Corpo de prova: o que é, tipos por ensaio e material, normas e dimensões

Corpo de prova (CP) é a amostra de material com forma, dimensões e acabamento definidos pela norma do ensaio, preparada para medir uma propriedade sem ensaiar a peça inteira: um cilindro de concreto de 10 × 20 cm, um redondo de aço de 12,5 mm e uma barra Charpy de 55 × 10 × 10 mm são corpos de prova. A padronização garante que o estado de tensão no trecho medido seja conhecido e que o resultado possa ser comparado entre lotes e laboratórios. Cada ensaio tem o seu: na tração de metais, por exemplo, a ABNT NBR ISO 6892-1:2024 liga o comprimento onde se mede o alongamento à área da seção, e um redondo de 10 mm de diâmetro tem esse comprimento em cerca de 50 mm.

Em resumo:

• Não existe uma norma de corpo de prova: a forma e as dimensões vêm da norma de cada ensaio e de cada material.
• Metais (tração): ABNT NBR ISO 6892-1:2024 e ASTM E8/E8M-25; o redondo padrão da ASTM tem 12,5 mm de diâmetro.
• Plásticos: ASTM D638-22 (gravata tipo I, 165 mm) e ISO 527-2:2025 (A1, 170 mm) na tração; ASTM D790-25 (barra de 127 × 12,7 × 3,2 mm) na flexão.
• Impacto Charpy: barra de 55 × 10 × 10 mm com entalhe em V de 2 mm (ISO 148-1:2016 e ASTM E23-25).
• Madeira, concreto e solda: prisma de 5 × 5 × 15 cm (NBR 7190-3:2022), cilindros de 10 × 20 e 15 × 30 cm (NBR 5738:2015) e corpos de prova transversais à junta (ISO 4136:2022 e ISO 5173:2023).

O que é corpo de prova e por que a forma é padronizada

A forma do corpo de prova é padronizada porque é ela que torna conhecida a tensão no trecho medido e comparável o resultado entre laboratórios. Uma peça real tem furos, cantos, variações de espessura e regiões que trabalham de formas diferentes. Se ela fosse levada à máquina inteira, a força medida diria quanto aquela peça aguenta, mas não quanto o material aguenta, porque a tensão em cada ponto seria desconhecida. O corpo de prova resolve isso: é um pedaço do material com uma geometria tão simples que a tensão no trecho que interessa pode ser calculada pela força dividida pela área. Nas normas ISO o termo em inglês é test piece; nas ASTM, specimen. A sigla CP é comum nos laboratórios brasileiros, e normas antigas grafam corpo-de-prova, com hífen. O termo vale também fora dos ensaios mecânicos: em corrosão, o corpo de prova é um cupom de metal exposto ao meio para medir a perda de massa ao longo do tempo.

Na foto, corpos de prova de quatro ensaios: o redondo, com cabeças roscadas e um trecho reduzido no meio, e o plano, cortado de chapa, são de tração; a barra com entalhe em V é de impacto; o cilindro é de concreto, para compressão. Em todos, a forma concentra a tensão na região que a norma quer medir.

Três razões físicas explicam por que a norma fixa a forma em vez de deixar cada laboratório escolher:

• O estado de tensão precisa ser conhecido. No corpo de prova de tração, o trecho do meio é mais estreito que as extremidades. A deformação se concentra nele, longe das garras, onde a tensão é uniaxial (só na direção do eixo) e uniforme na seção. Perto da garra, o aperto e o atrito criam tensões em outras direções. É o princípio de Saint-Venant: a perturbação causada pelo modo de aplicar a força se dissipa a uma distância da ordem da largura da peça. Por isso a medição se faz no meio, e não junto das extremidades. No cilindro de concreto vale o mesmo raciocínio: o atrito com os pratos confina as pontas, e a altura de duas vezes o diâmetro deixa o meio livre desse efeito.
• O tamanho muda o resultado em materiais frágeis. Concreto, cerâmica e madeira rompem a partir do pior defeito que o volume carregado contém. Quanto maior o corpo de prova, maior a chance de ele conter um defeito crítico, e menor tende a ser a resistência medida. O modelo estatístico clássico desse efeito de escala é o de Weibull (1951). É uma das razões para a norma fixar a dimensão e para não se misturar resultado de corpos de prova de tamanhos diferentes sem justificativa.
• Sem padrão não há comparação. O alongamento depende do comprimento em que é medido; a energia de impacto depende da forma do entalhe; a resistência de um plástico depende da espessura e da orientação do molde. Dois laboratórios só podem comparar números se tiverem usado o mesmo corpo de prova, e um certificado só prova que o material atende uma especificação se o ensaio seguiu a norma que ela cita.

