O que importa no ensaio de flexão
Plásticos e seus compósitos são verificados por meio de ensaios de flexão ou são comparados entre si. Para tal, os ensaios de flexão oferecem um método de ensaio seguro com um arranjo de ensaio relativamente simples. Eles são utilizados para determinação do comportamento tensão-deformação de um material na faixa de baixa deformação de amostras.
O resultado típico é o módulo de flexão, mas também medições de pontos de escoamento, de tensões máximas de flexão ou deformações de flexão-ruptura em materiais de pouca ductilidade podem ser realizadas. A medição direta da deflexão com um transdutor de deslocamento representa a forma de medição mais exata a qual leva, de forma confiável, a resultados de ensaio corretos.
Por que a medição exata da seção transversal é tão importante para o ensaio de flexão?
A determinação das dimensões da amostra, especialmente da espessura da amostra, possui importância especial uma vez que a espessura da amostra é considerada de forma quadrática no cálculo das tensões de flexão. Um erro de medição de apenas 0,1 mm já provoca um erro de aprox. 5 % no cálculo das tensões de flexão. Portanto, a medição exata da seção transversal é relevante para resultados confiáveis.
Por que o a centralização exata dos apoios de flexão, do indentador e da amostra deve ser observada no ensaio de flexão?
A centralização insuficiente do dispositivo de flexão se manifesta frequentemente por meio de um assim chamado pé de curva, ou seja, um início não linear do diagrama tensão-deformação. Referido pé de curva deve ser evitado sem falta uma vez que ele causa erros na medição do módulo de flexão.
Para a centralização otimizada estão disponíveis diferentes meios auxiliares. Um calibrador adequado permite por ex. o ajuste rápido e seguro da distância entre apoios e da centralização.
Qual é o impacto da indentação do material por cutelo e apoio sobre os resultados de ensaio?
Nos pontos de apoio e na região do ou dos cutelos de flexão ocorre uma indentação a qual depende da dureza do material, do tamanho da força atuante e do raio do cutelo do apoio. Quando a medição da deflexão é feita por meio do movimento do cutelo de flexão em relação aos apoios, a indentação aparentemente aumenta a deflexão medida e normalmente não pode ser compensada por meio de correção da rigidez. Por meio da utilização de um transdutor de deslocamento posicionado de forma centralizada a indentação do cutelo de flexão será compensada.
O que o transdutor de deslocamento oferece na medição da deflexão?
A medição direta da deflexão com um transdutor de deslocamento representa a forma de medição mais exata a qual leva, de forma confiável, a resultados de ensaio corretos.
Este arranjo de ensaio é necessário no método Tipo 2 conforme ASTM D 790 e também para medições corretas e exatas conforme ISO 178. É o caso por ex. quando fichas de dados precisam ser geradas ou quando comparações entre diferentes laboratórios são feitas.
De forma alternativa, as normas fornecem cenários para simples tarefas de qualidade assegurada nas quais a medição de deslocamento da travessa é permitida.
O que deve ser observado na utilização de um transdutor de deslocamento?
A influência mínima do transdutor de deslocamento sobre o ensaio é um fator importante para obter resultados confiáveis. Os transdutores de deslocamento ZwickRoell T15, T25 e T50 permitem resultados confiáveis em virtude da montagem fixa, da centralização e do rastreamento axial exatos e do aumento insignificativo da força de contato a qual não influencia a execução do ensaio e os resultados.
Também influências de deformação da estrutura mecânica e da célula de carga devem ser excluídas. Os transdutores de deslocamento ZwickRoell evitam essas influências em virtude da montagem diretamente na mesa de flexão.
Os transdutores de deslocamento alcançam alta acuracidade de medição, independentemente da temperatura de ensaio. É que as divergências de acuracidade em decorrência da temperatura serão automaticamente compensadas em todas as máquinas para ensaios de materiais da ZwickRoell.
Quais resultados são obtidos por meio do ensaio de flexão?
O ensaio de flexão fornece uma curva tensão-deformação e diferentes valores característicos como módulo de flexão, ponto de escoamento e, se for o caso, o ponto de ruptura. As normas distinguem normalmente os trés tipos de curvas a, b e c e disponibilizam a avaliação adequada, respectivamente.
Para todos os tipos de curvas pode ser determinado um módulo de flexão. Conforme ISO 178 a medição é feita em limites definidos entre 0,05 % e 0,25 % de deformação por flexão. A ASTM D 790 define a medição de módulo como secante (chord modulus) ou como tangente.
Outros resultados são a tensão de flexão máxima, a tensão flexão-ruptura, a deformação flexão-ruptura, a deformação com tensão de flexão máxima e, se for o caso, a tensão de flexão no limite de flexão definido.
Como a medição de tensão de flexão e deformação de flexão se distingue em comparação ao ensaio de tração?
Diferentemente do ensaio de tração, as tensões de flexão não podem ser determinadas simplesmente a partir da relação entre a força e a superfície da seção transversal. A deflexão aplicada sobre a amostra gera momentos de flexão e forças de cisalhamento. O momento de flexão aumenta de forma constante entre o apoio e o cutelo, enquanto as forças de cisalhamento permanecem estáveis nesse segmento. No ensaio de flexão de 3 pontos o momento de flexão máximo ocorre diretamente debaixo do cutelo. No ensaio de flexão de 4 pontos um momento de flexão constante surge entre os cutelos. Esse segmento permanece livre de tensão de cisalhamento, o que é uma vantagem desse método para materiais de baixa resistência ao cisalhamento.
