O que são ensaios mecânicos de materiais e suas características
Os ensaios mecânicos são considerados um dos métodos essenciais para a determinação de características de resistência mecânicas de materiais de construção utilizados por técnicos e engenheiros.
Além disso, eles são usados para determinar limites de ruptura e de proporcionalidade, tensão de escoamento, entre outros. Têm sua concepção fundamentada na necessidade do ser humano de projetar equipamentos e/ou produtos seguros e mais econômicos.
Para entender melhor o que são os ensaios mecânicos de materiais e descobrir suas principais características de uso, continue a leitura deste artigo abaixo!
O que são ensaios mecânicos de materiais?
Os ensaios mecânicos são métodos e técnicas muito utilizados na área de construção e engenharia, sendo mais usufruídos na engenharia moderna, por meio de ensaios programados realizados em dispositivos e/ou equipamentos devidamente projetados com base em normas técnicas de abrangência nacional e internacional.
Estes ensaios tentam reproduzir com detalhes as condições ambientais em que o componente (corpo de prova), será utilizado.
As cargas de ensaio podem ser de:
- Tração;
- Compressão;
- Flexão;
- Torção.
E elas podem ser medidas continuamente ou sujeitas a ciclos de oscilação. Já o tempo de realização pode variar de segundos, horas ou até anos de aplicação e a temperatura, por vezes, é fundamental para avaliar a sua resistência.
Dentre os grupos que se utilizam desta forma de obtenção de dados de simulação estão:
- Produtores de bens;
- Instituições de pesquisa;
- Forças armadas, entre outras.
Portanto, é importante utilizar uma linguagem comum entre os engenheiros e pesquisadores para a condução da prática de ensaios mecânicos e a interpretação de seus resultados, isto é, assegurado por meio de técnicas padronizadas.
O cumprimento dessa didática é importante para que se estabeleça um padrão entre fornecedores e usuários dos materiais.
O estabelecimento e a publicação destas normas padrão são de responsabilidade de sociedades profissionais, como a Sociedade Americana para Ensaios e Materiais (ASTM – American Society for Testing and Materials), por tratar-se da organização mais ativa nos Estados Unidos e de larga aceitação no Brasil.
Atualmente, no Brasil, a entidade responsável pelas normas padrões é a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).
Cabe aos engenheiros mecânicos e de estruturas de projetos determinar e conhecer as tensões dos componentes sujeitos a carregamentos definidos e para isso, se utilizam de métodos e técnicas experimentais de ensaio e ou análises matemáticas e teóricas.
Os engenheiros de materiais e os engenheiros metalúrgicos têm como função desenvolver a produção e fabricação de materiais com base nas exigências de serviços, conforme resultados obtidos através das análises de tensão.
Isto requer, necessariamente, uma compreensão das relações entre a microestrutura dos materiais e as suas propriedades.
Para determinação de padrões para obtenção das características de materiais foram criados os ensaios mecânicos.
Estes ensaios aplicados aos materiais podem ser classificados em grupos diferentes quanto à sua geometria e/ou até quanto à velocidade de aplicação da carga.
Quais suas características?
Entendendo o que são os ensaios mecânicos, como são importantes para as áreas de engenharia, construção e afins, saiba quais são suas principais características e como funcionam. Veja abaixo:
Ensaios destrutivos e não destrutivos
Os ensaios mecânicos classificados quanto à integridade de uma peça ou componentes podem ser destrutivos ou não destrutivos.
Os ensaios destrutivos, quando realizados ao inutilizar a peça ou componente, são ensaios quantitativos e a partir deles pode-se obter valores reais de sua resistência mecânica.
São exemplos comuns os ensaios de tração, dureza, fadiga, entre outros. Os ensaios não destrutivos não danificam a peça a ser ensaiada, são ensaios geralmente de resultados qualitativos e visuais. Como, por exemplo, os ensaios de raios-X, ultrassom e partículas magnéticas.
Ensaios estáticos e dinâmicos
Quando se leva em conta a velocidade de aplicação da carga, podemos obter ensaios estáticos e dinâmicos.
Os ensaios estáticos são caracterizados por ocorrerem em velocidades muito lentas, induzindo o teste a uma associação de estados de equilíbrio, o que caracteriza um processo quase estático.
Os ensaios mecânicos que se enquadram nesta categoria são os ensaios de tração, compressão, flexão, torção e dureza.
Quando um ensaio é realizado com carga aplicada ciclicamente ou instantaneamente se obtém um ensaio dinâmico.
Dentre estes ensaios, os mais comuns são os de fadiga e de impacto. Quando o mesmo possui aplicação de carga a longo período, é chamado de ensaio de carga constante, como é o caso do de fluência.
Quando se tem um processo produtivo que envolva conformações mecânicas (estampagem, dobramento, embutimento etc.) se torna usual realizar testes após a fabricação do produto.
Estes testes visam a determinação de comportamento do material quando submetido a processos de fabricação reais do produto acabado, e avaliam as propriedades mecânicas do material em questão. Os mesmos recebem a denominação de ensaios de fabricação.
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