O corpo de prova é o ponto de partida de qualquer um dos ensaios mecânicos e, mais amplamente, do ensaio de materiais: a mesma máquina dá resultados diferentes para o mesmo material se o corpo de prova mudar.

Amostra, corpo de prova, exemplar e testemunho: o vocabulário

Amostra, corpo de prova, exemplar e testemunho não são sinônimos: a amostra representa o lote, o corpo de prova é a peça com a geometria da norma, o exemplar reúne corpos de prova de concreto da mesma amassada e o testemunho é o cilindro extraído de uma estrutura pronta. A distinção importa na hora de ler um plano de amostragem ou um laudo.

• Amostra é a porção retirada de um lote ou de um produto para representá-lo: um pedaço de barra, um retalho de chapa, uma placa injetada, um volume de concreto fresco. Da amostra se tiram um ou mais corpos de prova.
• Corpo de prova é a peça já com a geometria da norma, pronta para o ensaio. Nem sempre é usinado: vergalhão, fio e cabo são ensaiados na seção inteira do produto, como mostra o artigo sobre aço para armaduras.
• Exemplar, no controle de concreto, é o conjunto de corpos de prova moldados da mesma amassada e rompidos na mesma idade; o resultado do exemplar é o maior valor entre eles, conforme a NBR 12655.
• Testemunho, no concreto, é o cilindro extraído por sonda rotativa de uma estrutura pronta, pela ABNT NBR 7680-1:2015, quando se quer saber a resistência do concreto que está na obra. Nos ensaios de madeira, a palavra aparece em outro sentido: o primeiro corpo de prova rompido para estimar a resistência da amostra e definir as cargas dos demais, conforme a descrição da NBR 7190-3:2022 feita por Wang Wei (2025).

Dentro do próprio corpo de prova há outro vocabulário, que vem da tração e se repete em vários ensaios:

• Cabeças: as extremidades presas nas garras. Podem ser lisas, roscadas ou com ombro.
• Raio de concordância: a transição curva entre a cabeça e o trecho reduzido. Um canto vivo concentraria tensão e faria a ruptura nascer ali.
• Parte paralela (L_c): o trecho de seção constante, também chamado de região útil, onde a deformação deve acontecer e a ruptura deve ocorrer.
• Comprimento de referência (L₀): a distância entre duas marcas, ou entre as facas do extensômetro, dentro da parte paralela. É a base sobre a qual se calcula o alongamento. A ASTM chama de gauge length e usa a letra G.
• Seção original (S₀): a área da seção da parte paralela antes do ensaio. Num redondo, S₀ = π·d₀²/4; num plano, S₀ = a₀·b₀ (espessura vezes largura). A tensão é a força dividida por S₀.

O esquema abaixo mostra essas partes nos dois formatos mais comuns. Em cima, o redondo usinado, com cabeças roscadas; embaixo, o plano cortado de chapa, cujas cabeças largas são presas por garras de cunha. As marcas laranja delimitam L₀, sempre menor que a parte paralela, para que as marcas fiquem longe da concordância. À direita, as duas seções.

Uma última distinção: o corpo de prova é proporcional quando L₀ cresce com a seção, pela fórmula L₀ = k·√S₀, e não proporcional quando L₀ é fixo, como 50 mm ou 80 mm. A ISO 6892-1 prefere o proporcional, com k = 5,65. Num redondo, 5,65·√(π·d₀²/4) dá 5,01·d₀, ou seja, cerca de cinco diâmetros. A proporcionalidade faz o alongamento de um redondo de 10 mm e o de um de 20 mm do mesmo aço darem o mesmo número; o motivo físico está na seção sobre a fratura.

Corpo de prova de tração de metais: ISO 6892-1 e ASTM E8

O corpo de prova de tração de metais é uma barra redonda usinada ou uma tira cortada de chapa, com cabeças mais largas e uma parte paralela reduzida onde a ruptura deve ocorrer. As duas famílias de norma são a ISO 6892-1:2019, adotada no Brasil como ABNT NBR ISO 6892-1:2024, e a ASTM E8/E8M-25. As duas aceitam corpos de prova redondos, usinados de barras, e planos, cortados de chapas, e as duas pedem que a ruptura ocorra na parte paralela. O que muda é o comprimento de referência:

• Redondo: a ISO usa o proporcional, L₀ = 5,65·√S₀. O redondo padrão da ASTM tem 12,5 mm de diâmetro, com L₀ de 50 mm (4D) no E8, em unidades polegada-libra, e de 62,5 mm (5D) no E8M, em unidades SI.
• Chapa: o E8 tem o sheet-type, de 12,5 mm de largura e base de 50 mm, e o plate-type, de 40 mm de largura e base de 200 mm, para chapas grossas. A ISO trata chapas finas, de 0,1 a 3 mm, num anexo próprio; o tipo 2 desse anexo tem 20 mm de largura e base de 80 mm.

