Deformação por tração

A mecânica dos materiais é o estudo da forma como os materiais reagem a forças como a tensão, a compressão, a torção e o cisalhamento. É uma disciplina fundamental da engenharia, subjacente à conceção, fabrico e garantia de qualidade em muitos sectores. Ao compreender a relação entre a tensão, a força aplicada por unidade de área, e a deformação, a deformação resultante, os engenheiros podem prever o desempenho, identificar potenciais pontos de falha e selecionar ou otimizar materiais para aplicações específicas.

Em indústrias como a automóvel, a aeroespacial, a construção e a indústria transformadora, os ensaios precisos de materiais são essenciais para a segurança, eficiência e conformidade com as normas da indústria. Entre os muitos métodos de ensaio, os ensaios de tração e compressão são dois dos mais utilizados para avaliar as principais propriedades mecânicas, como a resistência, a elasticidade e a ductilidade.

A deformação por tração ocorre quando um material é esticado por uma carga axial, provocando o seu alongamento. Este comportamento é medido durante o ensaio de tração, em que uma amostra é sujeita a uma força de tração uniaxial cada vez maior até à falha. A curva tensão-deformação resultante fornece dados vitais, incluindo:

• Limite elástico - a tensão máxima antes de ocorrer uma deformação permanente
• Resistência ao escoamento - o ponto em que um material começa a deformar-se plasticamente
• Resistência à tração final - a tensão máxima que o material pode suportar
• Alongamento na rutura - a tensão na qual o material se parte

A deformação pode ser elástica, reversível, ou plástica, permanente, dependendo do facto de a tensão aplicada ser inferior ou superior ao limite elástico. A compreensão destas propriedades ajuda os engenheiros a prever o comportamento de um material sob carga em serviço.

Aplicações em engenharia

Suportes de ensaio de deformação por tração:

• Seleção de materiais para componentes de suporte de carga
• Conceção de produtos, garantindo resistência e flexibilidade adequadas
• Análise de falhas para identificar pontos fracos em materiais ou processos
• Verificação em relação a normas de ensaio internacionais

Por exemplo, no sector aeroespacial, os ensaios de tração de ligas leves confirmam que estas podem suportar as tensões de voo sem comprometer a segurança. Na engenharia civil, as propriedades de tração orientam a seleção de barras de reforço para estruturas de betão.

O ensaio de tensão é o método mais comum para avaliar a deformação por tração e produz dados quantitativos sobre o modo como os materiais se comportam sob forças de tração controladas. O processo normalmente inclui:

• Preparação do espécime - As amostras são cortadas ou moldadas de acordo com dimensões normalizadas para garantir a reprodutibilidade.
• Configuração do equipamento - O espécime é montado nas garras de uma máquina de ensaio de tração e alinhado para evitar tensões de flexão.
• Execução do ensaio - A máquina aplica uma carga axial crescente a uma velocidade controlada, enquanto os sensores medem a força e o alongamento.
• Registo de dados - Os dados de carga e extensão são captados para criar a curva tensão-deformação.
• Análise - São calculados o módulo de elasticidade, o ponto de cedência, a resistência à tração e o alongamento.

Os ensaios de compressão medem o comportamento de um material quando sujeito a forças que reduzem o seu tamanho. Enquanto os ensaios de tra ção avaliam a resistência a forças de tração, os ensaios de compressão avaliam a resistência ao esmagamento ou à encurvadura.

Num ensaio de compressão, a amostra é colocada entre duas placas paralelas de uma máquina de ensaio de compressão e carregada de forma controlada, reduzindo a sua altura. As medições da carga e do deslocamento são utilizadas para determinar a resistência à compressão, o módulo e o ponto de cedência na compressão.

O ensaio de compressão é particularmente relevante para materiais como o betão, a cerâmica, as espumas e as borrachas que são frequentemente expostos a forças de compressão em serviço. Os exemplos incluem:

• Automóvel - Ensaio de casquilhos elastoméricos para confirmar a durabilidade sob carga
• Construção - Avaliação da resistência à compressão do betão para garantir a integridade estrutural
• Embalagem - Avaliação da resistência ao empilhamento de cartão para evitar o colapso durante o transporte
• Indústria das bebidas - Ensaio de carga superior de garrafas PET para garantir que suportam o empilhamento durante a distribuição

Os materiais flexíveis, como os têxteis e os elastómeros, exigem métodos de ensaio adaptados ao seu comportamento mecânico específico.

• A norma ASTM D412-16 especifica os métodos para determinar as propriedades de tração da borracha vulcanizada e dos elastómeros termoplásticos, abrangendo as formas das peças de ensaio, o condicionamento e os requisitos de taxa de deformação.
• A norma ASTM D3822 especifica os procedimentos para o ensaio de fibras têxteis simples, enquanto a norma ASTM D885/D885M-10a abrange a resistência à tração, o alongamento e a recuperação elástica de fios de filamentos industriais.

Estas normas garantem que os ensaios são consistentes, repetíveis e comparáveis em todos os sectores e cadeias de abastecimento.

A Mecmesin oferece uma gama completa de equipamentos de ensaio de tração e compressão, proporcionando precisão, repetibilidade e conformidade com normas internacionais reconhecidas. As soluções incluem:

• OmniTest - Um testador versátil montado em bancada para materiais e componentes numa vasta gama de cargas
• MultiTest-i - Aparelhos de ensaio de coluna dupla e de coluna única para aplicações de tração e compressão de elevada precisão
• MultiTest-dV - Uma coluna de teste motorizada de nível básico para requisitos de testes de rotina
• Software VectorPro - Software avançado de aquisição e análise de dados, que permite o controlo total do ensaio, o traçado de curvas e o cálculo automático das propriedades mecânicas

Os nossos sistemas são adaptáveis a metais, polímeros, borrachas, têxteis, compósitos e muito mais, com uma vasta escolha de pegas e acessórios para corresponder ao tipo de amostra e ao método de ensaio. Quer se trate de amostras de compressão de alta capacidade ou de fibras têxteis delicadas, o equipamento Mecmesin fornece resultados precisos e fiáveis.

Os ensaios de tração e compressão são essenciais para compreender o comportamento dos materiais e garantir que os componentes funcionam de forma segura e fiável no ambiente a que se destinam. A experiência da Mecmesin, a vasta gama de sistemas de ensaio e a total conformidade com as normas da indústria fazem de nós o parceiro ideal para os seus requisitos de ensaio de materiais. Contacte a nossa equipa técnica para discutir a sua aplicação e identificar a solução certa para as suas necessidades.