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Resistência ao rasgo

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Resistência ao rasgo

Medida da capacidade de materiais em folha ou filme de resistir ao rasgo. Para papel, é a força necessária para rasgar uma única camada de papel após o início do rasgo. Existem três métodos padrão disponíveis para determinar a resistência ao rasgo de filmes plásticos: ASTM D-1004 detalha um método para determinar a resistência ao rasgo em baixas taxas de carga; um teste na ASTM D-1922 mede a força necessária para propagar um corte pré-feito através de uma amostra em folha; e ASTM D-1038 fornece um método para determinar a resistência à propagação do rasgo que é recomendado apenas para testes de aceitação de especificação. A resistência ao rasgo da borracha é a força necessária para rasgar uma amostra de 1 polegada de espessura nas condições descritas na ASTM D-624. A resistência ao rasgo de têxteis é a força necessária para propagar um rasgo tipo língua única (começando de um corte) por meio de um aparelho de pêndulo em queda. (ASTM D-1424)

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Resistência ao rasgo


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Resistência ao rasgo

Força de tração necessária para romper um corpo de prova de tecido pré-fenda sob as condições descritas nas normas ASTM D-2261 e ASTM D-2262. A resistência ao rasgo da borda do papel é a força necessária para rasgar um corpo de prova dobrado sobre um entalhe em V e carregado em uma máquina de teste de tração.

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Resistência à tração


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Resistência à tração

Uma introdução à compreensão e medição da resistência à tração

A resistência à tração é uma medição fundamental usada por pesquisadores, engenheiros e departamentos de controle de qualidade para avaliar as propriedades mecânicas de um material, produto ou componente. A resistência à tração de um material é definida como a tensão mecânica máxima de tração (puxão) que um corpo de prova pode suportar antes de falhar, embora a definição de falha varie dependendo do tipo de material e seu design.

À medida que os materiais são submetidos a uma tensão de tração crescente, as ligações entre seus átomos são esticadas e, eventualmente, rompidas à medida que a tensão aumenta. Quando as ligações atômicas estão apenas sendo esticadas, diz-se que o material está dentro de sua região elástica, onde a remoção da força fará com que o material retorne à sua forma original. Uma vez que as ligações atômicas estão sendo rompidas, o material entrou em sua região plástica. Isso significa que o material foi quimicamente alterado e não retornará mais à sua forma original após a remoção da força. Os corpos de prova geralmente começam a mudar visivelmente durante esta etapa do teste, estreitando-se no centro em um comportamento conhecido como 'estrangulamento'.

Dependendo do material que está sendo avaliado, a resistência à tração pode ser avaliada no ponto em que ele entra no estágio de deformação plástica - seu ponto de rendimento - ou no ponto em que o material finalmente se rompe. A avaliação da resistência à tração no ponto de deformação plástica é denominada resistência ao escoamento. A avaliação da resistência à tração no ponto de ruptura do corpo de prova é denominada resistência à tração final.

O tipo de material que está sendo testado determinará se a resistência ao escoamento ou a resistência à tração final fornece as informações mais úteis. Por exemplo, materiais dúcteis, como metais, são normalmente avaliados no ponto de escoamento, enquanto materiais frágeis, como compósitos, são frequentemente avaliados no ponto de ruptura. Ambos esses pontos, juntamente com o módulo de elasticidade, são cálculos importantes usados para ajudar a caracterizar a resistência de um material.

gráfico de tensão de deformação de materiais dúcteis

Unidades para medir a resistência à tração

No sistema internacional, a resistência à tração é expressa em Pascals ou Megapascals, o que equivale a Newtons por metro quadrado (N/m²). No sistema americano, é expressa em libras por polegada quadrada (lbf/in² ou psi).

Como a resistência à tração é calculada?

A resistência à tração é calculada dividindo-se a área da seção transversal do corpo de prova pela força de tração máxima alcançada. Resistência à tração (σ) = força de tração máxima (F) / área da seção transversal do corpo de prova (A):

σ=FA

Como medir a resistência à tração?

A resistência à tração é medida realizando-se um ensaio de tração em uma máquina de ensaio universal, e deve-se ter cuidado para garantir que os resultados sejam precisos e repetíveis. Avaliar um material por sua resistência à tração/resistência ao escoamento em unidades de tensão (Pa ou psi) em vez de força (N ou lbf) ajuda na repetibilidade dos resultados. Isso ocorre porque os materiais/corpos de prova preparados têm tolerâncias de espessura e largura que podem variar, e a tensão leva em conta as medições de espessura e largura do cálculo da resistência à tração de cada corpo de prova. Por exemplo, se um operador testasse 5 corpos de prova do mesmo lote e todos tivessem espessuras variáveis, seus valores máximos de forças podem ter uma faixa mais ampla, enquanto seus valores de tensão permanecerão comparáveis.