Como o mesmo diâmetro dá bases diferentes, o alongamento de um certificado E8 não se compara direto com o de uma especificação ISO. O detalhamento das duas normas (velocidades, extensômetro, arredondamento e conversão de alongamento) está no guia ASTM E8 x ISO 6892-1, e o ensaio em si, com a curva e o passo a passo, no artigo sobre o ensaio de tração.

Corpos de prova de plásticos e compósitos

Em plásticos, o corpo de prova é em geral moldado por injeção ou usinado de chapa, e sua história de fabricação pesa no resultado: a orientação das cadeias no fluxo do molde, as tensões residuais e a umidade absorvida mudam a resistência. Por isso as normas de plásticos fixam a forma e também o condicionamento antes do ensaio, tipicamente a 23 °C e 50 % de umidade relativa. Corpos de prova impressos em 3D, comuns em pesquisa, herdam a orientação das camadas: o resultado vale para aquela direção de impressão e não se compara direto com o de um corpo de prova injetado.

Tração: ASTM D638 e ISO 527-2

A ASTM D638-22 usa corpos de prova em forma de gravata, do tipo I ao V. O tipo I, preferido para plásticos rígidos e semirrígidos, tem 165 mm de comprimento total, trecho estreito de 13 mm de largura e 3,2 mm de espessura, e comprimento de medida de 50 mm. A ISO 527-2:2025 usa o A1, corpo de prova multipropósito injetado, chamado de 1A até a edição de 2012: 170 mm de comprimento, parte paralela de 80 mm, seção de 10 × 4 mm e L₀ de 75 mm. Os dois não são intercambiáveis: seção, comprimento e base diferentes dão números diferentes. Tipos, velocidades e cálculo estão no guia da ASTM D638.

Flexão: ASTM D790

Na flexão em três pontos, o corpo de prova é uma barra reta, apoiada em dois roletes e carregada no meio. A ASTM D790-25 prefere a barra de 127 × 12,7 × 3,2 mm, com vão de 16 vezes a espessura: 16 × 3,2 = 51,2 mm. A relação entre vão e espessura não é detalhe: com vão curto demais, a força cortante passa a pesar e a barra deixa de romper por flexão na fibra externa. A montagem e os cálculos estão no guia da ASTM D790, e o ensaio em geral, no artigo sobre o ensaio de flexão.

Compósitos de matriz polimérica

Em compósitos com fibra longa, a tração segue em geral a ASTM D3039/D3039M-17(2025), com corpo de prova em tira retangular de seção constante, sem a gravata dos plásticos. Usinar um rebaixo cortaria fibras contínuas na concordância, e a ruptura começaria justamente ali; as extremidades costumam receber talões colados para proteger a tira do aperto da garra. A flexão de compósitos segue a ASTM D7264/D7264M-26. As dimensões de cada uma dependem do tipo de laminado e devem ser lidas na norma.

Corpo de prova de impacto Charpy

O corpo de prova Charpy é uma barra de 55 × 10 × 10 mm com entalhe em V no meio, apoiada nas duas pontas e rompida com um golpe de pêndulo para medir a energia absorvida. O padrão da ISO 148-1:2016 (no Brasil, ABNT NBR ISO 148-1:2021) e da ASTM E23-25 tem entalhe de 2 mm de profundidade, ângulo de 45° e raio de fundo de 0,25 mm. Sob o entalhe sobram 8 mm de ligamento, a seção que de fato rompe.

O entalhe é a razão de ser desse corpo de prova. Ele concentra a tensão num ponto conhecido e cria no fundo um estado triaxial de tensões, que dificulta a deformação plástica e torna o ensaio severo o bastante para revelar se o material se comporta como dúctil ou frágil naquela temperatura. Como a energia depende muito dessa geometria, o entalhe é usinado com ferramenta própria e conferido em projetor de perfil, e corpos de prova reduzidos (7,5, 5 ou 2,5 mm de espessura) só se comparam entre si. O ensaio completo está no artigo sobre o ensaio de impacto.

Dureza: espessura mínima em vez de forma

O ensaio de dureza não pede uma geometria fixa: serve qualquer peça com uma face plana, lisa e apoiada com firmeza. A exigência é de espessura. Toda impressão deforma plasticamente uma região maior que a marca; se a peça for fina, essa região chega ao verso, a mesa passa a sustentar a impressão e a leitura sai alta. As normas fixam a espessura mínima em função do tamanho da impressão:

• Brinell (ISO 6506-1:2014): pelo menos 8 vezes a profundidade da impressão.
• Vickers (ISO 6507-1:2023): pelo menos 1,5 vez a diagonal média.
• Rockwell (ISO 6508-1:2023): pelo menos 10 vezes a profundidade residual com penetrador de diamante e 15 vezes com esfera.

