. It is observed that with the suitable choice of the damper, the amplitude of the unbalance response may be reduced. The threshold speed of stability is increased with the use of elastomeric dampers for the most analyzed cases. / Análises dinâmicas de um rotor flexível apoiado por mancais radiais de filme fluido montados em uma suspensão elastomérica são realizadas utilizando o Método dos Elementos Finitos. A resposta ao desbalanceamento e o comportamento da estabilidade são obtidos para várias configurações de dispositivos amortecedores e para diferentes materiais viscoelásticos. Os coeficientes de rigidez e de amortecimento dos mancais hidrodinâmicos são obtidos através da Teoria de Mancais Curtos. As propriedades dos materiais viscoelásticos, determinadas em função da frequência a uma dada temperatura, são obtidas através de ensaios conduzidos no Laboratório de Sistemas Mecânicos da Faculadade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia. Os dispositivos dissipativos elastoméricos possuem forte influência no comportamento dinâmico do rotor. Observa-se que, com a escolha adequada da configuração do amortecedor, a amplitude da resposta ao desbalanceamento pode ser reduzida. A velocidade limite de estabilidade é aumentada com o emprego dos amortecedores elastoméricos para a maioria dos casos analisados. / Doutor em Engenharia Mecânica
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Método multiescala para modelagem da condução de calor transiente com geração de calor : teoria e aplicação

Ramos, Gustavo Roberto January 2015 (has links)
O presente trabalho trata da modelagem da condução de calor transiente com geração de calor em meios heterogêneos, e tem o objetivo de desenvolver um modelo multiescala adequado a esse fenômeno. Já existem modelos multiescala na literatura relacionados ao problema proposto, e que são válidos para os seguintes casos: (a) o elemento de volume representativo tem tamanho desprezível quando comparado ao comprimento característico macroscópico (e como consequência, a microescala tem inércia térmica desprezível); ou (b) a geração de calor é homogênea na microescala. Por outro lado, o modelo proposto nesta tese, o qual é desenvolvido utilizando uma descrição variacional do problema, pode ser aplicado a elementos de volume representativos finitos e em condições em que a geração de calor é heterogênea na microescala. A discretização temporal (diferenças finitas) e as discretizações espaciais na microescala e na macroescala (método dos elementos finitos) são apresentadas em detalhes, juntamente com os algoritmos necessários para implementar a solução do problema. Nesta tese são apresentados casos numéricos simples, procurando verificar não só o modelo teórico multiescala desenvolvido, mas também a implementação feita. Para tanto, são analisados, por exemplo, (a) casos em que considera-se a microescala um material homogêneo, tornando possível a comparação da solução multiescala com a solução convencional (uma única escala) pelo método dos elementos finitos, e (b) um caso em um material heterogêneo para o qual a solução completa, isto é, modelando diretamente os constituintes no corpo macroscópico, é obtida, tornando possível a comparação com a solução multiescala. A solução na microescala para vários casos analisados nesta tese sofre grande influência da inércia térmica da microescala. Para demonstrar o potencial de aplicação do modelo multiescala, simula-se a cura de um elastômero carregado com negro de fumo. Embora a simulação demonstre que a inércia térmica não precise ser considerada para esse caso em particular, a aplicação da presente metodologia torna possível modelar a cura do elastômero diretamente sobre a microescala, uma abordagem até então não utilizada no contexto de métodos multiescala. Essa metodologia abre a possibilidade para futuros aperfeiçoamentos da modelagem do estado de cura. / This work deals with the modeling of transient heat conduction with heat generation in heterogeneous media, and its objective is to develop a proper multiscale model for this phenomenon. There already exist multiscale models in the literature related to this proposed problem, and which are valid for the following cases: (a) the representative volume element has a negligible size when compared to the characteristic macroscopic size (and, as a consequence, the microscale has a negligible thermal inertia); or (b) the heat generation is homogeneous at the microscale. On the other hand, the model proposed in this thesis, which is developed using a variational description of the problem, can be applied to finite representative volume elements and in conditions in which the heat generation is heterogeneous at the microscale. The time discretization (finite difference) and the space discretizations at both the microscale and the macroscale (finite element method) are presented in details, together with the algorithms needed for implementing the solution of the problem. In this thesis, simple numerical cases are presented, aiming to verify not only the theoretical multiscale model developed, but also its implementation. For this, it is analyzed, for instance, (a) cases in which the microscale is taken as a homogeneous material, making it possible the comparison of the multiscale solution with the conventional solution (one single scale) by the finite element method, and (b) a case in a heterogeneous material for which the full solution, that is, modeling all constituents directly on the macroscale, is obtained, making it possible the comparison with the multiscale solution. The solution at the microscale for several cases analyzed in this thesis suffers a large influence of the microscale thermal inertia. To demonstrate the application potential of the multiscale model, the cure of a carbon black loaded elastomer is simulated. Although the simulation shows that the thermal inertia does not have to be considered for this case in particular, the application of the present methodology makes it possible to model the cure of the elastomer directly at the microscale, an approach not used in multiscale methods context until now. This methodology opens the possibility for future improvements of the state of cure modeling.
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Caracterização constitutiva de elastômeros utilizando testes de componentes / Constitutive elastomer characterization using actual component testing procedures

