Influência das condições de contorno e geometria dos espécimes em resposta à compressão axial
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIPAMPA |
Texto Completo: | http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5461 |
Resumo: | A resistência à compressão axial é uma propriedade mecânica fundamental na escolha do material mais apropriado para uma estrutura, logo é necessário que o ensaio de compressão seja executado corretamente, apresentando resultados precisos, sem interferências do ambiente de teste. No entanto, a intensidade da restrição entre os pratos da máquina de ensaio e as faces de contato do espécime pode influenciar diretamente no comportamento mecânico do material, além de que fatores como forma e esbeltez do espécime podem até mesmo intensificar este efeito. Devido à restrição, forças de cisalhamento nas faces de contato promovem um estado triaxial de tensões, este provoca um aumento na resistência máxima, interfere diretamente no comportamento pós-pico e até mesmo no modo de ruptura do material, conferindo-lhe parâmetros que não representam suas reais propriedades. Para este trabalho desenvolveu-se um programa experimental com 121 espécimes, dividindo-se entre cilindros, de altura (h)=20cm e base(b)=10cm, prismas com h=20cm e b=10x10cm e cubos com lados de 10cm, utilizou-se dois traços de concreto com resistências de 50MPa e 30 MPa. Os testes de compressão foram realizados em cinco condições de contorno, três se tratam de meios antifricção: graxa, teflon e placa escova, um de referência: ensaio tradicional normatizado e por fim uma configuração de máxima fricção: chapas metálicas com espessura de 3 mm coladas nas faces de contato dos corpos de prova. Dentre os resultados, pode-se destacar que quanto menor a relação h/b (altura/base) do espécime, maior é a resistência à compressão axial e a tenacidade do material. A variação de resistência entre as relações h/b=2,0 e h/b=1,0 encontrada foi de 15% e 35% para os concretos de 50MPa e 30MPa, respectivamente. Quando utilizados os meios antifricção eliminou-se a variação de resistência para as diferentes geometrias adotadas, assim como se reduziu significativamente o amolecimento pós–pico dos ensaios, o qual é resultado da restrição de contato entre espécime e pratos de aço da máquina de ensaio. Quanto ao modo de ruptura observou-se que as condições de referência e de fricção máxima apresentaram fratura bi-cônica em formato de ampulheta. Para as condições antifricção, verificou-se um modo de ruptura colunar. Com base nesses resultados, a variação do comportamento do material devido à restrição pode prejudicar não só em âmbito acadêmico, mas na prática da engenharia, uma vez que testes de compressão axial são habitualmente realizados para verificar se o material utilizado em obra apresenta propriedades compatíveis com as estimadas em projeto. |
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Kosteski, Luís EduardoMarangon, EderliBandeira, Matthews Vargas Vaucher2021-04-05T11:38:37Z2021-03-312021-04-05T11:38:37Z2020-12BANDEIRA, Matthews Vargas Vaucher. Influência das condições de contorno e geometria dos espécimes em resposta à compressão axial. Orientador: Luís Eduardo Kosteski. 2020. 115p. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2020.http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5461A resistência à compressão axial é uma propriedade mecânica fundamental na escolha do material mais apropriado para uma estrutura, logo é necessário que o ensaio de compressão seja executado corretamente, apresentando resultados precisos, sem interferências do ambiente de teste. No entanto, a intensidade da restrição entre os pratos da máquina de ensaio e as faces de contato do espécime pode influenciar diretamente no comportamento mecânico do material, além de que fatores como forma e esbeltez do espécime podem até mesmo intensificar este efeito. Devido à restrição, forças de cisalhamento nas faces de contato promovem um estado triaxial de tensões, este provoca um aumento na resistência máxima, interfere diretamente no comportamento pós-pico e até mesmo no modo de ruptura do material, conferindo-lhe parâmetros que não representam suas reais propriedades. Para este trabalho desenvolveu-se um programa experimental com 121 espécimes, dividindo-se entre cilindros, de altura (h)=20cm e base(b)=10cm, prismas com h=20cm e b=10x10cm e cubos com lados de 10cm, utilizou-se dois traços de concreto com resistências de 50MPa e 30 MPa. Os testes de compressão foram realizados em cinco condições de contorno, três se tratam de meios antifricção: graxa, teflon e placa escova, um de referência: ensaio tradicional normatizado e por fim uma configuração de máxima fricção: chapas metálicas com espessura de 3 mm coladas nas faces de contato dos corpos de prova. Dentre os resultados, pode-se destacar que quanto menor a relação h/b (altura/base) do espécime, maior é a resistência à compressão axial e a tenacidade do material. A