Marca visível no verso denuncia que o limite foi violado. Distâncias entre impressões e até a borda, e a escolha do método para chapa fina, estão no artigo sobre o ensaio de dureza.

Corpo de prova de madeira

O corpo de prova de madeira é um prisma isento de defeitos, cortado com as fibras numa direção definida em relação à força. A madeira é anisotrópica: resiste muito mais na direção das fibras que na direção perpendicular a elas, e suas propriedades mudam com a umidade. Por isso o corpo de prova de madeira é definido pela orientação das fibras e o resultado é referido a uma umidade padrão. Para espécies de florestas nativas, a ABNT NBR 7190-3:2022 descreve os métodos de ensaio em corpos de prova isentos de defeitos, isto é, sem nós, rachaduras ou desvios de fibra, que medem o material e não a peça.

Na compressão paralela às fibras, o corpo de prova é um prisma de seção quadrada de 5 × 5 cm e 15 cm de comprimento, com as fibras na direção da força. Os resultados são corrigidos para a umidade de referência de 12 %, e a NBR 7190-1:2022 agrupa as madeiras nativas em classes de resistência que vão de D20 a D60, em que o número é a resistência característica à compressão paralela, em MPa. A altura de três vezes o lado tem o mesmo motivo do cilindro de concreto: deixar o meio do prisma longe do confinamento dos pratos. Pela mesma razão, a deformação para o módulo de elasticidade é medida no trecho central: Wang Wei (2025, dissertação da USP) mostrou que instrumentos fixados perto das extremidades desse prisma tendem a superestimar o módulo.

Corpo de prova de concreto e argamassa

No concreto, o corpo de prova mais usado é o cilindro moldado pela ABNT NBR 5738:2015, de 10 × 20 cm ou de 15 × 30 cm (diâmetro × altura), e rompido à compressão pela ABNT NBR 5739:2018, para comparar a resistência obtida com o f_ck do projeto. A área do 10 × 20 é π·100²/4 = 7.854 mm²; a do 15 × 30, 17.671 mm². A relação altura/diâmetro fica entre 1,94 e 2,06 para dispensar correção, e as bases são retificadas ou capeadas para ficarem planas. O cilindro fica pelo menos 24 h na forma e segue em cura úmida a (23 ± 2) °C até a idade de ensaio, em geral 7 e 28 dias. A quantidade não se conta por metro cúbico: a ABNT NBR 12655:2022 trabalha com exemplares de dois corpos de prova da mesma betonada para cada idade. Quando o concreto já endureceu na estrutura, o corpo de prova é um testemunho extraído por sonda rotativa, pela ABNT NBR 7680-1:2015. Moldagem, adensamento, cura, idades e controle têm artigo próprio: corpo de prova de concreto. O ensaio e os tipos de ruptura estão no guia da NBR 5739.

Na argamassa, o corpo de prova é um prisma de 4 × 4 × 16 cm: ele é rompido primeiro à tração na flexão, e as duas metades resultantes vão depois à compressão, como explica o guia da NBR 13279.

Corpo de prova de solda

O corpo de prova de solda é uma tira cortada de uma junta de teste soldada, em geral transversal ao cordão, para comprovar em ensaio destrutivo que o procedimento ou o soldador atende ao código. Na qualificação de um procedimento de soldagem ou de um soldador, solda-se uma junta de teste, em chapa ou tubo, e dela se cortam corpos de prova para ensaios destrutivos. A posição e o número de cada corpo de prova vêm da norma de qualificação: ASME BPVC Seção IX, AWS D1.1/D1.1M:2025 ou, na família ISO, a ISO 15614-1 para procedimentos e a ISO 9606-1 para soldadores. As pontas da junta são descartadas, porque o início e o fim do cordão têm condições térmicas diferentes do resto.

Os dois ensaios mecânicos mais pedidos usam corpos de prova cortados transversais ao cordão, de modo que o metal de solda, a zona afetada pelo calor e o metal de base fiquem todos no trecho ensaiado:

• Tração transversal (ISO 4136:2022): mede a resistência da junta e registra onde ela rompeu. O local da fratura (metal de solda, zona afetada pelo calor ou metal de base) é parte do resultado. A ASME IX pede dois corpos de prova de tração na qualificação de procedimento.
• Dobramento (ISO 5173:2023): dobra o corpo de prova a 180° sobre um pino e examina a face tracionada em busca de trincas, poros e falta de fusão. No dobramento de face, fica tracionada a face da solda; no de raiz, a raiz, que revela falta de penetração; no lateral, a seção transversal da junta inteira, usado em chapas grossas. Pela ASME IX, abaixo de 10 mm de espessura usam-se 2 de face e 2 de raiz; de 10 a 19 mm, os 4 laterais podem substituí-los; a partir de 19 mm, são 4 laterais.