Lancini, Emmanuel January 2012 (has links)
Análises numéricas confiáveis do comportamento mecânico de materiais como borrachas, dependem muito de uma calibração precisa do modelo constitutivo hiperelástico utilizado. Estes modelos são calibrados ajustando as curvas teóricas aos dados experimentais, obtidos por meio de ensaios usuais. Em muitos casos as amostras de matéria prima desses elastômeros já não se encontram disponíveis ou é impossível fabricar os corpos de prova requeridos. O objetivo deste trabalho é verificar a possibilidade de encontrar constantes constitutivas testando o próprio componente, ao invés dos usuais ensaios de tração, compressão e cisalhamento. A abordagem proposta consiste em criar uma rotina de programação associada a uma função custo onde, a partir de uma estimativa inicial de constantes constitutivas, sejam realizados processos iterativos de otimização buscando aproximar as curvas de força × deslocamento teórica e experimental. Um componente automotivo será utilizado nos estudos e dois modelos constitutivos hiperelásticos serão testados. As equações de tensões nominais dos modelos hiperelásticos serão utilizadas para predizer o comportamento teórico dos ensaios usuais, de forma a verificar a qualidade das constantes obtidas. Conclui-se que é possível utilizar o ensaio da própria peça para caracterizar o material hiperelástico, com resultados comparáveis aos que seriam obtidos com os ensaios típicos para esta aplicação. / The reliable numerical analysis of the mechanical behavior of rubber-like materials depends strongly on accurately calibrated hyperelastic constitutive models. Such models are calibrated by fitting theoretical curves against experimental data obtained in well known tests. In many cases samples of the original elastomer are no longer available or it is impossible to manufacture the specimens required by the standard tests. The aim of this work is verify the possibility of finding the constitutive constants by testing the actual component instead of the usual tensile, compression and shear tests. The proposed approach consists in creating a programming routine with a cost function that, starting from an initial estimate of the constitutive constants, iterate through an optimization algorithm in order to fit the theoretical force × displacement curves to the experimental ones. An automotive component will be used during the studies and two hyperelastic constitutive models will be tested. The nominal stress equations for the hyperelastic models are used to predict the standard tests behavior, to assess the quality of the constants obtained. The results shown that is possible to characterize an hyperelastic material by testing the actual component, with results comparable to those which would be obtained with standard tests.
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Efeitos da incorporação de nanotubos de carbono em elastômeros fluorados para auxílio em eventos de descompressão de CO2 / Incorporation effects of carbon nanotube in fluorinated elastomers for assistance in CO2 explosive decompression

Cristina Angioletto Pozenato 21 July 2016 (has links)
Diante da necessidade de produzir uma vedação com maior vida útil frente as condições de descompressão explosiva de CO2 incorporou-se quantidades diferentes de MWCNT (multiwalled carbono nanotubes) curtos e longos (0,25 phr e 1 phr) e com graus de funcionalidade de grupos oxigenados variando entre 0% e 7,5% em elastômeros fluorados. A incorporação foi realizada utilizando-se o processo de mistura em cilindro aberto (Copê) e as mantas de borracha obtidas foram termoprensadas e submetidas a doses de irradiação de 5, 10 e 20 kGy em ar atmosférico. Analisaram-se os nanocompósitos e os MWCNT por análises térmicas, difrações de raios-X e micrografias. A partir dos nanocompósitos também foram confeccionados corpos de prova para ensaios mecânicos, análises dinâmico-mecânicas, ensaios de dessorção. Os resultados indicaram em geral aumento dos módulos a 100% e secante a 15% nas amostras com adição de 1 phr, mas pouca mudança da temperatura de transição vítrea foi observada, indicando pouca alteração da mobilidade das cadeias. As micrografias apontaram algumas extremidades de MWCNT soltas da matriz polimérica após o processo de preparação da amostra. Os resultados apontaram melhora na dessorção dos nanocompósitos após a incorporação dos MWCNT. / Faced with the need to produce a gasket with longer useful life against the explosive decompression conditions of CO2, it was incorporated different amounts of short and long MWCNT (0.25 phr and 1 phr) and degrees of oxygenated groups functionality ranging between 0% and 7.5% in fluorinated elastomers. The incorporation was performed using the open mill with two rolls (COPE) and rubber blankets were obtained thermopressed and subjected to radiation doses of 5, 10 and 20 kGy in air atmosphere. Nanocomposites and MWCNT were analyzed by thermal analysis, X-ray diffraction and SEM micrographs. From the nanocomposites were also prepared specimens for mechanical testing, dynamic mechanical analysis, desorption tests. The results indicated, in generally, an increase of modules to 100% and secant to 15% in the samples with the addition of 1 phr, however little change in the glass transition temperature was observed, indicating little variation of mobility of the chains. The micrographs showed some free ends of MWCNT the polymer matrix after sample preparation process. The results pointed improvement on dessorpotion of nanocomposites after the incorporation of MWCNT.

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