Explorando propriedades mecânicas de materiais sob cargas estáticas

Explorando propriedades mecânicas de materiais sob cargas estáticas

1. Teste de compressão

1.1 Visão geral

O Teste de Compressão é um método utilizado para determinar as propriedades mecânicas de materiais sob pressão axial estática. É uma das técnicas fundamentais para avaliar as propriedades mecânicas dos materiais.

O teste é usado principalmente para medir o limite de escoamento de metais sob compressão uniaxial à temperatura ambiente e a resistência à compressão de materiais frágeis.

Compressibilidade é definida como a capacidade de um material de resistir à deformação e danos sob tensão de compressão.

Na engenharia, muitos componentes estão sujeitos a cargas de compressão, como colunas em grandes estruturas, suportes de guindastes e parafusos de compressão em laminadores de aço. Portanto, as matérias-primas utilizadas nestes componentes devem passar por testes de compressão para garantir sua adequação.

1.2 Conceito

Resistência ao escoamento à compressão: Esta é a tensão na qual um material metálico apresenta escoamento durante um teste de compressão, caracterizado por deformação contínua sem aumento na força.

Resistência ao escoamento compressivo superior: Esta é a tensão de compressão mais alta experimentada pela amostra antes que haja uma queda na força devido ao escoamento.

Menor resistência ao escoamento à compressão: Esta é a tensão de compressão mínima experimentada durante o período de escoamento, excluindo quaisquer efeitos instantâneos.

Resistência à tração: Para materiais frágeis, esta é a tensão de compressão máxima experimentada pela amostra durante a compressão até a falha.

Módulo Elástico Compressivo: Esta é a razão entre a tensão de compressão axial e a deformação axial dentro da faixa onde há uma relação linear proporcional entre a tensão de compressão axial e a deformação axial durante o teste.

1.3 Equipamentos, instrumentos e amostras de teste

Equipamentos e Instrumentos: Os seguintes equipamentos e instrumentos são necessários para um teste de compressão:

  • Uma máquina universal de testes para materiais.
  • Um paquímetro Vernier para medição precisa.

Os corpos de prova de compressão utilizados no ensaio são geralmente de formato cilíndrico, com seções transversais circulares ou quadradas.

Durante o teste de compressão, o atrito entre as duas extremidades da amostra e o penetrador da máquina de teste pode restringir a deformação lateral da amostra. Quanto mais curto for o corpo de prova, maior será a influência desta restrição. No entanto, se a amostra for muito longa, pode facilmente resultar em flexão longitudinal e instabilidade.

Curva de ângulo de torque-torção

Método de carregamento passo a passo:

Dentro da faixa da seção reta elástica, a amostra deve ser carregada com um mínimo de cinco torques iguais.

O torque e o ângulo de torção correspondente em cada estágio devem ser registrados. O incremento médio do ângulo de torção para cada estágio deve ser calculado e o módulo de cisalhamento (G) deve ser calculado usando a fórmula do método gráfico.

(2) Determinação da resistência à torção não proporcional especificada

A curva torque-ângulo de torção é registrada usando um método de registro automático.

O eixo do ângulo de torção cruzada do segmento de linha reta elástica na curva é estendido até o ponto O. O segmento OC é interceptado e uma linha paralela CA é traçada do segmento de linha reta elástica através do ponto C até o ponto A. O torque correspondente para o ponto A é Tp.

Testador de dureza Shore

Requisitos de amostra:

Para que a amostra seja testada, os seguintes requisitos devem ser atendidos:

  • A massa da amostra deve ser de pelo menos 0,1kg e a espessura geralmente deve ser superior a 10mm.
  • A área de teste da amostra deve ser a maior possível.
  • A superfície deve estar livre de incrustações de óxido e sujeira estranha e não deve ser magnética.

Método de representação:

O valor da dureza é representado da seguinte forma:

  • O número antes de HS indica o valor da dureza.
  • O número após HS indica o tipo de escala de dureza.
    • 45HSC significa que o valor de dureza medido por um testador de dureza tipo C é 45.
    • 45HSD significa que o valor de dureza medido por um testador de dureza tipo D é 45.

Vantagens:

  • Operação simples e alta eficiência
  • Após o teste, quase não há recuo e o teste pode ser realizado no produto acabado.

Desvantagens:

  • Baixa precisão de medição
  • Fraca repetibilidade
  • Não é adequado para testes com requisitos de alta precisão.

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