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Title: Simulação numérica do estado de deformação do politetrafluoretileno (PTFE) submetido a cisalhamento simples
Authors: Oliveira, Juliana do Nascimento
metadata.dc.contributor.advisor: Nunes, Luiz Carlos da Silva
metadata.dc.contributor.advisorco: Deus Filho, João Carlos Andrade de
metadata.dc.contributor.members: Domingues, Stella Maris Pires
Issue Date: 2019
Publisher: Universidade Federal Fluminense
Abstract: Este estudo tem como objetivo avaliar o estado de deformação em uma placa fina de politetrafluoretileno (PTFE), também conhecido como Teflon®, submetida a cisalhamento simples e grandes deformações, utilizando a metodologia denominada Modified slotted shear test. Esse teste foi recentemente proposto na literatura, e consiste na realização de ensaios de cisalhamento em corpos de prova de PTFE em uma máquina universal com carregamento quase estático. Uma estrutura metálica é fixada no corpo de prova a fim de se evitar para que movimentos de corpo rígido, ou seja, translação e rotação. A análise do corpo de prova foi realizada com auxílio do software Ansys®, que consiste em uma ferramenta de simulação computacional de elementos finitos (FE). Campos de deslocamento foram obtidos e, a partir deles, foram determinados o tensor gradiente de deformação e a matriz de rotação. O “número” de vorticidade cinemática foi calculado e analisado, com a finalidade de verificar o estado de cisalhamento de uma região do corpo de prova. Para definir o comportamento mecânico do material na simulação, foi utilizada a curva de tensão normal versus deformação normal, obtida previamente em um experimento uniaxial realizado com o Teflon®. As etapas da análise foram subdivididas em definição de geometria, definição de material, parametrização de malha, definição de carregamentos e definição de condições de contorno. Com isso, foi possível verificar uma semelhança significativa dos resultados computacionais obtidos em relação aos campos de deformação e deslocamento encontrados em experimentos realizados recentemente. Além disso, o cisalhamento simples foi alcançado, tendo em vista que o número de vorticidade cinemática encontrado foi de Wk aproximadamente 1 na região central do corpo de prova. Neste trabalho, também são apresentados conceitos fundamentais de elementos finitos, assim como as condições de contorno, o tipo de refino utilizado e o critério de convergência da malha, para que se obtenha uma simulação confiável.
metadata.dc.description.abstractother: This study aims to evaluate the state of the deformation in a thin plate of polytetrafluoroethylene (PTFE), also known as Teflon®, subjected to a simple shear and large deformations, using the methodology called Modified slotted shear test. his test was recently proposed in the literature, and consists of shearing tests on PTFE bodies with a universal machine in a quasi-static load. A metal structure was fixed to specimen in order to prevent rigid body movements, such as translation and rotation.With the aid of a finite element computational simulation tool (FE), displacement fields were obtained. From these, the strain gradient tensor and the rotation matrix were determined. The “number” of kinematic vorticity was calculated and analyzed in order to verify the shear state of the specimen. In order to determine the Mechanical behavior of the material in the simulation, were used the normal strain versus normal stress curve, obtained previously in a uniaxial experiment with Teflon®. To perform the simulation, Ansys® software was used. The analysis stages were subdivided into geometry definition, material definition, mesh parametrization, definition of loads and definition of boundary conditions.Thereby, it was possible to verify a significant similarity of the computational results in relation to the fields of deformation and displacement found in experiments carried out recently. In addition, simple shear was achieved, given that the number of kinematic vorticity found was approximately 1 in the central region of the specimen. In this work, it is also presented fundamental concepts of finite elements, such as the boundary conditions, the type of refining used and the criterion of mesh convergence, in order to obtain a reliable simulation.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/11493
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