CENTRO UNIVERSITRIO DINMICA DAS CATARATASTRABALHO DE ENSAIOS E MEDIDAS MECNICAS

ENSAIO DE COMPRESSO

Foz do Iguau2015CENTRO UNIVERSITRIO DINMICA DAS CATARATASTRABALHO DE ENSAIOS E MEDIDAS MECNICAS

ENSAIO DE COMPRESSO

Foz do Iguau2015INTRODUO

Em diferentes perodos da histria o homem vem desenvolvendo estruturas e equipamentos como suportes, bases de mquinas, barramentos, entre outros projetos mecnicos, buscando a perfeio de sua construo mecnica. s vezes, a grande exigncia requerida para um projeto a resistncia compresso. Nesses casos, o projetista deve especificar um material que possua boa resistncia compresso, que no se deforme facilmente e que assegure boa preciso dimensional quando solicitado por esforos de compresso.Neste artigo veremos que o ensaio de compresso o mais indicado para avaliar essas caractersticas, principalmente quando se trata de materiais frgeis, como ferro fundido, madeira, pedra e concreto, e tambm de molas e tubos que so produtos acabados.Veremos tambm quais as razes que explicam um pouco o estudo dos ensaios de compresso na rea da mecnica, analisando as semelhanas entre o esforo de compresso e o esforo de trao, para nos deixar um pouco mais a par dos procedimentos para a realizao do ensaio de compresso.

SUMRIO

1.INTRODUO52.DEFINIO DE ENSAIO DE COMPRESSO53.CONCEITO DE ENSAIO DE COMPRESSO64.LIMITAOES DO ENSAIO DE COMPRESSO105.ENSAIO DE COMPRESSO EM MATERIAIS DCTEIS.116.ENSAIOS DE COMPRESSO EM MATERIAIS FRGEIS.117.ENSAIOS DE COMPRESSO EM PRODUTOS ACABADOS127.1.ENSAIO EM TUBOS127.2.ENSAIO EM MOLAS128.NORMA TCNICA128.1.SURGIMENTO DA NORMA TCNICA DO BRASIL128.2.NORMAS TCNICAS PARA ENSAIOS MECNICOS138.3.CORPOS DE PROVA PARA OS ENSAIOS DE COMPRESSO139.CONCLUSO1310.REFERNCIAS14

1. INTRODUO

Em diferentes perodos da histria o homem vem desenvolvendo estruturas e equipamentos como suportes, bases de mquinas, barramentos, entre outros projetos mecnicos, buscando a perfeio de sua construo mecnica. s vezes, a grande exigncia requerida para um projeto a resistncia compresso. Nesses casos, o projetista deve especificar um material que possua boa resistncia compresso, que no se deforme facilmente e que assegure boa preciso dimensional quando solicitado por esforos de compresso.Neste artigo veremos que o ensaio de compresso o mais indicado para avaliar essas caractersticas, principalmente quando se trata de materiais frgeis, como ferro fundido, madeira, pedra e concreto, e tambm de molas e tubos que so produtos acabados.Veremos tambm quais as razes que explicam um pouco o estudo dos ensaios de compresso na rea da mecnica, analisando as semelhanas entre o esforo de compresso e o esforo de trao, para nos deixar um pouco mais a par dos procedimentos para a realizao do ensaio de compresso.

2. DEFINIO DE ENSAIO DE COMPRESSOA compresso fsica um resultado da aplicao de uma fora de compresso a um material, resultando em uma reduo em seu volume, ou, como tratado em resistncia dos materiais e engenharia, uma reduo de uma de suas dimenses, axial com a atuao da fora, e um aumento da seo transversal a este mesmo eixo, quando a deformao da pea nesta direo permitida, pois se deve considerar que teoricamente, neste caso, seu volume mantenha-se constante. Um exemplo caracterstico de objeto submetido a esforos de compresso so as colunas dos prdios, que recebem, com a mesma direo de seu eixo, as cargas acima delas.A compresso ocorre quando a fora axial aplicada estiver atuando com o sentido dirigido para o interior da pea. Por exemplo, uma pequena chapa de ao engastada em uma morsa, sendo gradativamente comprimida pelos dois engastes, estar recebendo foras com direes opostas, porm, apontando para seu interior. Com isso, a pea sofre deformaes. Em um primeiro momento, sofre uma deformao elstica, porm, quando atinge sua tenso de escoamento, a pea passar a entrar em sua deformao plstica, ou seja: o material estar sendo deformado permanentemente, ao contrrio do regime elstico, onde a organizao molecular volta ao estado onde se encontrava no incio. A compresso pode ser denominada como tal quando a pea estiver sendo "empurrada", ao contrrio da trao, onde ela est sendo "puxada".

