Borracha JIS K 6394, Vulcanizada ou Termoplástica - Determinação de Propriedades Dinâmicas - Guia Geral

A norma “JIS K 6394 Borracha, vulcanizada ou termoplástica - Determinação de propriedades dinâmicas - Orientação geral” desenvolvida pela organização japonesa de padrões industriais (JIS) descreve métodos de vibração livre e métodos de vibração forçada para borracha vulcanizada e borracha termoplástica (incluindo produtos). Esta norma fornece diretrizes gerais sobre como obter propriedades dinâmicas. Contudo, a resistência ao impacto e os testes repetidos de fadiga estão fora do âmbito desta norma.

Essencialmente, esta norma é baseada na norma “ISO 4664-1 Borracha, vulcanizada ou termoplástica - Determinação de propriedades dinâmicas - Parte 1: Orientação geral” publicada pela Organização Internacional de Padronização (ISO). Esta norma internacional foi desenvolvida para fornecer orientação na determinação das propriedades dinâmicas de borrachas vulcanizadas e termoplásticas. Inclui métodos de vibração livre e forçada realizados em materiais e produtos. Não abrange testes flexíveis de recuperação ou testes cíclicos onde o objetivo principal é fadigar a borracha.

Para efeitos da norma JIS K 6394, são válidos os seguintes termos e definições:

• Um loop de histerese é uma curva fechada que representa sucessivos estados de tensão-deformação de um material durante uma deformação cíclica.
• A perda de energia é a energia perdida por unidade de volume em cada ciclo de deformação, ou seja, a área do loop de histerese.
• A perda de energia é expressa como perda de energia por unidade de tempo, por unidade de volume, convertida em calor através de histerese, multiplicada pela perda de energia e frequência.
• A tensão média é o valor médio da tensão durante um único ciclo completo de histerese. É expresso como Pa. Esta é a tensão estática aplicada antes do início do movimento dinâmico. A tensão média de equilíbrio e a deformação média são mostradas como médias de tempo de ciclos iniciais abertos, tensão instantânea e tensão. Uma resposta sinusoidal a um movimento sinusoidal refere-se a loops de histerese que são ou podem ser considerados elípticos. Para grandes deformações sinusoidais, o ciclo de histerese desviar-se-á de uma elipse porque a relação tensão-deformação da borracha é não linear e, portanto, a resposta é não sinusoidal. O termo incremental pode ser usado para denotar uma resposta dinâmica à deformação senoidal sobre vários níveis de tensão média ou de tensão média (por exemplo, constante de mola incremental, módulo de cisalhamento elástico incremental).
• A deformação média é o valor médio da deformação durante um único ciclo completo de histerese. Esta é a tensão estática aplicada antes do início do movimento dinâmico.
• A amplitude máxima da carga, a carga máxima aplicada, é medida a partir do valor médio da carga durante uma única onda senoidal.
• A amplitude máxima de tensão é a razão entre a força máxima aplicada e a área da seção transversal do corpo de prova sem tensão, medida a partir da força média (zero ao pico apenas em um lado). É expresso em Pa.
• A amplitude máxima do desvio é o valor máximo do desvio medido a partir do valor médio do desvio durante uma única onda sinusoidal.
• Amplitude máxima de deformação, o valor máximo de deformação, medido a partir da deformação média (zero ao pico apenas em um lado)
• O efeito Payne é o fenômeno em testes dinâmicos de um composto de borracha preenchido onde o módulo dinâmico diminui à medida que a deformação aumenta.

Testes de propriedades dinâmicas são usados ​​para comparar e avaliar propriedades de materiais, materiais de design, desempenho de produtos e critérios semelhantes. Os resultados dos testes de propriedades dinâmicas dependem da deformação, tensão, frequência, temperatura do teste, formato da amostra e propriedades semelhantes. Isto é amplamente limitado por efeitos como capacidade do equipamento de teste, linearidade da curva de histerese e geração de calor interno da peça de teste. Portanto, esses elementos precisam ser especificados e ajustados na comparação dos resultados. Mais importante ainda, as condições e o equipamento para aquisição de dados devem ser adequados para a finalidade do teste.

Equipamentos adequados para avaliar propriedades de materiais, como pequenos equipamentos de teste, podem ser usados ​​para coletar dados para documentos de projeto ou para medir propriedades de produtos. Em alguns casos, pode não ser possível fazer medições sob condições de teste, como frequência, amplitude e método de deformação.

Os testes de propriedades dinâmicas são selecionados dependendo da finalidade do teste, método de vibração ou método de deformação.

A classificação dos testes de recursos dinâmicos é a seguinte:

• De acordo com o objetivo do teste:
  • Com equipamento de teste pequeno: comparação e avaliação das propriedades dos materiais
  • Com grandes equipamentos de teste: comparação e avaliação de materiais de design e desempenho do produto
• De acordo com o método de vibração:
  • Com equipamento de teste pequeno: Método de vibração forçada sem ressonância
  • Com grandes equipamentos de teste: método de vibração forçada sem ressonância, método de ressonância de vibração forçada e método de vibração livre
• Veja método de conversão:
  • Com pequenos equipamentos de teste: método de tração, método de flexão, método de compressão e método de cisalhamento
  • Com grandes equipamentos de teste: Método de compressão, método de tração, método de torção e método de cisalhamento
• De acordo com o formato do corpo de prova:
  • Com pequenos equipamentos de teste: Retangular, cilíndrico e prismático
  • Com grandes equipamentos de testes: Cilíndricos, prismáticos e cônicos e produtos

O equipamento usado em testes normalmente inclui:

• suporte vibrador
• Vibrador
• cruzeta
• sensor
• Apertos ou acessórios para amostras
• forno termostático
• Seção do circuito de controle
• Unidade de processamento de dados

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