Ensaio biaxial sob tensões normais

Abstract

A presente Dissertação teve como primeiro objetivo testar e validar uma máquina de ensaios biaxiais concebida e construída no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro. A realização de ensaios biaxiais reveste-se de grande importância para a caraterização do comportamento mecânico complexo apresentado por certos materiais, tais como os polímeros e os compósitos. Após uma fase inicial de estudo do funcionamento da máquina e dos seus sistemas de carregamento e de medição, procedeu-se a algumas alterações nos componentes e às calibrações de sistemas de modo a conseguir ensaiar amostras de polipropileno, o material polimérico escolhido para este estudo. Em seguida realizaram-se ensaios uniaxiais de tração numa máquina universal de ensaios e na máquina de ensaios biaxiais que permitiram validar esta última. Posteriormente, efetuaram-se ensaios uniaxiais de compressão e ensaios biaxiais de tração-compressão e de tração-tração. Os resultados obtidos revelaram-se consistentes, mas são ainda necessários estudos complementares aos níveis analítico e experimental para interpretar os resultados e para caraterizar integralmente o comportamento mecânico do material.

The first objective of the present work was to evaluate and validate a biaxial testing machine designed and built at the Mechanical Engineering Department of the University of Aveiro. Biaxial testing is of great importance for characterising the complex mechanical behaviour of materials such as polymers and composites. The initial stage consisted of studying the operation mode and the loading and measurement systems of the biaxial testing machine. Then, some changes in the components were made and system calibrations were carried out in order to test polypropylene specimens. Uniaxial tensile tests conducted in a universal testing machine and in the biaxial testing machine enabled the validation of the latter. Finally, uniaxial compressive and biaxial tensile-compressive and tensiletensile tests were performed. The results obtained proved to be consistent, but further analytical and experimental studies are required to interpret the results and to fully characterise the mechanical behaviour of the material.