Viscoelasticidade.

Apresentação em tema: "Viscoelasticidade."— Transcrição da apresentação:

1 Viscoelasticidade

2 Fluidos reopéticos e tixotrópicos
Newtonianos 2-Fluidos Não 2.1Fluidos inelásticos 2.2-Fluidos viscoelásticos 2.1.1 Independ. do tempo de cis. 2.1.2Ctes. dependentes Lei potência HB Casson Binghan Fluidos reopéticos e tixotrópicos Fluidos de Maxwell Fluidos de Voigt Sem com ,

3 Definição de comportamento Viscoelástico
Comportamento dos Materiais Tipo Sólido Tipo Líquido Sólido Ideal -----A maioria dos materiais Ideal Fluid Puramente Elástico--Viscoelástico --Puramente Viscoso Viscoelásticidade: materiais que possuem ambas características:viscosa e elástica

4 Viscoso Elástico Plástico Viscoelástico

5 Efeitos provocados pela viscoelasticidade
Inversão do vórtice Sifão sem tubo Fluido viscoso Fluido viscoelástico

6 Fluido viscoso Fluido viscoelástico Expansão do jato
Jato na sáida de um duto Expansão do jato

7 Fluido viscoso Fluido viscoelástico repouso escoamento
A deformação é irreversível ( se mantem ) Recuperação da deformação Pela elasticidade do material

8 Metodos para o estudo do comportamento viscoelático
O comportamento viscoelástico aparece geralmente quando no material se aplicam deformações não estacionárias ou estímulos transientes Metodos de estudo ( dinâmicos) : Transientes e oscilatorios Transientes: ensaios de creep, relaxão de tensões Oscilatorios dinâmicos : aplicação de uma variação senoidal da deformação ou tensão Estes ensaios são realizados a deformações muito baixas para não alterar a estrutura São utilizados basicamente para estudos estrutura dos materiais

9 Ensaios transientes Creep ( fluência) e relaxação de tensões

10 Ensaios de Creep ( fluência)
Aplica-se instantaneamente no material uma tensão e se mantém esta tensão constante Determina-se a deformação obtida em função do tempo para manter A seguir se relaxa a tensão e se continua a medir a deformação obtida

11 tempo Ensaios de fluência f. viscoso Tensão Função degrau
deformação Função degrau f. viscoso Elástico ideal f. viscoelástico Deformação permanente Ensaios de fluência

12 Experiência de fluência ( creep) e recuperação
tempo recuperação Zona de Creep Mais Viscoso Mais Elástico Creep  > 0 Recuperação  = 0 / deformação t1 t2 Nota : Podem se aplicar modelos matemáticos às curvas que fornecerão quanto de elástico e viscoso possui o material

13 Relaxação de tensões Deforma-se instantaneamente o material e se mantém esta deformação constante Determina-se a tensão necessária em função do tempo para manter esta

14 tensão tempo Material elástico ideal Sólido viscoelástico
Fuido viscoelastico tempo viscoso

15 Tempo de relaxação= tempo necessário para relaxar a tensão de um material para conseguir uma dada deformação Tempo = infinito para um sólido elástico (De=) Tempo = 0 , para um fluido viscoso( De=0)

16 Reologia Dinámica ou Ensáios Oscilatórios

17 Resposta de um material Viscoelástico
A tempos curtos de experiência o material se comporta como um a sólido A tempos longos de experiência o material se comporta como um a líquido

18 Ensaios oscilatórios dinâmicos

19 Ensaios mecânicos dinâmicos
Aplica-se uma deformação ou tensão sinusoidal à amostra. A resposta do material é medida ( tensão quando se aplica uma deformação ou deformação quando se aplica uma tensão ) A mudança de ângulo de fase δ, entre estímulo e resposta é um medida da viscoelasticidade Deformação Resposta ângulo de fase d

20 Ensaios mecânicos dinâmicos Respostas do casos limites
Resposta Puramente Viscosa (Líquido Newtoniano) Respostas puramente elástica (Sólido Hookeno)  = 90°  = 0° Tensão Tensão deformação deformação

