Metodologia para uma caracterização numérico-experimental do comportamento termoelástico e viscoso de termoplásticos

Abstract

Os polímeros são largamente utilizados atualmente, desde embalagens de produtos alimentares até o uso em aeronaves. Estes possuem comportamento mecânico complexo de ser representado, assim faz-se necessário o uso de modelos materiais adequados para sua simulação numérica. Neste trabalho é apresentado um estudo da caracterização numérico-experimental do comportamento termoelástico e viscoso do termoplástico polietileno. Para isto, foram estudados modelos clássicos de viscoelasticidade unidimensional, considerando a sensibilidade a temperatura através das funções de translação de Williams-Landel-Ferry e Tool-Narayanaswamy. A caracterização deste material é dada a partir da obtenção de parâmetros dos modelos de material estudados através do ajuste de curvas experimentais obtidas de ensaios de relaxação em diferentes temperaturas. Códigos dos modelos foram implementados em um software científico comercial para a realização da identificação de parâmetros dos ensaios experimentais e para casos de históricos de deformação uniaxial e temperatura qualquer. Finalmente, testes numéricos dos modelos, com os parâmetros identificados das curvas de relaxação, são realizados para verificar o comportamento do material em diferentes condições de carregamento.

Polymers are widely used both food packages till in aircraft. Polymers have a complex mechanical behavior to be represented, so it is necessary the use of adequate materials models for their numerical simulation. This work presents a numerical-experimental characterization of viscous thermoelastic behavior of thermoplastic polyethylene .Classical onedimensional viscoelastic models were studied, considering the sensitivity of the temperature by shift functions of Williams-Landel-Ferry and Tool-Narayanaswamy. The characterization of this material is given by the obtaining of the material models’ parameters by curve fitting obtained by experimental relaxation tests at different temperatures. Model codes have been implemented in commercial scientific software to perform the parameters identification of experimental tests and uniaxial case histories of deformation and temperature. Finally, numerical tests of the models, with the identified parameters of the relaxation curves, are performed to verify the material behavior in different loading conditions.