Ensaio de Compressão

O ensaio de compressão consiste na aplicação uniaxial de carga compressiva em um corpo de prova (CP). Os resultados obtidos nesse ensaio consistem na relação entre a deformação linear, obtida pela medida da distância entre as placas que comprimem o corpo de prova, em função da carga de compressão aplicada em cada instante (figura 1). O ensaio de compressão é amplamente utilizado na indústria de construção civil, para analisar madeira, concreto armado e ferro fundido e de materiais cerâmicos, para os metais, em geral, o ensaio é dificultado devido à existência de alguns fatores, como, possibilidade de flambagem, atrito na interface entre o CP e a mesa e dificuldades de medida dos valores numéricos, além disso, para matérias dúcteis, apenas é possível a obtenção do comportamento no regime elástico de deformações. Em outras palavras, o ensaio de compressão observa melhor o comportamento de materiais frágeis, principalmente quanto ao limite de resistência à compressão e a dilatação transversal e longitudinal durante o ensaio. A principal norma técnica que conduz o ensaio de compressão é a ASTM E9.

ensaio compressaoFigura 6: Ensaio de compressão para a) material dúctil e b) material frágil

Equipamento para ensaio de compressão

O ensaio de compressão pode ser realizado em uma máquina universal de ensaios, que permite realizar diversos tipos de ensaios mecânicos. Máquinas para ensaio universal podem ser hidráulicas ou eletromecânicas, a eletromecânica é baseada em um motor elétrico que permite maior controle sobre a variação de velocidade e deslocamento do cabeçote. A mesa apoia a peça e distribui a força aplicada, para evitar ao máximo o efeito do atrito e da fricção na interface da peça com a mesa durante o ensaio a mesa deve ser lubrificada. Também é fundamental a perfeita centralização do eixo do corpo de prova e o eixo da mesa que aplica a força compressiva, além disso, para garantir que as tensões atuem somente axialmente, as mesas devem ser completamente paralelas. Ademais, para metais, são utilizadas placas de aço finas entre a amostra e a mesa, protegendo e evitando danos às mesas.

Diversas variáveis que influenciam no ensaio devem ser controladas, como temperatura, anisotropia do material, tamanho do grão, impurezas, inclusões e, especificamente para cerâmicas, o teor de água contido no CP deve ser considerado. Normalmente, a velocidade de ensaio ou deslocamento é da ordem de 0,005 mm/mm.min Por fim, para traçar o diagrama tensão-deformação, a carga aplicada, a variação de altura das mesas e a deformação do corpo devem ser monitoradas continuamente ao longo do ensaio. O controle dos parâmetros e os resultados do ensaio são realizados por um computador conectado a máquina.

Corpo de Prova (CP)

Os corpos de provas são usualmente cilíndricos e os resultados dependem fortemente do diâmetro e do comprimento, por isso a escolha da relação comprimento/diâmetro deve constar junto aos resultados obtidos no ensaio. Para materiais dúcteis a relação comprimento/diâmetro varia de 3 até 8 no máximo, devido a problemas de flambagem. As principais propriedades medidas são em relação a propriedades referentes à zona elástica, como limite de escoamento de proporcionalidade. Já para materiais frágeis, o comprimento corresponde a duas ou três vezes o diâmetro do CP. Nesse caso, a principal propriedade medida é a resistência máxima à compressão, que em geral para materiais frágeis, equivale de oito a dez vezes a resistência à tração. A ruptura de materiais frágeis tende a ocorrer sem muita deformação a 45° em relação ao eixo de aplicação da carga, isto é, o plano máximo de tensões cortantes.

Produtos acabados

Ensaios em produtos acabados são bastante comuns, como em tubos e molas, por exemplo. Para tubos, o ensaio de compressão verifica a ductilidade tanto no achatamento, onde a força de compressão é aplicada perpendicularmente ao eixo do tubo a fim de achatá-lo até que as paredes internas se toquem, a partir daí é analisado o surgimento de fissuras e trincas, quanto no amassamento, que consiste na aplicação de compressão coaxial ao tubo, reproduzindo situações onde o tubo é exposto a altas pressões interna. O ensaio de compressão para molas é utilizado para determinar a constante das molas, comprime-se a mola três vezes até fechamento total e no quarto fechamento, mede-se o deslocamento na altura e a carga aplicada, assim o gráfico carga-deformação é construído e através dele é possível determinar a inclinação da reta, correspondente ao módulo de elasticidade, na zona elástica.

Cerâmicas

A resistência à compressão é a principal propriedade de cerâmicas, no caso das alvenarias, deve suportar todo o peso estrutural da laje e, em alguns casos, dos andares superiores. De um modo geral, são ensaiados prismas cerâmicos, compostos por dois blocos cerâmicos unidos por argamassa e blocos estruturais cerâmicos simples com diferentes geometrias internas. Eventualmente é necessário retificar os blocos, para garantir o paralelismo entre as faces que serão sujeitas a carga. Calcula-se a eficiência de uma cerâmica através da relação entre a resistência à compressão suportada e as espessuras da parede dos blocos. No Brasil, na construção civil, as normas para os ensaios dividem-se em blocos estruturais de concreto NBR 1211/2010 e 15270-3/2005 e prismas cerâmicos NBR 15961-2/2010 e 15812-2/2010.

VEJA OUTROS TIPOS DE ENSAIOS:


 

Ensaio de tração

O ensaio de tração consiste na aplicação de uma força de tração axial num corpo de prova padronizado, promovendo a deformação do material na direção do esforço, que tende a alongá-lo até fraturar. Devido à facilidade de execução e reprodutibilidade dos resultados, este ensaio é amplamente utilizado. Saiba mais..

Ensaio de flexão

O ensaio de flexão consiste na aplicação de uma carga crescente em determinados pontos de uma barra bi apoiada, em geral, os ensaios ocorrem em três ou quatro pontos. Simultaneamente, durante o ensaio são monitoradas a carga aplicada e a deflexão da barra, o ensaio de flexão é caracterizado por trabalhar apenas no regime elástico de deformação. Saiba mais..

Ensaio de cisalhamento

O ensaio de cisalhamento consiste na aplicação de uma força perpendicular ao eixo longitudinal do corpo, esta força aplicada no plano da seção transversal é chamada de cortante. Reagindo a esta força, o material desenvolve em sua seção transversal uma resistência ao cisalhamento, é exatamente essa resistência, que pode ser determinada através do presente ensaio. Saiba mas..

Ensaio de dobramento

O ensaio de dobramento consiste em dobrar um corpo de prova, isto é, a deformação é predominantemente plástica e o material é dúctil, utiliza-se uma barra de seção transversal constante, que pode ser circular, retangular ou tubular, assentado em dois apoios afastados a uma distância especificada em função das dimensões do corpo de prova. Saiba mais..

Ensaio de embutimento

O ensaio de embutimento avalia a estampabilidade de materiais, relacionando propriedades mecânicas e estruturais da peça com as máximas deformações possíveis de ser realizadas sem que ocorra ruptura, esse ensaio segue as normas ASTM E643-84, NBR5902 e ISO 20482. Saiba mais..

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