21 Parâmetros Viscoelásticos : A tensão Complexa, Elástica, & Viscosa
A tensão calculada numa experiência dinâmica é referida como tensão complexa * A tensão complexa σ* pode ser separada em duas componentes : 1) A tensão elástica, em fase com a deformação. ' = *cos  σ’ representa quanto de sólido elástico tem o material. 2) A Tensão viscosa está 90 o fora de fase com a deformação " = *sin  ; " representa quanto de viscoso tem o material ângulo de fase d Tensão Complexa * * = ' + i" deformação, 

22 Parâmetros Viscoelásticos
Môdulo Complexo: Medida da resistência global dos materiais à deformação G* = tensão*/deformação G* = G’ + iG” Môdulo Elástico (Armazenamento): Medida da elasticidade do material. Habilidade do material para armazenar energia G' = (tensão*/deformação)cos Môdulo Viscoso (perda): Habilidade do material para perder energia. Energia perdida como calor G" = (tensão*/deformação)sen Tan Delta: Medida do componente viscosa a elástica Tan = G"/G'

23 Môdulo de armazenamento e perda de um Material viscoelástico
SUPER Bola Perda Bola de tênis X armazenamento

24 tan  tan  = G"/G' G* G* = (G’2 +G”2)1/2 G" G'
Phase angle  G* G' G" G* = (G’2 +G”2)1/2 A tangente do ângulo de fase é a razão entre o môdulo de perda e o môdulo de armazenamento tan  = G"/G'

25 Varredura no tempo Deformação Tempo
O material é monitorado a freqüência constante , amplitude e temperatura . Tensão ou deformação Tempo Usos Tixotropia Estudos de Cura Estabilidade frente a degradação térmica. Reação química Mudanças estruturais

26 Varredura de tensão s G’ G’ = f() Deformação Crítica gc
Região não-linear G’ = f() 1000 100.0 região linear G’ é constante 100.0 G’ G' (Pa) osc. stress (Pa) 10.00 s Deformação Crítica gc 1.000 1.0000 10.000 100.00 1000.0 % deformação

27 Varredura de Freqüência
Deformação Mede-se a reposta do material à mudança de freqüência deformação Tempo Espectros mecânicos Estudos de estrutura

28 Varredura de Freqüência : Resposta do material
Transition Region Rubbery Plateau Region Terminal Region Glassy Region log G'and G" 1 2 Storage Modulus (E' or G') Loss Modulus (E" or G") log Frequency (rad/s or Hz)

29 Espectro mecânicos G´´ G´ G` G´´ Log ( G´ou G´´) Log ( G´ou G´´)
Suspensão diluida Espectro mecânicos G´´ G´ Log w( rads) Log ( G´ou G´´) Log ( G´ou G´´) G` G´´ Suspensão concentrada Log w( rads Log w( rads)

30 Quanto maior for G´e menor G´´ , mais estruturado se encontra o material :
Maior caracter elástico em relação a componente viscoso Menor valor de tang delta A forma do espectro também da um diagnóstico da estrutura do material

31 Espectro mecãnico de pastas de tomate processadas a diferentes condições de temperatura e moagem

32 ôleo G´ G´´ Concentração de ovo=3%
Estudo das propriedades viscoelásticas de emulsões de ôleo e ovo desidratado ôleo G´ G´´ Concentração de ovo=3%

33 Concentração de ôleo = 70%
ovo G´ G´´ Concentração de ôleo = 70% Estudo das propriedades viscoelásticas de emulsões de ôleo e ovo desidratado

34 Amido de amaranto

35 Intervalo de viscoelasticidade linear à concentração de 5%
Determinação de temperatura de gelatinização a concentrações de (5, 10, 15)%

36 Cinética de gelatinização a 68°C, concentrações de 5, 10 e 15
Módulos de armazenamento e de dissipação a 10°C e concentração de 5, 10, 15 %

37 Resultados