3. CONCEITO DE ENSAIO DE COMPRESSONa construo mecnica podemos observar facilmente a presena de esforos de compresso como: bases de maquinas, suportes, estruturas de equipamentos, etc. Em algumas situaes num projeto mecnico, a grande exigncia a resistncia ao esforo de compresso, onde o projetista deve especificar um material que tenha boa resistncia compresso, que no se deforme facilmente e que mantenha preciso dimensional quando submetido ao esforo.O ensaio de compresso o mais indicado pra definir caractersticas de materiais frgeis, como madeira, ferro fundido, concreto entre outros que possuam baixa deformao elstica. Nos ensaios de compresso o corpo de prova submetido a uma fora axial para dentro, distribuda de forma uniforme em toda seo do corpo de prova.

Assim como a trao, o ensaio de compresso pode ser realizado na maquina universal de ensaios, sendo adaptadas duas placas lisas, uma fixa e outra mvel onde ser acomodado o corpo de prova e mantido fixo durante a compresso.

Um corpo de prova quando submetido a um esforo de trao, sofre deformao plstica e em seguida na medida em que o esforo aumenta, sofra uma deformao plstica mudando a forma e dimenses do corpo de prova.

Regime elstico.

Regime plstico.

O objetivo do ensaio determinar os limites ou capacidade que um certo material tem de suportar carregamento ate sua deformao ou ruptura. A fratura ocasionada em um corpo de prova esta diretamente ligada as suas dimenses, como exemplo podemos citar o ferro fundido que possui baixa ductibilidade que tem seu limite de resistncia calculado pela relao entre a forca aplicada e a rea da seo transversal do corpo.Os possveis modos de deformao nos ensaios de compresso so: a flambagem, cisalhamento, barril, barril duplo, compresso homognea e instabilidade compressiva.

A flambagem, cisalhamento e instabilidade compressiva devem ser evitados.No ensaio de compresso o corpo de prova tem seu comprimento reduzido e conseqentemente aumentadas as dimenses da seo transversal. A carga compressiva transmitida atravs do contato do corpo de prova com a superfcie dos cabeotes da mquina de ensaio. Portanto nas superfcies de contato o aumento da seo transversal do corpo de prova fica parcialmente restrito pelo efeito do atrito. Este atrito gera tenses na superfcie de contato, impedindo o movimento dos elementos situados nesta superfcie, e provocando a alterao do formato original cilndrico do corpo de prova durante o processo. Mais longe da superfcie de contato os elementos fluem radialmente para fora numa taxa proporcional sua distncia ao centro do corpo. Este o abaulamento ou efeito barril. Idealmente, existiria no corpo de prova somente a tenso normal de compresso e o corpo deformado manteria a sua forma cilndrica original. A condio denominada estado uniforme de tenses, que significa o mesmo estado de tenses (uniaxial compressiva) para todos os pontos do corpo.O abaulamento pode ser evitado ou minimizado pelo uso de lubrificao nas superfcies de contato. Para testes conduzidos temperatura ambiente recomendado o uso de teflon ou leo de alta viscosidade. Para altas temperaturas indica-se grafite dissolvido em leo (ligas de alumnio) e vidro modo (para aos e titnio).Para reter o material de lubrificao usinam-se sulcos rasos em ambas as faces do corpo de prova (ver figura abaixo). Este procedimento garante a lubrificao durante o teste, minimizando o atrito. Geralmente procurasse uma deformao ideal sem frico, porem na pratica o atrito sempre estar presente. Neste caso a deformao em forma de barril o mais esperado para matrias dcteis.Alem disso os ensaios so influenciados por outros fatores, como a taxa de deformao, principalmente quando se deseja estabelecer propriedades dos matrias em altas temperaturas.

4. LIMITAOES DO ENSAIO DE COMPRESSOO ensaio de compresso no muito utilizado para os metais em razo das dificuldades para medir as propriedades avaliadas neste tipo de ensaio.Os valores numricos so de difcil verificao, podendo levar a erros.Um problema que sempre ocorre no ensaio de compresso o atrito entre o corpo de prova e as placas da mquina de ensaio. A deformao lateral do corpo de prova barrada pelo atrito entre as superfcies do corpo de prova e da mquina. Para diminuir esse problema, necessrio revestir as faces superior e inferior do corpo de prova com materiais de baixo atrito (parafina, teflon etc).Outro problema a possvel ocorrncia de flambagem, isto , encurvamento do corpo de prova. Isso decorre da instabilidade na compresso do metal dctil. Dependendo das formas de fixao do corpo de prova, h diversas possibilidades de encurvamento.A flambagem ocorre principalmente em corpos de prova com comprimento maior em relao ao dimetro. Por esse motivo, dependendo do grau de ductilidade do material, necessrio limitar o comprimento dos corpos de prova, que devem ter de 3 a 8 vezes o valor de seu dimetro. Em alguns materiais muito dcteis esta relao pode chegar a 1:1 (um por um).Outro cuidado a ser tomado para evitar a flambagem o de garantir o perfeito paralelismo entre as placas do equipamento utilizado no ensaio de compresso. Deve-se centrar o corpo de prova no equipamento de teste, para garantir que o esforo de compresso se distribua uniformemente.

