O QUE É ENSAIO MECÂNICO?
É um prévio conhecimento de algumas propriedades mecânicas e físicas, para posterior viabilização de um determinado projeto de engenharia.
Durante o uso, os materiais se submetem a esforços mecânicos de tração, torção, compressão ou cisalhamento, podendo estes serem combinados ou não. Dessa forma, é de suma importância prever o comportamento do material em questão mediante ao carregamento aplicado a ele, utilizando ensaios mecânicos para chegar no resultado esperado, ao simular forças externas e dessa forma saber se o material é apto para determinada aplicação.
Tipos de Ensaios Mecânicos
Tração
Ensaio destrutivo, o qual fornece dados quantitativos das características mecânicas dos materiais. Um corpo de prova de dimensões padronizadas por normas submete-se ao esforço longitudinal, que tende a alongá-lo até a ruptura.
Através desse ensaio obtemos algumas constantes como: Módulo de elasticidade; Tensão de escoamento; Limite proporcional; Tensão máxima; Tensão de ruptura etc. E com isso podemos obter propriedades mecânicas como: Resistência à tração; elasticidade; ductilidade; tenacidade; resiliência.
Compressão
Semelhante ao ensaio de tração, este é mais utilizado para materiais frágeis (ferro fundido, por exemplo). Envolve a avaliação da reação dos materiais de teste durante a pressão e pode ser aplicado a materiais como madeira, concreto, metal, argila, plásticos e compósitos.
Podemos observar o esforço de compressão na construção mecânica, principalmente em estruturas e em equipamentos como suportes, bases de máquinas, barramentos etc.
O ensaio consiste na aplicação de carga compressiva uniaxial em um corpo de prova. A deformação linear obtida pela medida da distância entre as placas que comprimem o corpo versus a carga de compressão, compõe-se na resposta desse tipo de ensaio.
Os resultados numéricos obtidos no ensaio de compressão são similares aos obtidos no ensaio de tração nos materiais frágeis, e nos materiais dúcteis fornece apenas as propriedades referentes à zona elástica.
Dureza
Na área da metalurgia, considera-se dureza como a resistência à deformação plástica permanente. Isso porque uma grande parte da metalurgia consiste em deformar plasticamente os metais. ·
Na área da mecânica, é a resistência à penetração de um material duro no outro, pois esta é uma característica que pode ser facilmente medida.
Ou seja, a dureza não é uma propriedade absoluta. Só tem sentido falar em dureza quando se comparam materiais, isto é, só existe um material duro se houver outro mole.
Tipos de ensaios de dureza:
– Dureza Brinell
– Dureza Rockwell
– Dureza Vickers
O ensaio de dureza Brinell consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço temperado, de diâmetro D, sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal, por meio de uma carga F, durante um tempo t, produzindo uma calota esférica de diâmetro d . E com isso busca uma relação entre a carga aplicada e a área da calota esférica impressa no material ensaiado.
No ensaio de Dureza Rockwell a carga do ensaio é aplicada em etapas, ou seja, primeiro aplica-se uma pré-carga, para garantir um contato firme entre o penetrador e o material ensaiado, e depois aplica-se a carga do ensaio propriamente dita. A leitura do grau de dureza é feita diretamente num mostrador acoplado à máquina de ensaio, de acordo com uma escala predeterminada, adequada à faixa de dureza do material.
A dureza Vickers se baseia na resistência que o material oferece à penetração de uma pirâmide de diamante de base quadrada e ângulo entre faces de 136º, sob uma determinada carga. O valor de dureza Vickers (HV) é o quociente da carga aplicada pela área de impressão deixada no corpo ensaiado.
Dobramento e flexão
Avalia a maleabilidade do material, sendo que a deformação elástica indica a flexão e a plástica, o dobramento.
Com esse ensaio obtemos as constantes de módulo de ruptura; módulo de elasticidade; módulo de resiliência e módulo de elasticidade.
Portanto os ensaios mecânicos, de uma forma geral, verificam se os materiais apresentam propriedades adequadas ao seu uso. Cada material e de acordo com sua aplicação exige a realização de um tipo de ensaio específico. Com isso, o auxílio de um profissional capacitado é essencial para determinar as propriedades do seu material e então garantir o sucesso de suas aplicações.
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AUTORES: Weslley Bicalho, Heittor Inácio, Frederico Cristo, Daiana Souza e Luiz Carvalho