Registro fonte: Estudo dos limites de escoamento e de viscoelasticidade linear de material tixotrópico com tensão limite de escoamento

Estudo dos limites de escoamento e de viscoelasticidade linear de material tixotrópico com tensão limite de escoamento

Yield stress materials are characterized by presenting predominantly elastic behavior for low mechanical stress and predominantly viscous behavior for high mechanical stress. The yield stress is usually used to characterize the transition between the behavioral states and this value may be related t...

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Autor principal:	Wendt, Elis Marina Schvan
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Engenharia térmica Escoamento Viscoelasticidade Reologia Fluidos newtonianos Bentonita Heat engineering Runoff Viscoelasticity Rheology Newtonian fluids Bentonite CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS Engenharia Mecânica
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5086
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id	riut-1-5086
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spelling	riut-1-50862020-07-21T06:01:06Z Estudo dos limites de escoamento e de viscoelasticidade linear de material tixotrópico com tensão limite de escoamento Study of yielding and linear viscoelastic limit for a tixotropic yield stress material Wendt, Elis Marina Schvan Franco, Admilson Teixeira http://lattes.cnpq.br/3561428456009236 Fernandes, Rubens Rosario http://lattes.cnpq.br/7737024675037570 Franco, Admilson Teixeira http://lattes.cnpq.br/3561428456009236 Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro http://lattes.cnpq.br/4344790398205987 Andrade, Diogo Elias da Vinha http://lattes.cnpq.br/5726562903368886 Thompson, Roney Leon http://orcid.org/0000-0002-3642-0766 http://lattes.cnpq.br/4870003562574001 Engenharia térmica Escoamento Viscoelasticidade Reologia Fluidos newtonianos Bentonita Heat engineering Runoff Viscoelasticity Rheology Newtonian fluids Bentonite CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS Engenharia Mecânica Yield stress materials are characterized by presenting predominantly elastic behavior for low mechanical stress and predominantly viscous behavior for high mechanical stress. The yield stress is usually used to characterize the transition between the behavioral states and this value may be related to the linear viscoelastic limit, which defines the nonlinearity region of stress and strain amplitudes in oscillatory tests. Therefore, these transitions were experimentally studied from different rheological tests with bentonite suspensions. Critical values of shear stresses and strains were obtained from flow curve, flow start-up, creep, oscillatory stress amplitude sweep and recovery experiments for different resting times. The shear stresses obtained by the flow curve test presented a minimum value for a critical shear rate, which suggests a maximum limit of the occurrence of the shear banding. It was proposed a methodology to obtain the yield stress from the flow curve taking into account the occurrence of shear banding. The yield stress extrapolated to the limit of low shear rates was also obtained. The two approaches to obtain the yield stress from the flow curve provide the dynamic yield stresses values associated with a stress required to keep the material flowing. The dynamic yield stresses presented smaller values than the static yield stresses, obtained from the experiments of flow start-up, creep and crossover of the dynamic modules in an oscillatory stress amplitude sweep. Static yield stresses work with the stresses required to initiate the flow of a previously resting material, those are increased with resting time. The results of critical strains showed less influence of resting time and the characteristic time of the experiment than the critical stresses. Linear viscoelastic limits were obtained from the Fourier transformation of the strain results of oscillatory stress amplitude sweep tests. The linear viscoelastic limits presented similar results for the elastoplastic regions, obtained by the recovery test, showing that the linear viscoelastic limit and the elastic limit are intrinsically linked. