Análise numérica e experimental da vida em fadiga do polímero Acrilonitrila Butadieno Estireno impresso em 3D

Abstract

A Fadiga Mecânica é uma das principais causas de falha dos materiais. Tal fenômeno ainda é pouco explorado em relação a novos materiais, como o Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) fabricado em modelagem por fusão e deposição (do inglês fused deposition modeling - FDM). Os métodos de incorporação do efeito da tensão média e de estimativa da curva tensão versus tempo de vida (S-N) não tem esse material como foco. Dessa forma, foi objetivado pelo presente trabalho a investigação do método de incorporação do efeito da tensão média que melhor se adéqua ao ABS, e o desenvolvimento de um método de estimativa da curva S-N, adaptado de Juvinall, para o polímero em questão. Em seguida, houve uma comparação entre as propriedades mecânicas dos corpos de prova (CP) desenvolvidos com diferentes direções de filamentos. Para isso, utilizou-se de dados bibliográficos e cálculos analíticos e experimentais. Por fim, foi feito o desenvolvimento e comparação das curvas S-N dos CPs fabricados na presente monografia. Foi mostrado que o melhor método de incorporação do efeito da tensão média para o ABS é o método de Gerber. A curva S-N, desenvolvida pelo método proposto, se aproximou dos resultados experimentais, no entanto, a necessidade da utilização do método de Gerber gerou erros intrínsecos ao método para o material em questão. Ficou evidente, ainda, que o CP com filamentos paralelos ao carregamento é mecanicamente superior aos orientados perpendicularmente, sendo que o material com utilização de filamentos cruzados em 45° foi intermediário entre ambos.