A Técnica de Fotoelasticidade

1. INTRUDUÇÃO

A técnica de fotoelasticidade se da basicamente na utilização de modelos construídos de polímeros transparentes, os quais após sofrerem tensões adquirem a propriedade de birrefringência, com anisotropia ótica. Isso ocorre devido a luz polarizada plana ou circular. Essa técnica se destaca pela rapidez e pelo caráter didático, pois é observado um padrão de franjas que representam a distribuição de tensões no modelo.

1. OBJETIVO

Analisar o padrão de cores apresentado para o corpo de prova padrão e as tensões relacionadas a este. Através disso, analisar o padrão de cores existente em um corpo de prova com acumulo de tensões.

Desenvolver um procedimento operacional padrão (POP) que descreve o processo de realização de experimento de fotoelasticidade.

1. DESENVOLVIMENTO

Foi feito a analise do corpo de prova padrão observando a coloração apresentada e a força relacionada.

As dimensões do corpo de prova são as que seguem:

• Espessura: 3 mm
• Largura: 38,4 mm
• Área da seção transversal: 115,2 mm

Através das forças colhidas no experimento e das dimensões do cdp é possível obter as tensões. E assim, obter o padrão de franjas.

O [pic 1]

Figura 1 – Coloração roxa de pdc padrão

[pic 2]

Figura 2 – Coloração verde do pdc padrão

        

A força apresentada para a figura 1, onde pode ser observada uma coloração roxa, é de 17 kgf. Já para a coloração verde apresentada na figura 2, foi medido uma forçar de 28 kgf. A tensão relacionada a cor roxa é de 0,148 kgf/mm2 e a tensão relacionada a cor verde é de 0,243 kgf/mm2. Por meio das duas tensões apresentadas relacionadas às cores, é possível plotar um gráfico que relacione certas tensões as colorações apresentadas. Isso é possível, pois o material apresenta um comportamento linear em seu regime elástico.  

[pic 3]

Figura 3 – Campo de tensões

No corpo de prova analisado na figura 3, podemos observar as franjas de cores apresentadas e relacionar com as franjas do corpo de prova padrão e suas respectivas tensões.

Pela observação do campo de tensões pode-se concluir que o ponto de carga máxima esta localizado no meio da parte inferior do cpd, onde ocorre o aparecimento de cores de franjas repetidas.

Considerando que no ponto de carga máxima o padrão de franjas já repetiu, e ao relacionar as tensões do corpo de prova padrão, pode-se concluir que neste ponto a tensão é de 0,486 kgf/mm2.

1. PROCEDIMENTO OPERACIONAL PADRÃO

1. Instalar e ajustar os equipamentos de modo a possibilitar o ensaio.;
2. Realizar a medição da espessura de da largura do corpo de prova padrão;
3. Inserir o cdp padrão na máquina de ensaio universal, de tal forma que ele fique preso, porém não tracionado;
4. Ligar a maquina de ensaio universal e o medidor de força aplicada;
5. Ajustar os filtros polarizadores para que a projeção do cdp padrão fique na cor preta e em seguida tarar o medidor de força aplicada;
6. Aplicar uma força gradativamente crescente na engrenagem até que a coloração apresentada na projeção seja roxa, registrar a força aplicada equivalente em kgf;
7. Prosseguir na aplicação da força até que a coloração apresentada seja verde e da mesma forma registrar a força aplicada equivalente em kgf;
8. Obter a área da seção transversal do cdp padrão por meio dos valores registrados do item b);
9. Obter as tensões por meio dos valores de força dos itens f) e g) e do valor da área de seção transversal do item h);
10. Relacionar as cores com as tensões obtidas do item i), para que se possa ter um padrão para analisar com os demais cpd;
11. Instalar o cdp a ser analisado conforme indicado nos itens de c) a e);
12. Aplicar força gradativamente crescente na engrenagem e analisar os padrões de cores apresentados na projeção;
13. Relacionar os padrões de cores do cdp com os padrões de cores e suas respectivas tensões do cdp padrão.

1. CONCLUSÃO

É possível obter resultados satisfatórios através do método da fotoelasticidade, contudo que se siga um procedimento operacional adequado. Para um bom procedimento da realização do método da fotoelasticidade e para a obtenção de valores de tensões confiáveis é preciso treinamento do operador para que todos os passos sejam entendidos e dominados.

1. REFERÊNCIAS

MARTINS, Geraldo de Paula. FOTOELASTICIDADE: Primeiros Passos. Belo Horizonte, 2005.

BERNARDES, Sérgio Rocha et al. Análise fotoelástica da distribuição de tensões em diferentes junções pilar/implante. Uberlândia.