O esquema abaixo mostra uma chapa de teste vista de cima, com os corpos de prova cortados transversais ao cordão e as pontas descartadas, e, à direita, a seção da junta com o lado que fica tracionado em cada tipo de dobramento.

Antes do dobramento, o reforço da solda é removido rente à chapa, para não criar concentração de tensão na transição. Pinos, critérios de aceitação de cada código e a conta da severidade da dobra estão no artigo sobre o ensaio de dobramento.

Há também corpos de prova longitudinais, com o eixo ao longo do cordão. Na ISO 5178:2019, um redondo usinado só do metal de solda mede as propriedades do metal depositado, sem a influência do metal de base. Dois outros ensaios da qualificação não usam máquina de tração: a macrografia (ISO 17639:2022), feita numa seção transversal lixada e atacada que mostra penetração, fusão e perfil do cordão, e o ensaio de fratura (ISO 9017:2017), em que o corpo de prova entalhado é quebrado para expor poros, inclusões e falta de fusão na superfície rompida.

Quadro: corpos de prova por ensaio e norma

O quadro abaixo reúne, na mesma página, os corpos de prova vistos nas seções anteriores, exceto os de tração de metais, já mostrados no esquema de anatomia. Cada painel tem a sua escala; os números são as cotas principais da norma indicada.

A tabela resume o mesmo conteúdo, incluindo metais e solda, para consulta rápida:

Ensaio e material	Norma	Corpo de prova principal
Tração, metais	NBR ISO 6892-1:2024	proporcional, L0 = 5,65√S0 (≈ 5d0); chapa fina tipo 2: 20 × 80 mm
Tração, metais	ASTM E8/E8M-25	redondo de 12,5 mm, L0 de 50 mm (E8) ou 62,5 mm (E8M); chapa 12,5 × 50 mm
Tração, plásticos	ASTM D638-22	tipo I: 165 mm, 13 × 3,2 mm, G = 50 mm
Tração, plásticos	ISO 527-2:2025	A1: 170 mm, 10 × 4 mm, L0 = 75 mm
Flexão, plásticos	ASTM D790-25	barra 127 × 12,7 × 3,2 mm, vão de 51,2 mm
Tração, compósitos	ASTM D3039/D3039M	tira retangular de seção constante, com talões
Impacto Charpy	ISO 148-1:2016, ASTM E23-25	55 × 10 × 10 mm, entalhe V de 2 mm, 45°, r = 0,25 mm
Dureza	ISO 6506-1, 6507-1, 6508-1	peça plana; espessura mínima de 8h, 1,5d ou 10h a 15h
Compressão, madeira	NBR 7190-3:2022	prisma de 5 × 5 × 15 cm, fibras paralelas à força
Compressão, concreto	NBR 5738:2015, NBR 5739:2018	cilindro de 10 × 20 ou 15 × 30 cm
Argamassa	NBR 13279	prisma de 4 × 4 × 16 cm
Solda	ISO 4136:2022, ISO 5173:2023	corpos de prova transversais ao cordão: tração e dobramento

Como preparar o corpo de prova

Um corpo de prova mal preparado mede a preparação, não o material. A sequência abaixo vale, com adaptações, para todos os materiais:

1. Retirar na posição e na direção certas. Chapa laminada tem propriedades diferentes no sentido da laminação e no transversal; madeira, no sentido das fibras e fora dele; plástico injetado, no sentido do fluxo. A especificação do produto diz de onde e em que direção cortar, e o relatório registra.
2. Cortar e usinar sem aquecer. Calor muda a microestrutura de metais e polímeros perto do corte. Corte a quente ou oxicorte exige deixar sobremetal, removido depois por usinagem com refrigeração, como numa cortadeira metalográfica. Passes pesados também encruam a superfície.
3. Dar acabamento à parte paralela. Riscos de usinagem transversais ao eixo funcionam como pequenos entalhes. No Charpy, o entalhe é feito com ferramenta própria e conferido em projetor.
4. Medir antes do ensaio. Diâmetro, ou largura e espessura, em mais de um ponto da parte paralela, com micrômetro ou paquímetro adequado, usando a menor seção ou a média, conforme a norma. Num redondo, 1 % de erro no diâmetro vira cerca de 2 % de erro na tensão, porque a área depende do quadrado do diâmetro.
5. Marcar L₀ com riscos finos ou tinta, sem criar entalhe, quando o alongamento for medido depois da ruptura.
6. Condicionar. Plásticos ficam na atmosfera da norma (tipicamente 23 °C e 50 % de umidade) pelo tempo previsto; madeira tem a umidade medida e o resultado corrigido para 12 %; concreto segue em cura úmida até a idade de ensaio.

