O Ensaio de Torção

Ensaio de Torção

Resumo - Este trabalho de Ensaio de Torção foi realizado em um laboratório virtual o ALGETEC, devido as medidas preventivas do Covid-19. A acepção de ensaio de torção dos materiais consiste no emprego de carga rotativa em um corpo de prova comumente de geometria cilíndrica. De forma comum o ensaio de torção confere ruptura ao corpo de prova ensaiado comprometendo sua funcionalidade. O ensaio de torção é essencial para a obtenção e conhecimento das propriedades mecânicas de um material. Estas informações dão de extrema importância para a utilização e seleção de materiais nas diversas aéreas da engenharia, em especial a construção civil. O ensaio é realizado em uma máquina virtual para ensaio de torção com a aplicação de uma determinada força, de forma gradual, até que o material de rompa. No decorrer do ensaio medimos as dimensões iniciais e finais do corpo de prova, com a finalidade de verificar as variações sofridas pelo mesmo e determinar o, limite de resistência à torção, limite de proporcionalidade e os módulos de elasticidade e cisalhamento para os diversos materiais ensaiados. Após a coleta dos dados obtidos durante o ensaio, realizado os cálculos, construímos o gráfico de tensão x deformação dos materiais para ensaio de torção e explicar o comportamento do material. Tendo o conhecimento das características do material e os dados do ensaio do mesmo, comparamos a características do material com o gráfico obtido.

Palavras-chaves - Torção, ensaio de torção, teste de materiais, ALGETEC.

1. Introdução

O ensaio de torção é realizado com um corpo de prova possuindo forma cilíndrica, onde uma das suas extremidades é fixada e a outras é associada a uma garra que irá realizar o movimento de rotação, fazendo com que haja uma aplicação de um esforço de torção no material. A extremidade que está ligada a garra irá tender a girar no sentido em que a força está sendo aplicada, porém a outra ponta está fixada, com isso o corpo sofrerá torção, e se essa força for aplicada de maneira constante até um certo ponto, esse corpo de prova irá se romper (ALGETEC). Esse ensaio pode ser realizado de maneira virtual, pelo laboratório virtual da ALGETEC, ou em bancadas em laboratórios físicos

---

Para a obtenção e conhecimento das propriedades mecânicas de um material, o ensaio de torção se faz importante. Por meio desse ensaio, é provável obter informações que dizem respeito à tensão máxima de cisalhamento, deformação do corpo quando sujeito ao esforço de torção, módulo de elasticidade e, não menos importante, o módulo de torção e rigidez do material. Essas informações são utilizadas na seleção de materiais nas engenharias, principalmente na construção civil, evolvendo projetos de pontes, prédios e algumas outras estruturas (ALGETEC).

O ensaio de torção visa determinar as propriedades dos materiais quando sujeitos à esforços de torção; analisar os limites de resistência à torção dos materiais, identificando

as características de cada material; construir e interpretar o gráfico de tensão x deformação doa materiais para ensaios de torção

1. Referencial Teórico

Segundo Beer e Johnston (1995), torção se refere à tensões e deformações produzidas em peças de seção transversal circular, ou seja, giros em barras retilíneas (GERE, 2003), sujeitas à ação de conjugados que tendem a torcer as peças. Esses conjugados podem ser chamados de momento de torção, momento torcionais ou até mesmo de torque, produzindo uma rotação sobre o eixo longitudinal da barra.

2.1. PROPRIEDADES DO ENSAIO DE TORÇÃO

O torque que é aplicado no corpo de prova e o ângulo de torção vão permitir a construção de um gráfico que é semelhante ao de tração, proporcionando a análise das propriedades do material (ALGETEC).

Figura 1 - curva torque x ângulo de um material sujeito a torção

[pic 1]

Ao especificar um material que será submetido a esse ensaio, é fundamental considerar o torque máximo suportado por esse

---

material, e este tem que possuir valores menores que o momento torçor no limite de

proporcionalidade. As propriedades encontradas são referentes ao comportamento do material (ALGETEC).

2.2.        CURVA TENSÃO-DEFORMAÇÃO

Para traça o diagrama de tensão-deformação é necessário ter as medidas de diversos pontos de tensão normal e sua

correspondente deformação específica, obtendo diversas propriedades mecânicas do material escolhido para o ensaio. A curva “tensão-deformação” pode ser exibida de duas formas de deformação possíveis em um ensaio de torção, compressão ou tração, sendo conhecidas como deformação plástica e deformação elástica. A primeira indica as deformações permanentes e a deformação elástica trata de deformações não permanentes (ALGETEC).

2.3.        EQUAÇÕES DA TORÇÃO

Para a construção da curva “Tensão x Deformação” no ensaio de torção é necessário determinar o momento polar de inércia.

×        4

=        (fórmula 1)

[pic 2]

Onde:

J = Segundo momento polar de inércia

D = Diâmetro da seção útil do corpo de prova

Para o cálculo da tensão cisalhante (Pa), é utilizado o segundo momento polar de inércia.

×

=        (fórmula 2)

[pic 3]

Onde:

= Tensão cisalhante (Pa)

T = Torque aplicado (Nm)

R = raio da seção útil do corpo de prova J = Segundo momento polar de inércia