Metodologia para simulação de elastômeros considerando estratificação das propriedades de cura

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Weijh, André
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/178774
Resumo: Esse trabalho tem por objetivo desenvolver uma ferramenta para previsão das características da cura em borrachas, através da análise numérica de modelos fenomenológicos de vulcanização correlacionados às análises térmicas via método dos elemento finitos. A metodologia é baseada em simular o processo de vulcanização no molde, estimando-se a energia de ativação e simulando o histórico de temperaturas dentro do molde, estratificando o volume do componente por faixas de vulcanização. A partir da caracterização mecânica da borracha nos seus diversos estados de cura, as propriedades constitutivas são especificadas de forma segregada para cada diferente região do componente, que então é simulado em situação de operação. Desta forma, é possível analisar as consequências sobre o comportamento mecânico de componentes parcialmente curados ou melhorar o processo de moldagem a fim de minimizar as diferenças decorrentes do processo. Usam-se como objeto de estudo apoios elastoméricos de pontes não fretados, comparando alterações na resposta do componente perfeitamente curado com situações industriais onde isso não é possível. Como resultado, obtém-se uma estratificação de cura com erros de aproximadamente 2% para percentuais de cura superiores a 50% e diferenças consideráveis para o estado de tensões do modelo com cura homogênea e estratificada.
id URGS_822f632106440d73cab48a8e65bd8b9d
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/178774
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str 1853
spelling Weijh, AndréMarczak, Rogerio Jose2018-05-25T11:11:21Z2018http://hdl.handle.net/10183/178774001067174Esse trabalho tem por objetivo desenvolver uma ferramenta para previsão das características da cura em borrachas, através da análise numérica de modelos fenomenológicos de vulcanização correlacionados às análises térmicas via método dos elemento finitos. A metodologia é baseada em simular o processo de vulcanização no molde, estimando-se a energia de ativação e simulando o histórico de temperaturas dentro do molde, estratificando o volume do componente por faixas de vulcanização. A partir da caracterização mecânica da borracha nos seus diversos estados de cura, as propriedades constitutivas são especificadas de forma segregada para cada diferente região do componente, que então é simulado em situação de operação. Desta forma, é possível analisar as consequências sobre o comportamento mecânico de componentes parcialmente curados ou melhorar o processo de moldagem a fim de minimizar as diferenças decorrentes do processo. Usam-se como objeto de estudo apoios elastoméricos de pontes não fretados, comparando alterações na resposta do componente perfeitamente curado com situações industriais onde isso não é possível. Como resultado, obtém-se uma estratificação de cura com erros de aproximadamente 2% para percentuais de cura superiores a 50% e diferenças consideráveis para o estado de tensões do modelo com cura homogênea e estratificada.This work develops a tool to predict vulcanization properties in rubber, based on numerical analysis of phenomenological model correlated with the thermal history of rubber in mold vulcanization. This methodology simulates mold cure process by finite element method, estimating the activation energy and dividing the component into different cure regions. After the mechanical characterization of the rubber with different cure percentages, the constitutive properties are specified in a segregate form in each different cure region of the component, emulating the mechanical behavior of the component in operation. This way it is possible to analyze stresses and strains in components with 100% of cure and in components with incomplete cure. The methodology is applied to a thick rubber piece used to support the track in road bridges. As result, the mean error is about 2% for cure level above 50% and the stratified model present different state of stress in comparison with the homogeneous cure model.application/pdfporElastômerosVulcanizaçãoPropriedades mecânicasElementos finitosElastomerMechanical propertiesFinite element methodVulcanizationMetodologia para simulação de elastômeros considerando estratificação das propriedades de curainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulEscola de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaPorto Alegre, BR-RS2018mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSORIGINAL001067174.pdf001067174.pdfTexto completoapplication/pdf3151833http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/178774/1/001067174.pdf3acd4cafd422a4da2a82169fe2a4d440MD51TEXT001067174.pdf.txt001067174.pdf.txtExtracted Texttext/plain157934http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/178774/2/001067174.pdf.txt65655c8d54ed070d2aa9f4f9cea4db39MD5210183/1787742018-05-25 11:23:56.535oai:www.lume.ufrgs.br:10183/178774Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532018-05-25T14:23:56Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Metodologia para simulação de elastômeros considerando estratificação das propriedades de cura
title Metodologia para simulação de elastômeros considerando estratificação das propriedades de cura
spellingShingle Metodologia para simulação de elastômeros considerando estratificação das propriedades de cura
Weijh, André
Elastômeros
Vulcanização
Propriedades mecânicas
Elementos finitos
Elastomer
Mechanical properties
Finite element method
Vulcanization
title_short Metodologia para simulação de elastômeros considerando estratificação das propriedades de cura
title_full Metodologia para simulação de elastômeros considerando estratificação das propriedades de cura
title_fullStr Metodologia para simulação de elastômeros considerando estratificação das propriedades de cura
title_full_unstemmed Metodologia para simulação de elastômeros considerando estratificação das propriedades de cura
title_sort Metodologia para simulação de elastômeros considerando estratificação das propriedades de cura
author Weijh, André
author_facet Weijh, André
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Weijh, André
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Marczak, Rogerio Jose
contributor_str_mv Marczak, Rogerio Jose
dc.subject.por.fl_str_mv Elastômeros
Vulcanização
Propriedades mecânicas
Elementos finitos
topic Elastômeros
Vulcanização
Propriedades mecânicas
Elementos finitos
Elastomer
Mechanical properties
Finite element method
Vulcanization
dc.subject.eng.fl_str_mv Elastomer
Mechanical properties
Finite element method
Vulcanization
description Esse trabalho tem por objetivo desenvolver uma ferramenta para previsão das características da cura em borrachas, através da análise numérica de modelos fenomenológicos de vulcanização correlacionados às análises térmicas via método dos elemento finitos. A metodologia é baseada em simular o processo de vulcanização no molde, estimando-se a energia de ativação e simulando o histórico de temperaturas dentro do molde, estratificando o volume do componente por faixas de vulcanização. A partir da caracterização mecânica da borracha nos seus diversos estados de cura, as propriedades constitutivas são especificadas de forma segregada para cada diferente região do componente, que então é simulado em situação de operação. Desta forma, é possível analisar as consequências sobre o comportamento mecânico de componentes parcialmente curados ou melhorar o processo de moldagem a fim de minimizar as diferenças decorrentes do processo. Usam-se como objeto de estudo apoios elastoméricos de pontes não fretados, comparando alterações na resposta do componente perfeitamente curado com situações industriais onde isso não é possível. Como resultado, obtém-se uma estratificação de cura com erros de aproximadamente 2% para percentuais de cura superiores a 50% e diferenças consideráveis para o estado de tensões do modelo com cura homogênea e estratificada.
publishDate 2018
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-05-25T11:11:21Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2018
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/178774
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001067174
url http://hdl.handle.net/10183/178774
identifier_str_mv 001067174
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/178774/1/001067174.pdf
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/178774/2/001067174.pdf.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 3acd4cafd422a4da2a82169fe2a4d440
65655c8d54ed070d2aa9f4f9cea4db39
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1816736973661929472