5. ENSAIO DE COMPRESSO EM MATERIAIS DCTEIS.Nos materiais dcteis a compresso vai provocando uma deformao lateral aprecivel. Essa deformao lateral prossegue com o ensaio at o corpo de prova se transformar num disco, sem que ocorra a ruptura. por isso que o ensaio de compresso de materiais dcteis fornece apenas as propriedades mecnicas referentes zona elstica.As propriedades mecnicas mais avaliadas por meio do ensaio so: limite de proporcionalidade, limite de escoamento e mdulo de elasticidade.

6. ENSAIOS DE COMPRESSO EM MATERIAIS FRGEIS.O ensaio de compresso mais utilizado para materiais frgeis. Uma vez que nesses materiais a fase elstica muito pequena, no possvel determinar com preciso as propriedades relativas a esta fase.A nica propriedade mecnica que avaliada nos ensaios de compresso de materiais frgeis o seu limite de resistncia compresso.Do mesmo modo que nos ensaios de trao, o limite de resistncia compresso calculado pela carga mxima dividida pela seo original do corpo de prova.

7. ENSAIOS DE COMPRESSO EM PRODUTOS ACABADOSEm muitos casos, o ensaio de compresso aplicado em produtos acabados, para verificar o seu comportamento, independentemente do valor da carga aplicada. o caso do ensaio em tubos (amassamento e achatamento) e de molas (constante).7.1. ENSAIO EM TUBOSO objetivo do ensaio verificar a ductilidade do material e para isso, utiliza-se carga de compresso, provocando o achatamento ou amassamento de um segmento ou mesmo de anis retirados de um tubo metlico.7.2. ENSAIO EM MOLASNo ensaio em molas, o objetivo verificar a constante elstica da mola ou simplesmente observar a capacidade do material sujeito a uma determinada carga.8. NORMA TCNICA8.1. SURGIMENTO DA NORMA TCNICA DO BRASILA ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas), foi fundada no Brasil em 1940, o rgo responsvel pela normalizao tcnica e a base pelo desenvolvimento de tecnologias do brasil. uma fundao privada sem fins lucrativos. Tambm um dos membros fundadores da ISO (International Organization for Standardization) e da AMN (Associao Mercosul de Normalizao). As normas mais utilizadas pelos nossos laboratrios so: ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas), ASTM (American society for Testing end Materials), DIN (Deutsches Institut fr Normung), ASME (American Society of Mechanical Enginneers) e ISO (International Organization for Standardization).8.2. NORMAS TCNICAS PARA ENSAIOS MECNICOSA determinao das propriedades mecnicas dos materiais realizada atravs de ensaios mecnicos e esses so validados por procedimentos de ensaios e de fabricao dentro de padres estabelecidos por normas. A expresso norma tcnica utilizada de forma genrica e incluem especificaes de materiais, mtodos em que devero ser efetuados os ensaios e anlise dos mesmos. Incluem tambm normas de clculos, de segurana, terminologia, de calibrao dos equipamentos, corpos de prova e quais devero ser os processos de fabricao para cada tipo de corpo de prova, entre outros, as normas servem para padronizar os ensaios para que haja o mnimo de confiabilidade em um teste ou processo de fabricao, servem para segurar que aquilo que ser ensaiado e ou fabricado esteja conforme o processo de produo que foi ou que ser executado. 8.3. CORPOS DE PROVA PARA OS ENSAIOS DE COMPRESSOOs corpos de prova para ensaios de compresso, so normalizados obedecendo diretrizes oriundas de normas, as quais determinam suas dimenses, tempos de cura por exemplo para corpos cilndricos de concreto e preparao dos mesmos e formas.

9. CONCLUSOAtravs da elaborao do referido trabalho, o grupo concluiu que de suma importncia conhecer quais so os mtodos existentes para avaliao da resistncia dos materiais, a importncia da aplicao dos ensaios de compresso nos materiais e quais os tipos de equipamentos que podem ser usados na realizao dos ensaios, quais caractersticas do material podem ser obtidas com cada experimento e tambm como evitar possveis erros de medio atravs da execuo do ensaio. Os ensaios de compresso uma ferramenta importante para que os clculos quanto s resistncias dos materiais em trabalhos futuros e porque no em projetos.

10. REFERNCIAS

Ensaios Mecnicos de Materiais Metlicos; 5 edio; Sergio Augusto de Souza

http://redeetec.mec.gov.br/images/stories/pdf/eixo_ctrl_proc_indust/tec_autom_ind/ensaios_mec/161012_ens_mec_an_fal.pdf

http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6548-ensaio-de-compressao#.VSKpkMnInzg

http://www.essel.com.br/cursos/material/01/EnsaioMateriais/ensa06.pdf

www.youtube.com/watch?v=54cBnTHYIG8

http://www.fec.unicamp.br/nilson/apostilas/tracaocompressaoleidehooke.pdf