Anel concêntrico (equibiaxial) Flexão-compressão

O ensaio de compressão por flexão equibiaxial é um método de ensaio de materiais utilizado para avaliar a resistência de uma amostra à flexão sob carga multidirecional. Ao contrário dos ensaios de flexão uniaxial, que aplicam força ao longo de um único eixo, este método distribui a tensão uniformemente em duas direcções perpendiculares, fornecendo uma medida mais realista do desempenho de um material em serviço.

É particularmente valioso para materiais frágeis como a cerâmica, o vidro e os compósitos avançados que podem falhar subitamente sem deformação plástica significativa. Ao reproduzir as tensões combinadas encontradas em aplicações do mundo real, o teste oferece uma avaliação mais exacta da resistência, sensibilidade a defeitos e durabilidade do produto.

A abordagem mais amplamente utilizada para o ensaio de compressão equibiaxial por flexão é o método do anel concêntrico. Um espécime circular é suportado num anel exterior e carregado através de um anel interior mais pequeno e concêntrico. Esta configuração gera um momento de flexão uniforme ao longo do espécime, permitindo aos engenheiros medir a resistência à flexão isotrópica.

Procedimento passo-a-passo

• Preparação do espécime - Corte o material num disco circular, normalmente com 25 mm a 100 mm de diâmetro, com uma espessura controlada. Assegurar que os bordos são lisos e sem defeitos.
• Acondicionamento - Armazenar e preparar os espécimes num ambiente controlado, normalmente a 23°C ± 1°C e 50% ± 2% de humidade relativa, de acordo com as normas relevantes.
• Configuração do equipamento - Centrar o espécime no anel de suporte, assegurando que está estável e alinhado com precisão.
• Aplicação da carga - Aplicar força através do anel de carga interior a uma taxa constante, normalmente no intervalo definido pela norma relevante (para cerâmica, a BS EN 843-1 especifica cerca de 1 mm/min).
• Recolha de dados - Registar a força máxima suportada antes da falha. Calcular a resistência à flexão equibiaxial utilizando as dimensões da amostra e a carga aplicada.
• Análise - Comparar os resultados com os requisitos da especificação ou com os valores de referência para avaliar o desempenho do material.

O método do anel concêntrico é particularmente adequado para testar a resistência isotrópica, tornando-o uma importante ferramenta de controlo de qualidade para materiais de elevada especificação.

As normas internacionalmente reconhecidas garantem a exatidão, a repetibilidade e a comparabilidade dos resultados. As referências comuns incluem:

• BS EN 843-1 - Ensaios mecânicos de cerâmicas avançadas, incluindo métodos de flexão equibiaxial.
• ASTM D790 - Propriedades de flexão de plásticos.
• ISO 178 - Determinação das propriedades de flexão dos plásticos sob uma carga definida.

Estas normas definem as dimensões dos provetes, o condicionamento ambiental, as taxas de aplicação de carga e os métodos de cálculo.

O ensaio de compressão por flexão equibiaxial é utilizado sempre que a fiabilidade do material sob tensão multidirecional é crítica.

• Automóvel - Ensaio de discos de travão em cerâmica, painéis de carroçaria em compósito e peças em polímero avançado para garantir o desempenho sob cargas variáveis.
• Aeroespacial - Avaliação de cerâmica de lâminas de turbina, painéis de fuselagem compósitos e materiais de proteção térmica.
• Indústria cerâmica - Avaliação de loiça de mesa, isoladores e cerâmicas técnicas quanto à sensibilidade a defeitos e durabilidade.
• Construção - Ensaio de vidro arquitetónico, azulejos e produtos de pedra para segurança e desempenho estrutural.

Exemplo: Na produção de marcadores de estrada em cerâmica, o teste de flexão equibiaxial revelou um defeito de fabrico que causava fissuras prematuras sob carga. O ajuste do processo de cozedura melhorou a resistência à flexão em cerca de 20%, reduzindo as falhas em serviço.

A Mecmesin concebe e fabrica equipamento de precisão para ensaios de compressão equibiaxial por flexão em conformidade com as normas, incluindo o método do anel concêntrico. Os nossos sistemas combinam uma conceção mecânica robusta com software avançado de controlo e análise.

As bancadas de ensaio motorizadasOmniTest e MultiTest-dV, juntamente com o software VectorPro, fornecem

• Medição de carga de alta precisão com uma resolução de 0,1 N
• Medição do deslocamento até 0,01 mm
• Controlo de velocidade programável para total conformidade com a norma BS EN 843-1 e outras normas
• Dispositivos de anel concêntrico personalizáveis para um alinhamento preciso do espécime
• Captura automática de dados, análise e relatórios para auditorias de qualidade e rastreabilidade

Estes sistemas oferecem versatilidade para testar uma gama de materiais, desde cerâmicas avançadas a laminados compósitos.

O ensaio de compressão por flexão equibiaxial através do método do anel concêntrico é uma ferramenta poderosa para avaliar a resistência do material sob tensões realistas e multidireccionais. É especialmente importante para materiais frágeis e de alto desempenho, onde as margens de segurança e a deteção de defeitos são críticas.

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