Representações da resistência à tração

O gráfico a seguir mostra os rendimentos e os tipos de curvas de uma variedade de diferentes tipos de corpos de prova de plástico:

  • O corpo de prova 1 mostra um exemplo de um corpo de prova frágil quebrando no rendimento com baixa deformação
  • O corpo de prova 2 mostra um exemplo de um material com um aumento de tensão após o rendimento
  • O corpo de prova 3 mostra um material sem aumento de tensão após o rendimento
  • O corpo de prova 4 mostra um material elastomérico macio quebrando com uma deformação maior

gráfico de tensão de deformação

Este gráfico mostra exemplos de resistências ao escoamento superior e inferior para diferentes tipos de curvas onde Reh representa a resistência ao escoamento superior, Rel representa a resistência ao escoamento inferior e a representa o efeito transitório inicial. Essas curvas são representativas do comportamento frequentemente observado ao testar metais.

exemplos de resistência ao escoamento

Resistência à tração de materiais comuns

Material Resistência ao escoamento (MPa) Resistência à tração final (MPa)
Nylon-6 45 45-90
Acrílico, folha fundida transparente (PMMA) 72 87
Alumínio 95 110
Cobre 70 220
Aço estrutural, ASTM A36 250 400-550
Aço, inoxidável AISI 302 - laminado a frio 502 860
Liga de titânio 730 900
Diamante 1600 2800
Aramida (Kevlar ou Twaron) 3620 3757
Fibra de carbono (Toray T1100G)
(as fibras artificiais mais fortes)		 - 7000 fibra sozinha

Fonte: https://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_417.html

EQUIPAMENTO PARA MEDIR A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO

A resistência à tração, juntamente com outras propriedades de tração, é medida em máquinas de ensaio universais. Este equipamento está disponível em uma variedade de diferentes capacidades de força, com capacidades de força máxima variando de 0,02 N a 2.000 kN. Além do ensaio de tração, essas máquinas também podem realizar compressão, flexão, descascamento, rasgo, cisalhamento, atrito, torção, punção e uma variedade de outros tipos de ensaio, a fim de caracterizar totalmente as propriedades mecânicas de materiais, componentes e produtos acabados. Dependendo dos requisitos de rendimento do seu laboratório, vários sistemas de automação também estão disponíveis.

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Ensaio de impacto de tração com máquina de ensaio de impacto de pêndulo

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Ensaio de impacto de tração com máquina de ensaio de impacto de pêndulo

O que é um ensaio de impacto de pêndulo de tração?

Um método de ensaio para determinar a energia necessária para fraturar um corpo de prova sob carregamento de tração por choque. Tipicamente executado em uma máquina de ensaio de pêndulo, o ensaio de resistência ao impacto de tração foi originalmente desenvolvido para superar as deficiências do ensaio de impacto flexural (Izod e Charpy). Todas as variáveis de ensaio que têm um alto efeito sobre os resultados, como sensibilidade ao entalhe, fator de arremesso e espessura do corpo de prova, são eliminadas no ensaio de impacto de tração. Este ensaio, ao contrário dos tipos Izod e Charpy, que são limitados apenas a corpos de prova espessos, permite determinar a resistência ao impacto de corpos de prova muito finos e flexíveis.

Como é realizado um ensaio de impacto de pêndulo de tração?

Existem duas configurações de ensaio diferentes. Uma consiste em um tipo de configuração de corpo de prova na cabeça (método B da ISO 8256), onde o corpo de prova é fixado diretamente ao martelo do pêndulo. A energia para quebrar por impacto é determinada pelo valor da energia cinética extraída pelo pêndulo no processo de quebrar o corpo de prova. A configuração do ensaio requer montar uma extremidade do corpo de prova no martelo e a outra extremidade tem que ser presa dentro de um membro transversal, que viaja junto com o pêndulo até o instante do impacto. Desde que a base da máquina seja rígida o suficiente para evitar vibrações, a energia perdida pelo ressalto da travessa na direção oposta pode ser facilmente calculada.

A segunda configuração de ensaio é uma configuração de corpo de prova na base (método A da ISO 8256). O corpo de prova é fixado em uma morsa de corpo de prova suportada pela estrutura do pêndulo e é quebrado pelo impacto entre o pêndulo e o membro transversal, que é sempre fixado na outra extremidade do corpo de prova.

A figura a seguir ilustra a configuração de impacto de corpo de prova na base mais comum.

Diagrama do glossário do ensaio de impacto de tração

As energias do martelo estão disponíveis de 0,5 a 50 J (0,37 a 36,9 ft-lbs), dependendo do tipo de ensaio e das velocidades de impacto de 2,9 m/s e 3,8 m/s. O ensaio de impacto de tração introduz a taxa de deformação como uma variável de ensaio importante e muitos pesquisadores demonstraram que os resultados do ensaio de impacto de tração se correlacionam melhor com as falhas reais em campo do que a análise do ensaio de impacto Izod ou Charpy.