variação de resistência entre as relações h/b=2,0 e h/b=1,0 encontrada foi de 15% e 35% para os concretos de 50MPa e 30MPa, respectivamente. Quando utilizados os meios antifricção eliminou-se a variação de resistência para as diferentes geometrias adotadas, assim como se reduziu significativamente o amolecimento pós–pico dos ensaios, o qual é resultado da restrição de contato entre espécime e pratos de aço da máquina de ensaio. Quanto ao modo de ruptura observou-se que as condições de referência e de fricção máxima apresentaram fratura bi-cônica em formato de ampulheta. Para as condições antifricção, verificou-se um modo de ruptura colunar. Com base nesses resultados, a variação do comportamento do material devido à restrição pode prejudicar não só em âmbito acadêmico, mas na prática da engenharia, uma vez que testes de compressão axial são habitualmente realizados para verificar se o material utilizado em obra apresenta propriedades compatíveis com as estimadas em projeto.Axial compressive strength is a fundamental mechanical property in choosing the most appropriate material for a structure, so it is necessary that the compression test be performed correctly, giving accurate results without interference from the test environment. However, the frictional intensity between the loading platens and specimen contact faces can directly influence the mechanical behavior of the material, and factors such as specimen shape and height can even intensify this effect. Due to the friction, shear forces on the contact faces promote a triaxial state of stresses, this causes an increase in maximum strength, directly interferes in the post-peak behavior and even in the rupture mode of the material, giving it parameters that do not represent its real properties. For this work, an experimental program was developed with 121 specimens, divided into cylinders, height (h) = 20cm and base (b) = 10cm, prisms with h = 20cm and b = 10x10cm and cubes with 10cm sides, used two concretes with characteristic strength of 50MPa and 30 MPa. The compression tests were carried out in five boundary conditions, three are anti-friction methods: grease, teflon and brush plates, one is a reference: standardized traditional test and finally a maximum friction configuration: 3 mm thick metal sheets bonded on the contact faces of the specimens. Among the results, it can be highlighted that the lower the height/base ratio of the specimen, the greater the strength to axial compression and the toughness of the material. The strength variation between the h/b = 2.0 and h/b = 1.0 ratios found was 15% and 35% for 50MPa and 30MPa concretes, respectively. When using the anti-friction methods, the strength variation for the different adopted geometries was eliminated, as well as the post-peak softening of the tests was significantly reduced, which is the result of contact friction between the specimen and the steel plates of the test machine. As for the rupture mode, it was observed that the reference and maximum friction conditions presented a biconical hourglass fracture. For the anti-friction conditions, there was a columnar rupture. Based on these results, the variation in the material's behavior due to friction can harm not only in the academic field, but in engineering practice, since axial compression tests are usually performed to verify whether the material used on site has properties compatible with the estimated in the project.porUniversidade Federal do PampaMestrado Acadêmico em EngenhariaUNIPAMPABrasilCampus AlegreteCNPQ::ENGENHARIASEngenhariaResistência de materiaisEngineeringStrength of materialsInfluência das condições de contorno e geometria dos espécimes em resposta à compressão axialinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIPAMPAinstname:Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)instacron:UNIPAMPAORIGINALMatthews Vargas Vaucher Bandeira - 2020.pdfMatthews Vargas Vaucher Bandeira - 2020.pdfapplication/pdf12444012https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/bitstream/riu/5461/1/Matthews%20Vargas%20Vaucher%20Bandeira%20-%202020.pdf2fd3275abb9d79d9dacc0bf2600b7987MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81867https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/bitstream/riu/5461/2/license.txtba21f2de58f2bed282863187a61580ffMD52TEXTMatthews Vargas Vaucher Bandeira - 2020.pdf.txtMatthews Vargas Vaucher Bandeira - 2020.pdf.txtExtracted texttext/plain185129https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/bitstream/riu/5461/3/Matthews%20Vargas%20Vaucher%20Bandeira%20-%202020.pdf.txtadcf5860e788594a090fd7ed6521a59fMD53riu/54612021-04-06 03:03:13.976oai:repositorio.unipampa.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://dspace.unipampa.edu.br:8080/oai/requestsisbi@unipampa.edu.bropendoar:2021-04-06T06:03:13Repositório Institucional da UNIPAMPA - Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)false |
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