Corpo de prova rompido: o que a fratura conta

O corpo de prova rompido é parte do resultado. Antes de aceitar o número, o laboratório olha onde e como ele quebrou, porque a fratura confirma (ou não) que o ensaio mediu o que devia.

Metais na tração. Um metal dúctil forma um pescoço antes de romper, a estricção, e a fratura tem o aspecto de taça e cone: um centro fibroso e uma borda inclinada a cerca de 45°. Um metal frágil, como o ferro fundido cinzento, rompe sem pescoço, numa superfície plana e perpendicular ao eixo. A diferença aparece também na curva: a fratura dúctil vem depois de uma longa deformação plástica, a frágil quase no fim do trecho elástico. O conceito está no artigo sobre ductilidade.

Onde rompeu. A ruptura tem de ocorrer na parte paralela. Fratura dentro da garra ou na concordância indica aperto excessivo, desalinhamento ou defeito de usinagem, e o ensaio é refeito com novo corpo de prova. Mesmo dentro da parte paralela há uma regra para o alongamento: pela ISO 6892-1, ele só vale se a fratura ficar a pelo menos L₀/3 da marca mais próxima, salvo se o valor obtido já atender o mínimo especificado. A razão é a mesma que torna os alongamentos de bases diferentes incomparáveis: o alongamento após a ruptura soma uma parcela uniforme, igual ao longo de todo o trecho útil, e uma parcela concentrada no pescoço. Se o pescoço ficar perto de uma marca, parte dessa deformação concentrada cai fora de L₀ e o valor sai baixo.

Concreto. A NBR 5739 classifica o aspecto do cilindro rompido em sete tipos, de A a G. O tipo A, cônico, é o de um ensaio bem executado; os tipos F e G, com fratura junto a uma das bases, apontam para problema de capeamento ou de preparo das bases e não representam o concreto.

Solda. Na tração transversal, a fratura no metal de base costuma indicar que a junta é pelo menos tão resistente quanto a chapa; na solda ou na zona afetada pelo calor, a superfície é examinada em busca de poros, inclusões e falta de fusão. No dobramento, o que se mede são as descontinuidades abertas na face tracionada.

Charpy. Além da energia, a fratura dá a porcentagem de área de cisalhamento (fibrosa, opaca) e a expansão lateral, o quanto o lado comprimido engordou. Uma fratura toda brilhante e cristalina é frágil; toda fibrosa, dúctil.

Dúvidas de interpretação

Algumas confusões aparecem com frequência em laudos, especificações e auditorias. As principais:

O corpo de prova menor dá o mesmo resultado que o padrão?

Em resistência de metais dúcteis, em geral dá valores próximos, desde que a geometria siga a norma. Em alongamento, só se o corpo de prova for proporcional; um L₀ fixo em seção menor muda o número. Em materiais frágeis, não se presume igualdade: o efeito de escala faz o corpo de prova menor tender a resistências maiores. No Charpy, corpos de prova reduzidos só se comparam com corpos do mesmo tamanho.

Posso usar a seção nominal no cálculo?

Só quando a norma autoriza, como na NBR 5739 para cilindros moldados com geometria controlada, ou no vergalhão, em que a NBR 7480 calcula a área pela massa por metro da barra, e não pelo paquímetro. Nos demais casos, a seção é medida em cada corpo de prova, porque a tensão herda todo o erro da área.

Um alongamento de 17 % é melhor que um de 15 %?

Depende da base. No guia de ASTM E8 x ISO 6892-1, o mesmo corpo de prova de aço deu 17,2 % em 50 mm e 15,0 % em 62,5 mm. O número só tem sentido com a base declarada.

O corpo de prova representa a peça?

Representa o material na condição em que foi retirado. A peça pode ter regiões com propriedades diferentes (superfície temperada, núcleo mole; borda de chapa; raiz de um cordão), concentradores de tensão e tensões residuais que o corpo de prova não tem. Por isso a especificação define de onde ele sai, e ensaio de componente é outro tipo de ensaio.

Um corpo de prova já ensaiado pode ser reaproveitado?

Num ensaio destrutivo, não: depois de passar do limite elástico, o material da parte útil foi deformado plasticamente, encruado ou trincado, e já não representa o lote. A exceção é a medição só no regime elástico, como a do módulo de elasticidade, que não muda o corpo de prova. Na dureza, a mesma peça recebe várias impressões, desde que respeitadas as distâncias entre elas.