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Transdutor


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Ensaio de impacto de tração com máquina de ensaio de impacto de pêndulo

O que é um ensaio de impacto de pêndulo de tração?

Um método de ensaio para determinar a energia necessária para fraturar um corpo de prova sob carregamento de tração por choque. Tipicamente executado em uma máquina de ensaio de pêndulo, o ensaio de resistência ao impacto de tração foi originalmente desenvolvido para superar as deficiências do ensaio de impacto flexural (Izod e Charpy). Todas as variáveis de ensaio que têm um alto efeito sobre os resultados, como sensibilidade ao entalhe, fator de arremesso e espessura do corpo de prova, são eliminadas no ensaio de impacto de tração. Este ensaio, ao contrário dos tipos Izod e Charpy, que são limitados apenas a corpos de prova espessos, permite determinar a resistência ao impacto de corpos de prova muito finos e flexíveis.

Como é realizado um ensaio de impacto de pêndulo de tração?

Existem duas configurações de ensaio diferentes. Uma consiste em um tipo de configuração de corpo de prova na cabeça (método B da ISO 8256), onde o corpo de prova é fixado diretamente ao martelo do pêndulo. A energia para quebrar por impacto é determinada pelo valor da energia cinética extraída pelo pêndulo no processo de quebrar o corpo de prova. A configuração do ensaio requer montar uma extremidade do corpo de prova no martelo e a outra extremidade tem que ser presa dentro de um membro transversal, que viaja junto com o pêndulo até o instante do impacto. Desde que a base da máquina seja rígida o suficiente para evitar vibrações, a energia perdida pelo ressalto da travessa na direção oposta pode ser facilmente calculada.

A segunda configuração de ensaio é uma configuração de corpo de prova na base (método A da ISO 8256). O corpo de prova é fixado em uma morsa de corpo de prova suportada pela estrutura do pêndulo e é quebrado pelo impacto entre o pêndulo e o membro transversal, que é sempre fixado na outra extremidade do corpo de prova.

A figura a seguir ilustra a configuração de impacto de corpo de prova na base mais comum.

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Tensão real


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O que é um ensaio de impacto de pêndulo de tração?

Um método de ensaio para determinar a energia necessária para fraturar um corpo de prova sob carregamento de tração por choque. Tipicamente executado em uma máquina de ensaio de pêndulo, o ensaio de resistência ao impacto de tração foi originalmente desenvolvido para superar as deficiências do ensaio de impacto flexural (Izod e Charpy). Todas as variáveis de ensaio que têm um alto efeito sobre os resultados, como sensibilidade ao entalhe, fator de arremesso e espessura do corpo de prova, são eliminadas no ensaio de impacto de tração. Este ensaio, ao contrário dos tipos Izod e Charpy, que são limitados apenas a corpos de prova espessos, permite determinar a resistência ao impacto de corpos de prova muito finos e flexíveis.

Como é realizado um ensaio de impacto de pêndulo de tração?

Existem duas configurações de ensaio diferentes. Uma consiste em um tipo de configuração de corpo de prova na cabeça (método B da ISO 8256), onde o corpo de prova é fixado diretamente ao martelo do pêndulo. A energia para quebrar por impacto é determinada pelo valor da energia cinética extraída pelo pêndulo no processo de quebrar o corpo de prova. A configuração do ensaio requer montar uma extremidade do corpo de prova no martelo e a outra extremidade tem que ser presa dentro de um membro transversal, que viaja junto com o pêndulo até o instante do impacto. Desde que a base da máquina seja rígida o suficiente para evitar vibrações, a energia perdida pelo ressalto da travessa na direção oposta pode ser facilmente calculada.

A segunda configuração de ensaio é uma configuração de corpo de prova na base (método A da ISO 8256). O corpo de prova é fixado em uma morsa de corpo de prova suportada pela estrutura do pêndulo e é quebrado pelo impacto entre o pêndulo e o membro transversal, que é sempre fixado na outra extremidade do corpo de prova.

A figura a seguir ilustra a configuração de impacto de corpo de prova na base mais comum.

Diagrama do glossário do ensaio de impacto de tração

As energias do martelo estão disponíveis de 0,5 a 50 J (0,37 a 36,9 ft-lbs), dependendo do tipo de ensaio e das velocidades de impacto de 2,9 m/s e 3,8 m/s. O ensaio de impacto de tração introduz a taxa de deformação como uma variável de ensaio importante e muitos pesquisadores demonstraram que os resultados do ensaio de impacto de tração se correlacionam melhor com as falhas reais em campo do que a análise do ensaio de impacto Izod ou Charpy.

Tempo até a Ruptura


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