Ensaios Mecânicos de Materiais

Durante a deformação, à medida que o material se expande sobre as placas de compressão para aumentar seu diâmetro, as forças de atrito se opõem ao escoamento do material do centro para as extremidades. Essa resistência devido ao atrito ocorre na região de contato com as placas, enquanto o material localizado à meia altura da amostra pode "escorrer" livremente na direção radial. Isso leva a um corpo de prova com perfil em forma de barril e, internamente, a uma região de material não deformado é criada próxima à superfície das placas.

São utilizados em casos em que as solicitações em compressão são importantes num projeto e, quando utilizamos materiais frágeis (onde se verifica o limite de ruptura).

São também utilizados nos ensaios de molas (onde se analisam as características elásticas).

Normalmente são realizados segundo a norma ASTM E9, mas – em função de todas as limitações que apresentam - são normalmente substituídos por ensaios de tração.

Cisalhamento é o escorregamento, em determinado plano, entre as partículas de um material submetido a forças contrárias que agem sobre a superfície do corpo de prova. A tensão de cisalhamento ou tensão de corte é gerada por forças aplicadas em sentidos opostos, porém na mesma direção.

Todo material apresenta certa resistência ao cisalhamento. Saber até onde vai esta resistência é muito importante, principalmente na estamparia, que envolve corte de chapas, ou nas uniões de chapas por solda, por rebites ou por parafusos, onde a força cortante é o principal esforço que as uniões vão ter de suportar.

A forma do produto final afeta sua resistência ao cisalhamento. É por essa razão que o ensaio de cisalhamento é mais frequentemente feito em produtos acabados, tais como pinos, rebites, parafusos, cordões de solda, barras e chapas.

Do mesmo modo que nos ensaios de tração e de compressão, a velocidade de aplicação da carga deve ser lenta, para não afetar os resultados do ensaio.

Normalmente o ensaio é realizado na máquina universal de ensaios, à qual se adaptam alguns dispositivos, dependendo do tipo de produto a ser ensaiado.

A realização de sucessivos ensaios mostrou que existe uma relação constante entre a tensão de cisalhamento e a tensão de tração. Na prática, considera-se: a tensão de cisalhamento (TC) equivalente a um percentual da tensão de tração (T).

É por isso que, em muitos casos, onde não haja necessidade de muita precisão, em vez de realizar o ensaio de cisalhamento, que exige os dispositivos já vistos, utilizam-se os dados do ensaio de tração, mais facilmente disponíveis.

P.e., costuma-se considerar: Para o aço τc = 0,75 σt; Para o Al τc = 0,65 σt.

O ensaio de dobramento permite avaliar a ductilidade do material de forma qualitativa. Portanto, não fornece valor numérico. Pode ser realizado em máquina de ensaio universal ou em prensa.

O corpo de prova é apoiado em dois roletes, distanciados de acordo com o tamanho do corpo. Em seguida, um cutelo exerce um esforço no centro do material ensaiado, de modo que o elemento possa fletir, dobrando-se de acordo com a carga aplicada e o ângulo de severidade α, que geralmente é de 90°, 120° ou 180°. Quanto menor o diâmetro do cutelo, mais severo é o ensaio.

O ensaio termina quando o ângulo α é atingido. Logo em seguida, apresentar fissuras ou rachaduras na zona tracionada.