Corpo de prova que rompeu na garra pode ser aproveitado?

A resistência registrada é, no máximo, um limite inferior, porque a seção que rompeu estava sob tensões que não são as do ensaio. Para o laudo, ensaia-se outro corpo de prova e investiga-se a causa (aperto, alinhamento, concordância), para que ela não se repita.

Exercícios resolvidos

Os exercícios usam as fórmulas apresentadas no vocabulário: S₀ = π·d₀²/4 ou a₀·b₀, L₀ = 5,65·√S₀ e F = R·S₀, em que R é a resistência do material em MPa (N/mm²). A força estimada é o dado que escolhe a máquina e a garra.

Exercício 1: redondo de 12,5 mm pela ASTM e pela ISO

Um aço com resistência à tração de 450 MPa será ensaiado num redondo de 12,5 mm de diâmetro. Quais os comprimentos de referência pela ASTM E8, pela E8M e pela ISO 6892-1, e qual a força máxima esperada? E se o redondo for de 10 mm, pela ISO?

• Área: S₀ = π × 12,5² / 4 = 122,72 mm².
• Bases: E8, 4D = 50 mm; E8M, 5D = 62,5 mm; ISO, 5,65 × √122,72 = 5,65 × 11,078 = 62,6 mm, marcado como 62,5 mm. O proporcional da ISO coincide com o E8M; o E8 usa uma base 20 % menor.
• Força máxima: F_m = 450 × 122,72 = 55.223 N ≈ 55,2 kN.
• Redondo de 10 mm pela ISO: S₀ = 78,54 mm²; L₀ = 5,65 × 8,862 = 50,1 mm; F_m = 450 × 78,54 = 35.343 N ≈ 35,3 kN.
• Máquina: 55,2 kN passa da capacidade de uma máquina de 50 kN, e o redondo de 12,5 mm pede a faixa de 100 a 200 kN, com garra cunha de 200 kN ou, se as cabeças forem roscadas, garra para corpo de prova roscado. O de 10 mm, com 35,3 kN, cabe na máquina de 5 a 50 kN (71 % da capacidade), com garra cunha pneumática de 50 kN ou garra cunha de 200 kN.

Exercício 2: chapa fina e plástico

Qual a força de ruptura esperada de uma chapa do mesmo aço, no corpo de prova sheet-type do E8 com 2,0 mm de espessura, e de um plástico no tipo I da D638, admitindo para ele uma resistência ilustrativa de 40 MPa?

• Chapa: S₀ = 12,5 × 2,0 = 25,0 mm²; F_m = 450 × 25,0 = 11,25 kN. Cabe na máquina de 5 a 50 kN, com garra cunha de 20 kN.
• Plástico: S₀ = 13 × 3,2 = 41,6 mm²; F = 40 × 41,6 = 1.664 N ≈ 1,66 kN. A faixa indicada é a da máquina de coluna simples de 10 kN, com garra cunha ou garra alavanca de 5 kN e extensômetro de 50 mm, que coincide com a base do tipo I.

A diferença de 30 vezes entre o redondo de aço e a gravata de plástico mostra por que a capacidade da máquina e da célula de carga se escolhe pelo corpo de prova, e não pelo material em abstrato.

Exercício 3: compressão de concreto e de madeira

Que força rompe um cilindro de concreto de 30 MPa nos dois tamanhos da NBR 5738, e um prisma de madeira de classe D40 na compressão paralela?

• Concreto 10 × 20: F = 30 × 7.854 = 235.620 N ≈ 236 kN.
• Concreto 15 × 30: F = 30 × 17.671 = 530.130 N ≈ 530 kN, 2,25 vezes mais, porque a área cresce com o quadrado do diâmetro (1,5² = 2,25). Os dois tamanhos rompem na prensa de compressão, e o 15 × 30 exige uma capacidade bem maior.
• Madeira D40: a classe indica resistência característica de 40 MPa; no prisma de 5 × 5 cm, F = 40 × 2.500 = 100 kN. Como a característica é um valor baixo da distribuição, a média dos corpos de prova fica acima disso, e a máquina precisa de folga: pratos de compressão de 300 kN na máquina de 100 a 200 kN ou na de 300 kN.

Exercício 4: espessura mínima no Vickers

Uma chapa de 0,50 mm recebe uma impressão Vickers com diagonal média de 0,40 mm. A leitura é válida?

• Espessura mínima = 1,5 × 0,40 = 0,60 mm.
• Como 0,50 mm é menor que 0,60 mm, a deformação chega ao verso e a leitura sai influenciada pelo apoio. É preciso uma força menor, que produza diagonal de no máximo 0,50 / 1,5 = 0,33 mm.