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Petróleo Brasileiro (Petrobrás) Materiais com Tensão Limite de Escoamento (TLE) caracterizam-se por apresentarem comportamento predominantemente sólido para baixas solicitações mecânicas e comportamento predominantemente viscoso para altas solicitações. O limite de escoamento é usualmente utilizado para definir a transição entre os estados sólido e viscoso e pode estar relacionado com o limite de viscoelasticidade linear, que define a região de linearidade das amplitudes de deformação ou de tensão em testes oscilatórios. Para melhor compreender o processo, os limites de escoamento e de viscoelasticidade linear de suspensões de bentonita foram estudados experimentalmente a partir de diferentes testes reológicos. Foram obtidas as tensões de cisalhamento e/ou deformações críticas a partir de testes de curva de escoamento, reinício de escoamento, fluência, varredura oscilatória de amplitude de tensões e recuperação, para diferentes tempos de repouso. As tensões de cisalhamento obtidas no teste de curva de escoamento apresentaram valor mínimo para a taxa de deformação crítica, indicando a existência das bandas de cisalhamento para as menores taxas de deformação. Foi proposta a metodologia para a obtenção da TLE a partir da curva de escoamento considerando a ocorrência das bandas de cisalhamento. A TLE extrapolada para o limite de baixas taxas de deformação também foi obtida. As duas maneiras para obter a TLE a partir da curva de escoamento fornecem valores de TLEs dinâmicas, associadas a tensão necessária para manter o material escoando. As TLEs dinâmicas apresentaram magnitudes menores que as TLEs estáticas, obtidas a partir dos testes de reinício de escoamento, fluência e cruzamento dos módulos dinâmicos na varredura oscilatória de amplitude de tensões. As TLEs estáticas, associadas à tensão necessária para iniciar o escoamento de material previamente em repouso, aumentaram com o tempo de repouso. As magnitudes das deformações críticas apresentaram menos influência do tempo de repouso e do tempo característico do experimento. Os limites de viscoelasticidade linear foram obtidos a partir do cálculo da transformada de Fourier dos resultados de deformação de testes oscilatórios de varredura de amplitude de tensões. Os limites de viscoelasticidade linear apresentaram resultados semelhantes aos limites elastoplásticos obtidos pelo teste de recuperação, indicando que o limite de viscoelasticidade linear e o limite de elasticidade do material estão intrinsicamente interligados. 2020-07-20T21:27:07Z 2020-07-20T21:27:07Z 2020-03-06 masterThesis WENDT, Elis Marina Schvan. Estudo dos limites de escoamento e de viscoelasticidade linear de material tixotrópico com tensão limite de escoamento. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5086 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais UTFPR
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description	Yield stress materials are characterized by presenting predominantly elastic behavior for low mechanical stress and predominantly viscous behavior for high mechanical stress. The yield stress is usually used to characterize the transition between the behavioral states and this value may be related to the linear viscoelastic limit, which defines the nonlinearity region of stress and strain amplitudes in oscillatory tests. Therefore, these transitions were experimentally studied from different rheological tests with bentonite suspensions. Critical values of shear stresses and strains were obtained from flow curve, flow start-up, creep, oscillatory stress amplitude sweep and recovery experiments for different resting times. The shear stresses obtained by the flow curve test presented a minimum value for a critical shear rate, which suggests a maximum limit of the occurrence of the shear banding. It was proposed a methodology to obtain the yield stress from the flow curve taking into account the occurrence of shear banding. The yield stress extrapolated to the limit of low shear rates was also obtained. The two approaches to obtain the yield stress from the flow curve provide the dynamic yield stresses values associated with a stress required to keep the material flowing. The dynamic yield stresses presented smaller values than the static yield stresses, obtained from the experiments of flow start-up, creep and crossover of the dynamic modules in an oscillatory stress amplitude sweep. Static yield stresses work with the stresses required to initiate the flow of a previously resting material, those are increased with resting time. The results of critical strains showed less influence of resting time and the characteristic time of the experiment than the critical stresses. Linear viscoelastic limits were obtained from the Fourier transformation of the strain results of oscillatory stress amplitude sweep tests. The linear viscoelastic limits presented similar results for the elastoplastic regions, obtained by the recovery test, showing that the linear viscoelastic limit and the elastic limit are intrinsically linked.
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Estudo dos limites de escoamento e de viscoelasticidade linear de material tixotrópico com tensão limite de escoamento

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