Análise das tensões de contração de um compósito em função das dimensões do corpo-de-prova / Composite shrinkage stress as a function of specimen dimensions

RESUMO

O objetivo deste estudo foi verificar a influência das dimensões do corpo-de-prova sobre a tensão de contração de um compósito em sistemas de teste com compliances conhecidos e em um sistema hipotético com compliance zero. A distribuição das tensões foi avaliada através de análise por elementos finitos. Cilindros de vidro com 2, 4 ou 6 mm de diâmetro foram fixados nas garras da máquina de ensaios (Instron 5565). As alturas dos corpos-de-prova foram definidas ajustando-se a distância entre os cilindros (0,5, 1, 2 e 4 mm). Um compósito quimicamente ativado (Bisfil 2B, Bisco) foi aplicado entre os cilindros. A força máxima após 30 min foi dividida pela área da seção transversal do corpo-de-prova para se obter a tensão nominal (MPa). A partir dos valores do módulo de elasticidade do vidro, diâmetro do cilindro e força desenvolvida, o valor da tensão nominal experimental foi corrigida para estimar a tensão que teria sido obtida caso o sistema tivesse compliance igual a zero. Estes valores foram utilizados na análise por elementos finitos. Alturas menores geraram maior tensão nominal apenas nos diâmetros 4 mm e 6 mm. Houve uma correlação linear direta entre tensão e fator-C. Porém, o efeito de borda ficou evidente nas curvas dos dados agrupados por diâmetro. Não houve relação entre tensão nominal e volume de compósito para todo o conjunto de dados. A correção da tensão resultou em valores mais altos e ampliou as diferenças de tensão entre as alturas. A simulação por elementos finitos evidenciou pronunciado efeito de borda em situações de alto confinamento e os valores da tensão máxima de Von Mises foram mais altos do que a tensão nominal 9 corrigida em qualquer condição experimental. Foi possível concluir que as dimensões do espécime influenciaram os valores de tensão nominal. É possível inferir que a eliminação do compliance tornaria esta influência mais evidente. Existe um pronunciado efeito de borda neste tipo de ensaio, principalmente em condições de alto confinamento.x