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Análise de falhas em um elastômero empregado na prática de exercícios físicos

Failure analysis makes it possible to determine the physical, human and latent roots involved in the process, as well as identify those responsible, present solutions and avoid the reproduction of similar failures. In this work, the failure analysis of an elastomer used in the practice of physical a...

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Autor principal:	Corsi, Waleska Laisa
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:	Análise de falhas (Engenharia) Mecânica da fratura Polímeros - Fadiga Elastômeros Failure analysis (Engineering) Fracture mechanics Polymers - Fatigue Elastomers CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27530
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spelling	riut-1-275302022-03-04T06:06:05Z Análise de falhas em um elastômero empregado na prática de exercícios físicos Failure analysis in an elastomer used in the practice of physical exercise Corsi, Waleska Laisa Mendes, Marcio Andreato Batista Bernardino, Filippe de Carvalho Peres, Fabiano Moreno Stevanato, Alessandra Mendes, Marcio Andreato Batista Análise de falhas (Engenharia) Mecânica da fratura Polímeros - Fadiga Elastômeros Failure analysis (Engineering) Fracture mechanics Polymers - Fatigue Elastomers CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Failure analysis makes it possible to determine the physical, human and latent roots involved in the process, as well as identify those responsible, present solutions and avoid the reproduction of similar failures. In this work, the failure analysis of an elastomer used in the practice of physical activities, fractured in service, was performed. Visual analysis of the elastomers made during investigations of storage conditions showed that the new articles had permanent fold marks on their surface, possibly caused by folding inside their packaging. These marks are discontinuities and act as favorable regions for the nucleation and propagation of fatigue cracks. Three new elastomers, similar to the failed one, were acquired with the purpose of simulating the storage conditions for 4, 6 and 14 months, with and without exposure to the sun, and to evaluate the influence of this conditioning on the mechanical properties through the tensile test. The results showed that the bending of elastomers in environments without exposure to the sun for 14 months reduces the mechanical tensile strength of the material, whereas in the case of bended elastomers exposed to the sun for 4, 6 and 14 months, the deterioration of this property was also observed. In addition to these tests, the elastomers were characterized by Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The results indicated that the materials analyzed are styrene-based thermoplastic elastomers (TPS). Fractography of the fractured component, performed through stereoscopy, revealed the presence of rib marks at the origin of the fracture and pointed to the fatigue mechanism as the physical root of the failure. A análise de falhas permite determinar as raízes físicas, humanas e latentes envolvidas no processo, bem como identificar os responsáveis, apresentar soluções e evitar a reprodução de falhas semelhantes. Neste trabalho foi realizada a análise de falhas em um elastômero utilizado na prática de atividades físicas, fraturado em serviço. A análise visual dos elastômeros, feita durante as investigações das condições de armazenamento, mostraram que os artigos novos continham marcas de dobras permanentes em sua superfície, possivelmente causadas pelo dobramento dentro de suas embalagens. Essas marcas são descontinuidades e atuam como regiões propícias a nucleação e propagação de trincas de fadiga. Três elastômeros novos, similares ao falhado, foram adquiridos com o propósito de simular as condições de armazenamento por 4, 6 e 14 meses, com e sem exposição ao sol, e avaliar a influência desse condicionamento nas propriedades mecânicas por meio do ensaio de tração. Os resultados apontaram que o dobramento dos elastômeros por 14 meses em ambientes sem exposição ao sol reduz a resistência mecânica à tração do material, no caso dos elastômeros dobrados e expostos ao sol por 4, 6 e 14 meses, a deterioração dessa propriedade também foi observada. Além desses ensaios, os elastômeros foram caracterizados por meio de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA) e Espectroscopia Vibracional na região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Os resultados indicaram que os materiais analisados são Elastômeros Termoplásticos baseados em Estireno (TPE-S). A fractografia do componente fraturado, realizada por meio de estereoscopia, revelou a presença de rib marks na origem da fratura e apontou o mecanismo de fadiga como a raiz física da falha. 2022-03-04T00:15:15Z 2023-06-27 2022-03-04T00:15:15Z 2021-11-26 bachelorThesis CORSI, Waleska Laisa. Análise de falhas em um elastômero empregado na prática de exercícios físicos. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27530 por embargoedAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Londrina Brasil Engenharia de Materiais UTFPR
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Análise de falhas em um elastômero empregado na prática de exercícios físicos

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