Erros comuns com corpo de prova

A maioria dos resultados rejeitados em auditoria tem origem no corpo de prova, não na máquina:

• Tratar amostra e corpo de prova como sinônimos no plano de amostragem, sem dizer quantos corpos de prova saem de cada amostra.
• Achar que corpo de prova é só de concreto. Todo ensaio de material tem o seu, com norma própria.
• Comparar alongamentos de bases diferentes (4D e 5D, 50 mm e 80 mm).
• Usar a dimensão nominal em vez da medida.
• Aquecer ou encruar na usinagem, ou deixar riscos na parte paralela.
• Prender o corpo de prova desalinhado ou com a garra escorregando, o que aparece como degraus e serrilhado na curva.
• Aceitar ruptura fora da parte paralela, ou alongamento com fratura a menos de L₀/3 da marca, sem análise.
• Trocar o tamanho do corpo de prova de material frágil e comparar com o histórico do tamanho antigo.
• Citar norma cancelada ou superada: NBR 5738:1994, ISO 527-2:2012 (com os nomes 1A e 1B) ou edições antigas da D638 e da D790.
• Medir dureza em peça fina demais, sem conferir a espessura mínima.
• No concreto, preparar mal as bases, o que produz rupturas dos tipos F e G.

Equipamento para ensaiar cada corpo de prova

Na máquina universal de ensaios, o corpo de prova define o resto da montagem: a garra ou o dispositivo que o segura, a capacidade da máquina e da célula de carga e o extensômetro, que é posicionado dentro de L₀. O software recebe a seção medida e o comprimento de referência e converte força e deslocamento em tensão e deformação. Na linha M2 da Biopdi, a célula de carga é classe 1 pela ABNT NBR ISO 7500-1:2023. O painel abaixo mostra a máquina, o papel de cada parte e os dispositivos que correspondem aos corpos de prova deste artigo.

A escolha do modelo segue a força estimada do corpo de prova, como nos exercícios. Filmes, fios e componentes pequenos ficam na MBIOI-1P-M2, de 200 N a 1 kN; gravatas de plástico e prismas de madeira leve, na MBIOI-10-M2; chapas, compósitos e redondos pequenos de metal, na MBIOII-50-M2; o redondo de 12,5 mm de aço, vergalhões e cabos, na MBIOII-200-M2. O método de cada norma é configurado no software BioLab. Os cilindros de concreto rompem na prensa elétrica ou hidráulica. Para configurar a máquina para os seus corpos de prova, peça um orçamento.

Normas citadas

A tabela lista as normas deste artigo com a edição vigente, conferida em 01/10/2026 na loja da ASTM, no catálogo da ISO e em catálogos da ABNT:

Norma	Assunto	Edição
ABNT NBR ISO 6892-1	tração de metais em temperatura ambiente	2024
ISO 6892-1	tração de metais em temperatura ambiente	2019
ASTM E8/E8M	tração de materiais metálicos	E8/E8M-25
ASTM D638	tração de plásticos	D638-22
ISO 527-2	tração de plásticos de moldagem e extrusão	2025
ASTM D790	flexão de plásticos em três pontos	D790-25
ASTM D3039/D3039M	tração de compósitos de matriz polimérica	17(2025)
ASTM D7264/D7264M	flexão de compósitos de matriz polimérica	-26
ISO 148-1 e ABNT NBR ISO 148-1	impacto Charpy em metais	2016 e 2021
ASTM E23	impacto em barra entalhada de metais	E23-25
ISO 6506-1, ISO 6507-1 e ISO 6508-1	dureza Brinell, Vickers e Rockwell	2014, 2023 e 2023
ABNT NBR 7190-1 e NBR 7190-3	estruturas de madeira: critérios e ensaios de corpos de prova isentos de defeitos	2022
ABNT NBR 5738	moldagem e cura de corpos de prova de concreto	2015
ABNT NBR 5739	compressão de cilindros de concreto	2018
ABNT NBR 12655	concreto: preparo, controle e recebimento	2022
ABNT NBR 7680-1	testemunhos extraídos de estruturas de concreto	2015
ABNT NBR 13279	argamassa: tração na flexão e compressão	2005
ISO 4136	tração transversal de juntas soldadas	2022
ISO 5173	dobramento de juntas soldadas	2023
ISO 5178	tração longitudinal do metal de solda	2019
ISO 17639	exame macrográfico e micrográfico de soldas	2022
ISO 9017	ensaio de fratura de soldas	2017
AWS D1.1/D1.1M	código de soldagem estrutural em aço	2025
ABNT NBR ISO 7500-1	verificação da força de máquinas de ensaio	2023