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. O processo de estampagem envolve dois tipos de deformação: o estiramento da chapa e o arrastamento da chapa para dentro da cavidade da matriz por meio de uma punção, o ensaio de embutimento simula o comportamento de chapas durante esse processo sob condições controladas. No presente ensaio, estudam-se a deformação máxima até o surgimento de fissuras, o enrugamento devido ao atrito, a distorção e a baixa qualidade superficial que podem ocorrer como resultado da estampagem. As chapas metálicas podem apresentar comportamentos diferentes durante a deformação em função da carga aplicada, por isso, o ensaio pode ser realizado seguindo quatro procedimentos diferentes, denominados Erichsen, Olsen, Swift e Fukui (Figuras 1 e 2). Apesar de algumas diferenças dentre os ensaios, o ferramental é semelhante entre os ensaios.

Ensaio de Embutimento OlsenFigura 1: ensaio de embutimento Olsen

Para os ensaios Erichsen e Olsen, utiliza-se um ferramental semelhante, as diferenças são às dimensões do ferramental e o Erichsen não leva em consideração a carga de ruptura, ambos consistem na deformação de um disco ou tira metálica fixada em uma matriz com um punção de cabeça esférica, são medidas as máximas deformações até a ruptura. No ensaio Swift, um disco metálico é preso em uma matriz e puncionado, nessa configuração, o resultado é obtido através da relação entre o diâmetro máximo do disco e o diâmetro da ferramenta que deforma a peça, bastante aplicado para o estudo de estampagem profunda. Por fim, o ensaio Fukui, que também utilizado para estampagem profunda, consiste em conformar um disco metálico em um cone com vértice esférico. Em todos os ensaios os resultados são predominantemente qualitativos, possibilitando um estudo da estampabilidade dos metais de acordo com as variáveis do ensaio.

Ensaio de Embutimento Erichnsen, Olsen, Swift, FukuiFigura 2: ensaios de embutimento, a) Erichnsen e Olsen, b) Swift e c) Fukui

Equipamento para ensaio de embutimento

O ensaio de embutimento pode ser realizado em uma máquina universal de ensaios permite realizar diferentes ensaios mecânicos, as forças podem ser transmitidas através de mecanismos hidráulicos ou eletromecânicos, a máquina pode ser utilizada para os ensaios de embutimentos, desde que sejam acoplados equipamentos específicos. A chapa ensaiada é fixada por uma matriz ou sujeitador e um anel de fixação, que guiam a geometria da peça durante se estiramento. Essa deformação é realizada pela carga aplicada por uma punção, geralmente com cabeça esférica, que força a peça a se moldar de acordo com a sua geometria, reduzindo sua espessura até que ocorram pontos de ruptura. Para medição da penetração da punção na chapa utiliza-se um relógio medidor de curso, o resultado do ensaio é qualitativo, mas também é possível se estabelecer uma relação entre a profundidade deformada máxima que precede a ruptura. Por fim, para evitar o atrito utiliza-se graxa grafitada ou vaselina, seguindo as normas técnicas, para garantir sempre a mesma lubrificação e minimizar o atrito entre as interfaces da punção, da matriz e da chapa.

Corpo de Prova (CP)

Para os ensaios de embutimento, os corpos de prova podem ser tiras ou blanks metálicos, que apresentam boa ductilidade a frio, onde podem ser realizados ensaios em série. De modo geral, corpos de prova com geometria de discos são os mais comuns, sendo eles com diâmetro médio de 90 mm e espessura variando entre 0,2 e 2,0 mm para a maioria dos dispositivos que são utilizados, com acoplamentos e equipamentos mais robustos, pode-se utilizar corpos de prova de até 5,0 mm de espessura.

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 compressão

O ensaio de compressão consiste na aplicação uniaxial de carga compressiva em um corpo de prova. 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. 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..

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