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2016 - Bruno Areal de Santana.pdf: 2797417 bytes, checksum: e811972dd69f90c08ce89aead484426d (MD5) === Made available in DSpace on 2017-07-27T19:34:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016-09-26 === The destructive tests are most often used to characterize the mechanical properties of materials and to allow better determine the efforts to which a particular material may be subjected. In these test methods, the specimens are destroyed, preventing their re-use, due to the appearance of marks, deformations or fractures. Do successive trials of this kind require the use of a large amount of material and high experimental cost. As in other areas, due to the need to reduce costs and time to carry out the research, the use of computer simulation software based on Finite Element Methods (FEM) has to be a good option. The work consists in carrying out an experimental-computational study to describe the mechanical behavior of Expanded Polystyrene (EPS), by the bending test method. For the test a mechanical press was used, built with cost-effective and automated material with the aid of the free hardware Arduino Uno R3? prototyping platform, which uses the ATMEGA328 microcontroller, this device allows the interface between physical and electronic devices. The microcontroller receives a programming based on C / C ++ language, being responsible for the control of equipment that performs the tests and also the acquisition of the data of the force sensors. One of the sensors produces an electric voltage when subjected to a pressure (piezoelectric) and an electromechanical device measures the electrical pulses from the rotational movement of its axis (encoder). For the characterization of the material that constitutes the Expanded Polystyrene (EPS), this was subjected to a bending test allowing to determine the values of the force needed to break the board, the sounds emitted in the breakdown process, and the maximum deflection supported by board. Once performed the mechanical characterization of the material, the mechanical flexural tests will be reproduced computationally in software based on Closed Package Finite Element Method, in order to validate in order to validate the experimental results for the destructive test for the developed equipment. The experimental results for the developed prototype were compared with the results by the Finite Element Method for the stress strain curves, where for a deformation of up to 2% the curves present the same behavior and determine the same values for the Modulus of Elasticity of the material, which allows to validate the experimental results. === Os ensaios destrutivos s?o os mais utilizados para a caracteriza??o das propriedades mec?nicas dos materiais e os que melhor permitem determinar os esfor?os a que um determinado material pode ser submetido. Nestes m?todos de ensaio, os corpos de prova s?o inutilizados, impedindo sua reutiliza??o, devido o aparecimento de marcas, deforma??es ou fraturas. Realizar sucessivos ensaios deste g?nero demanda a utiliza??o de uma grande quantidade de material e alto custo experimental. Assim como em outras ?reas, devido a necessidade da redu??o de custos e tempo para realiza??o das pesquisas, a utiliza??o de softwares de simula??o computacional baseados em M?todos de Elementos Finitos (MEF) vem a ser uma boa op??o. O trabalho consiste em realizar um estudo experimental-computacional para descrever o comportamento mec?nico do Poliestireno Expandido (EPS), pelo m?todo do ensaio de flex?o. Para o ensaio foi utilizada uma prensa mec?nica, constru?da com material de custo reduzido e automatizada com o aux?lio da plataforma de prototipagem Ardu?no Uno R3?, de hardware livre, que utiliza o microcontrolador ATMEGA328, dispositivo este que permite realizar a interface entre dispositivos f?sicos e eletr?nicos. O microcontrolador recebe uma programa??o baseada na linguagem C/C++, sendo respons?vel pelo controle do equipamento que realiza os ensaios e tamb?m pela aquisi??o dos dados dos sensores de for?a. Um dos sensores produz uma tens?o el?trica quando submetido a uma press?o (piezoel?trico) e um dispositivo eletromec?nico mede os pulsos el?tricos a partir do movimento rotacional de seu eixo (encoder). Para a caracteriza??o do material que constitui a placa de Poliestireno Expandido (EPS), esta foi submetida a um ensaio de flex?o permitindo determinar os valores da for?a necess?ria para quebrar a placa, os sons emitidos no processo de ruptura, e a deflex?o m?xima suportada pela placa. Uma vez realizada ? caracteriza??o mec?nica do material, os ensaios mec?nicos de flex?o ser?o reproduzidos computacionalmente em software baseado em M?todo de Elementos Finitos de pacote fechado, a fim de validar os resultados experimentais para o ensaio destrutivo para o equipamento desenvolvido. Os resultados experimentais, para o prot?tipo desenvolvido, foram compara??o com os resultados pelo M?todo de Elementos Finitos para as curvas de tens?o por deforma??o, onde para uma deforma??o de at? 2% as curvas apresentam o mesmo comportamento e determinam os mesmos valores para o M?dulo de Elasticidade do material,
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