O ENSAIO DE COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA:

LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS DE MADEIRAS

TURMA: 04

RELATÓRIO NO 2

Título da aula prática:

ENSAIO DE COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS

Acadêmicos:

 Adara Colhado Polessi           RA: 90799

Gustavo Valentim Rejani         RA: 88521

MARINGÁ, 14 de maio de 2018

1. OBJETIVO(S)

        O experimento teve como objetivo principal analisar o comportamento da madeira quando submetida a compressão paralela a suas fibras, no caso, a madeira era da espécie Cambará, determinado a resistência e a rigidez à compressão paralela as fibras da mesma.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Segundo a ABNT NBR 7190:1997, a resistência à compressão paralela às fibras (fwc,0 ou fc0) é dada pela máxima tensão de compressão que pode atuar em um corpo de prova, isento de defeitos, com seção transversal quadrada de 5,0 cm de lado e 15,0 cm de comprimento, sendo dada pela equação 1:

                (Equação 1)[pic 1]

Em que:

- Fc0,máx. é a máxima força de compressão aplicada ao corpo-de-prova durante o ensaio, em newtons;

- A é a área inicial da seção transversal comprimida, em metros quadrados (m2);

- fc0 é a resistência à compressão paralela às fibras, em megapascal (MPa).

A norma citada especifica também que devem ser utilizados no ensaio no mínimo seis corpos de prova para caracterizações simplificadas e doze corpos de prova para caracterização de espécies pouco conhecidas.

Com os valores da força exercida pela prensa mecânica durante o ensaio (F) e a área da seção transversal do corpo de prova (A), é possivel calcular a calcular a tensão (σ) aplicada no corpo de prova, utilizando a equação 2 a seguir:

                (Equação 2)[pic 2]

A rigidez da madeira na direção paralela às fibras deve ser determinada por seu módulo de elasticidade, obtido do trecho linear do diagrama tensão x deformação específica, como indicado na Figura 1, sendo expresso em megapascals.

Figura 1 – Diagrama tensão x deformação especifica.

[pic 3]

Fonte: ABNT NBR 7190:1997

Para esta finalidade, o módulo de elasticidade deve ser determinado pela inclinação da reta secante à curva tensão x deformação, definida pelos pontos (σ 10%; ε10%) e (σ 50%; ε 50%), correspondentes respectivamente a 10% e 50% da resistência à compressão paralela às fibras, medida no ensaio, sendo dado pela equação 3:

        (Equação 3)[pic 4]

Em que, ε10% e ε50% são as deformações específicas medidas no corpo-de-prova e σ10% e σ50% são as tensões de compressão correspondentes a 10% e 50% da resistência fc0, representadas pelos pontos 71 e 85 do diagrama de carregamento.

Figura 2 – Diagrama de carregamento.

[pic 5]

Fonte: ABNT NBR 7190:1997

3. MATERIAIS E MÉTODOS

         3.1. MATERIAIS

        Os materiais utilizados para o experimento de caracterização foram:

• Leitor de umidade Merlin modelo PM1-E (Figura 3);
• Paquímetro com precisão de 0,01mm;
• 2 Transdutores de deslocamento com precisão de 0,001mm;
• 4 Cantoneiras metálicas para fixação dos trandutores no corpo de prova;
• 8 Pregos pequenos para fixação das cantoneiras no corpo de prova;
• Prensa mecânica;
• Software – catmanEasy;
• Corpo de prova com dimensões 5x5x15cm, de acordo com as prescrições da NBR 7190, sendo 15 cm na direção paralela as fibras e uma seção quadrada de 5 cm na direção perpendicular a elas.

Figura 3 – Leitor de umidade Merlin modelo PM1-E.[pic 6]

Fonte: Os autores (2018)

Na figura 4 é possivel observar o conjunto, composto pelo corpo de prova com as cantoneiras fixadas por pregos e os trandutores de deslocamentos, na prensa mecânica.

Figura 4 – Conjunto na prensa mecânica.

[pic 7]

Fonte: Os autores (2018)

3.2. METODOLOGIA

• Ensaio de compressão paralela as fibras:

Para inciar o ensaio é necessário ter o lote de corpos de prova com as dimensões especificadas anteriormente, então estas devem ser conferidas antes de inciar o ensiao com a utilização do paquímetro. Primeiro é necessário aferir a umidade nos corpos de prova. A resistência da madeira deve ser estimada (fco,est) pelo ensaio  destrutivo de um corpo de prova selecionado da amostra, e com este dado é possivel determinar o carregamento que deve ser aplicado em dois ciclos de carga e descarga, com taxa de carregamento de 10 MPa/min, de acordo com o diagrama apresentado na Figura 2.

        Fixa-se ao corpo de prova a ser ensaiado as cantoneiras utilizando pregos, e coloca-se os transdutores em lados opostos entre si para se obter o efeito de encurtamento da peça quando inciar o carregamento. Com o conjunto montado, posiciona o corpo de prova no centro da prensa mecânica, de modo que a carga aplicada no centro da peça não gere momento fletor. Vale lembrar que uma das partes da prensa mecânica deve funcionar como uma rótula para melhor adaptação ao corpo de prova. Os transdutores serão ligados no computador com o software catmanEasy instalado para a leitura dos dados. Ajusta-se a prensa mecânica ao corpo de prova e inicia-se então a compressão de acrodo com a NBR 7190, ANEXO B.8, com carregamento constante até 50% da carga de ruptura (Pest), obtido pelo ensaio destrutivo do corpo de prova citado anteriormente, e descarregado até 10%. O processo de carga e descarga é repetido 2 vezes, de modo em que quando atingir o valor de 50% e 10% da Pest, o carregamento se mantenha constante durante 30 segundo. Durante o processo também deve ser anotado os valores indicados pelos transdutores quando se atinge os valos de 10, 20, 30, 40 e 50% do valor do Pest. Quando atingir 50 e 10%, faz-se a leitura quando atinge o carregando, e após os 30 segundo em que a carga se manteve constante. No ultimo carregamento, faz-se a leitura para os carregamento de 10, 20, 30, 40, 50, 60 e 70% do Pest, após esta ultima leitura, pausa-se o experimento mantendo a carga a 70% constante, retira-se os transdutores, e continua o carregamento até a ruptura do corpo de prova, anotando o carregamento obtido na ruptura (Prup).