Multi-uncertainty analysis of sphere-to-flat inden-tation tests of PC/ ABS blends

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Amaral, Thierre Lorenzo
Orientador(a): Doca, Thiago de Carvalho Rodrigues
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: https://repositorio.unb.br/handle/10482/41774
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.
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spelling Amaral, Thierre Lorenzothierrelorenzo@gmail.comDoca, Thiago de Carvalho Rodrigues2021-08-17T18:08:16Z2021-08-17T18:08:16Z2021-08-172021-01-26AMARAL, Thierre Lorenzo. Multi-uncertainty analysis of sphere-to-flat inden-tation tests of PC/ ABS blends. 2021. 68 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021.https://repositorio.unb.br/handle/10482/41774Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.O processo de caracterização de materiais é composto por diversos procedimentos ex- perimentais, como ensaios de dureza, tração e compressão. Esses ensaios requerem sistemas de teste e equipamentos de medição que geralmente contêm múltiplas fontes de incerteza. Por exemplo, ao realizar um teste de indentação em um sistema servo-hidráulico, o comando força axial está sujeito ao erro do transdutor de força, enquanto o sensor de deslocamento pode ser afetado por distúrbios no fluxo do fluido hidráulico. Além disso, o tipo de contato entre as amostras, seu posicionamento correto e sua qualidade geral de fabricação também podem exercer um papel significativo na precisão dos resultados. Portanto, tais incertezas contribuem para a dispersão geral das variáveis de interesse, nesse caso, profundidade e diâmetro da impressão de indentação. O objetivo principal deste estudo é avaliar a influência das diversas fontes de incertezas presentes em um sistema de ensaio servo-hidráulico. Em particular, o foco da análise é dado à amostras poliméricas de Policarbonato (PC), Acrilonitrila-Butadieno-Estireno (ABS), uma mistura PC/ABS 70:30 e uma mistura PC/ABS 80:20. Os ensaios de indentação esfera-plano são realizados em uma MTS Landmark®e um novo dispositivo de acomodação de amostras. Os testes são realizados no regime elástico e após o surgimento de deformações inelásticas. As impressões de indentação são mensuradas com um microscópio confocal a laser. Quatro níveis de carregamento são aplicados aos materiais testados: 500N, 1000N, 1500N e 2000N. A incerteza foi estudada para três variáveis de interesse: i) erro da força; ii) erro de medição do diâmetro da impressão de indentação; iii) erro de medição da profundi- dade da impressão de indentação. As curvas força-deslocamento obtidas foram consistentes para todos os testes em PC e PC/ABS 70:30, inconsistentes para todas as configurações de PC/ABS 80:20 e para ABS em 500N e 1000N, e comprometidas para ensaios de ABS em 1500N e 2000N. Ao todo, dez contribuintes de incerteza diferentes foram quantificados. As principais fontes de incerteza foram o transdutor de força, o microscópio e as medições da marca de identação. Com base nos resultados da análise de incerteza, o equipamento se mostrou capaz de realizar testes de indentação de materiais poliméricos. Recomendações, baseadas nos re- sultados experimentais e nas observações feitas durante a análise, são fornecidas. Elas estão focadas no identador, dispositivo de acomodação de amostras, procedimentos experimentais e amostras.The process of material characterization is composed of various testing procedures such as hardness, tensile and compression analyzes. These tests require testing systems and mea- surement equipment which often contain multiple sources of uncertainty. For instance, when conducting an indentation test in a servo-hydraulic system, the axial force input is bound to the error of the loading transducer while the displacement sensor might be affected by dis- turbances in the flow of the hydraulic fluid. Moreover, the type of the contact between the testing samples, their correct placement and their overall quality of manufacture also can play a significant role in the accuracy of the results. Therefore, such uncertainties contribute to the overall dispersion of the variables of interest, in this case, depth and diameter of the indentation mark. The main objective of this study is to assess the influence of the many sources of uncer- tainties present in a servo-hydraulic testing system. In particular, focus is given to the anal- ysis of polymer samples of Polycarbonate (PC), Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS), a 70:30 PC/ABS blend and a 80:20 PC/ABS blend. Sphere-to-flat indentation tests are per- formed in a MTS Landmark®and a novel sample holder device. Tests are carried-out in the elastic regime and after the onset of inelastic strains. The indentation marks are measured with a confocal laser microscope. Four load levels are applied to the materials tested: 500N, 1000N, 1500N and 2000N. The uncertainty was studied for three variables of interest: i) error of the load; ii) error of the measured diameter of the indentation mark; iii) error of the measured depth of the indentation mark. The obtained load-displacement curves were consistent for all tests on PC and PC/ABS 70:30, inconsistent for all configurations of PC/ABS 80:20 and for ABS at 500N and 1000N and compromised for ABS tests at 1500N and 2000N. Altogether, ten different uncertainty contributors were quantified. The major uncertainty sources were the load transducer, the microscope and the indentation marks measurements. Based on the uncertainty analysis results the equipment proved capable to perform indenta- tion tests of polymeric materials. Recommendations,based on the observations made during analysis and from the test results, are provided. They are focused on the indenter, sample holder device, test procedure and specimens.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasengA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessMulti-uncertainty analysis of sphere-to-flat inden-tation tests of PC/ ABS blendsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCaracterização de materiaisIncertezasPolicarbonatoAcrilonitrila-Butadieno-Estireno (ABS)reponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain671http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/41774/2/license.txtbacfee268cc5d4f6aaa2e6e0066d38f5MD52open accessORIGINAL2021_ThierreLorenzoAmaral.pdf2021_ThierreLorenzoAmaral.pdfapplication/pdf9919427http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/41774/1/2021_ThierreLorenzoAmaral.pdf3e6b1978112ad204d6ddfccb7d5cc8ebMD51open access10482/417742025-12-26 17:10:34.737open accessoai:repositorio.unb.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-12-26T20:10:34Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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