Relatório de ensaio de impacto

1.0 INTRODUÇÃO.

Os ensaios mecânicos são procedimentos padronizados que consiste em uma série de testes que são realizados a fim de se conhecer as propriedades mecânicas e físicas de um material.

Os mesmos podem ser divididos em: ensaios destrutivos e ensaios não destrutivos. Ensaios não destrutivos não comprometem o material, ou seja, não há deformação plástica. Devido não deformarem o material, nem sempre necessitam de corpo de prova preparado. Esses ensaios geralmente tem o objetivo de averiguar a estrutura do material e a possível existência de trincas, rupturas e descontinuidades superficiais ou internas. Para isso existem ensaios como: líquido penetrante, ultrassom, radiografia, partícula magnética, corrente parasita, estanqueidade entre outros.

Já os ensaios destrutivos geralmente deformam plasticamente o material analisado, ou seja, ainda que a carga seja cessada o material não retorna à sua forma inicial. Sendo assim, necessitam de um corpo de prova padronizado. Esses testes tem o objetivo de submeter os materiais ao seu esforço máximo buscando saber quais as suas propriedades mecânicas como resistência a tração, dobramento, cisalhamento, impacto, compressão entre outros.        

O ensaio mecânico de impacto consiste em submeter o corpo de prova a uma carga brusca que deve flexioná-lo ou rompê-lo. A carga é provocada por um martelo pendular que é posicionado a uma altura e ângulos pré-definidos que causa uma fratura do tipo frágil ou dúctil. Os corpos de prova são padronizados e possuem um entalhe que pode ser de formato variado, esse entalhe possui um estado tri axial de tensões, ou seja, um estado de tensão composto por forças que atuam num corpo em 3 eixos distintos, esse entalhe é fundamental para garantir a ruptura do corpo de prova,

A partir do ensaio de impacto é possível observar o comportamento do material e sua tendência em comportar-se de maneira frágil. Além disso, a temperatura é outro fator importante a ser considerado, pois o mesmo material pode apresentar resultados diferentes quando submetido a temperaturas diferentes. O ensaio é usualmente realizado em metais, podendo também ser realizado em cerâmicas e polímeros.

Realizamos o ensaio de impacto a fim de analisarmos as propriedades mecânicas do corpo de prova além de observar a quantia de energia absorvida e seu comportamento quando submetido a temperaturas diferentes.

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 2.0 OBJETIVO.

O objetivo do ensaio de impacto é analisar o comportamento do material e a quantidade de energia absorvida quando submetido à uma alta carga brusca de impacto em diferentes temperaturas.

Esse ensaio é importante em diversas áreas como a automotiva, a aeroespacial, nuclear entre outras. O ensaio é utilizado também para garantir a segurança das pessoas ao comprarem móveis como cadeiras e sofás, pois garantem que a estrutura do móvel seja confiável, assim como estabelece e a Norma Brasileira NBR16031, além disso, o ensaio é fundamental em estruturas automotivas, para que na ocorrência de um acidente a energia seja absorvida pela carroceria e não seja transferida aos passageiros.

3.0 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

         3.1 ENSAIOS MECÂNICOS

Ensaios mecânicos é um campo da ciência, que estuda o comportamento de diversos tipos de materiais, em diversas situações de acordo com sua devida aplicação. É um campo importante pois permite avaliar se um material é bom para desempenhar uma devida função, ou se ele está a desemprenhando bem também pode ser usado para analisar o estado de conservação de um equipamento ou peça. Os resultados obtidos são: qualitativos ou quantitativos.

O ensaio conta sempre com uma máquina que realizará o ensaio e um corpo de prova (podendo ser um “blank” ou um produto acabado). Ou em caso de ensaios como o de estanqueidade: utilizam-se, produtos reveladores e um corpo de prova.

Tipos de ensaio: Ensaio de impacto, dureza, tração, flexão, dobramento, torção, compressão, fadiga, cisalhamento, vazamento, trinca, dentre outros.

3.2 ENSAIO DE IMPACTO.

O ensaio de impacto é um ensaio não quantitativo, dinâmico, que consiste em conduzir um impacto brusco e repentino com uma energia “n”, sobre um corpo de prova, padronizado, com entalhe. O ensaio de impacto conta com um martelo pendular com massa definida, e o mostrador da máquina mostra o resultado de energia absorvida pelo corpo de prova. O material frágil será aquele que absorver menos energia. No ensaio de impacto não se considera somente a força ou carga, e sim a força e a velocidade do impacto, assim relacionadas, obtemos um resultado em energia, no caso do corpo de prova, energia absorvida.

Esse tipo de ensaio é para analisar o comportamento frágil ou dúctil do material, a partir do emprego de cargas dinâmicas. Ele não é um ensaio quantitativo tenacidade do material do corpo de prova, porque o emprego da força de flexão gerado pelo martelo pendular não é uniforme. Assim se calcula a energia absorvida pelo corpo de prova, através da variação da altura que o pêndulo atinge, antes do impacto e posteriormente, sendo esse valor multiplicado pelo peso do martelo e convertido diretamente numa escala de graduação existente na máquina.

Existem dois fundamentais de ensaio de impacto: o Charpy e o Izod, diferindo somente na posição do entalhe no corpo de prova de seção transversal quadrada e na face que recebe o impacto.

ENSAIO DE IMPACTO CHARPY.

O ensaio de impacto Charpy se realiza como um ensaio de impacto normal, como já foi supracitado. Algumas características são: o corpo de prova é duplamente apoiado na base da máquina, essa propiciando que o corpo de prova possa receber o impacto na face contrária à do entalhe.

ENSAIO DE IMPACTO IZOD.

Assim como o ensaio Charpy, o ensaio Izod se realiza como um ensaio de impacto normal, como já foi supracitado. Algumas características são: o corpo de prova é engastado e a face que recebe o impacto é a mesma do entalhe.

[pic 1]

Figura 1: representação de ensaio de impacto. Zona de impacto do ensaio Charpy e do ensaio Izod. Fonte: https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-impacto-charpy-e-izod/. (2018)

TIPOS DE ENTALHE NO CORPO DE PROVA.

- ENSAIO CHARPY: Os corpos de prova do ensaio Charpy possuem três tipos de entalhe, todos eles na região média da seção transversal. O tipo “A” ou “V”, possui um entalhe angular de 45º e profundidade de 2mm. O tipo “B” ou “U”, possui um raio de furo de 1mm e profundidade de 5mm. O tipo C ou entalhe cilíndrico possui um rasgo e um furo em sua extremidade.