Máquinas de ensaio de tração
Um equipamento para ensaio de tração ou uma máquina para ensaio de tração são utilizados para determinar a resistência e o comportamento de deformação de um material até a ruptura. A seleção da máquina correta para o ensaio de tração depende do material que será testado e da norma que deve ser observada.
O que é uma máquina para ensaio de tração Tipos de máquinas para ensaio de tração Vídeo: zwickiLine Componentes típicos Ensaio de tração automatizado O que é um ensaio de tração? Exemplos de aplicação Normas Seleção do equipamento certo
Outras informações referentes ao ensaio de tração:
Generalidades ISO 527 ASTM D638 ISO 6892 ISO 6892-2 ASTM E8 ASTM E21
O que é uma máquina para ensaio de tração?
Uma máquina para ensaio de tração, também chamada de equipamento para ensaio de tração ou máquina universal para ensaios (UPM), é um sistema de ensaio eletromecânico que aplica uma força de tração sobre um material para determinar a resistência à tração e o comportamento de deformação até a ruptura.
Uma máquina típica para ensaio de tração consiste de uma célula de carga, uma travessa, um extensômetro (strain gauge), garras, eletrônica e um sistema de acionamento. Ela é controlada por um software de ensaios o qual define as configurações da máquina e as configurações de segurança e armazena os parâmetros de ensaio das normas de de ensaio como por ex. ASTM e ISO. A força exercida sobre a máquina e a deformação da amostra são registradas durante todo o ensaio. A medição da força necessária para deformar ou esticar um material até a deformação permanente ou até a ruptura fornece ajuda aos construtores e fabricantes na previsão do comportamento de materiais quando são utilizados para a finalidade prevista.
As máquinas para ensaio de tração da ZwickRoell, inclusive a zwickiLine, ProLine, AllroundLine e a Série E, foram projetadas especialmente para os requisitos dos clientes quanto à capacidade de ensaio, tipos de materiais, aplicações e normas industriais como por ex. ASTM E8 para metais, ASTM D638 para plásticos, ASTM D412 para elastômeros e muito mais. Além da segurança e confiabilidade do sistema geral, a ZwickRoell destaca no desenvolvimento e na construção de cada uma das máquinas para ensaios de tração especialmente:
- Um alto grau de flexibilidade com facilidade operacional
- Adaptações fáceis aos requisitos específicos de clientes e normas
- Opções de ampliação duradouras para poder crescer junto com os requisitos dos clientes
Vídeo: máquina para ensaio de tração zwickiLine
zwickiLine - a máquina universal para ensaios com forças de ensaio baixas de até 5 kN
- Montagem sobre a mesa e transporte fácil
- Potente, flexível e boa relação custo/benefício
- Aplicações típicas são ensaios de resistência à tração para o monitoramento da produção, controle da entrada de mercadorias, qualidade assegurada assim como demonstração e ensino em universidades ou outras instituições acadêmicas.
Quais são os componentes típicos de uma máquina para ensaio de tração?
- CÉLULA DE CARGA (1)
A célula de carga converte a força de tração em sinal elétrico mensurável. As células de carga ZwickRoell garantem não somente a alta qualidade do produto, mas também a compatibilidade perfeita com todos nossos componentes de máquina. - EXTENSÔMETRO (2)
Um strain gauge ou extensômetro é um equipamento de medição de deformação que realiza a medição da deformação de uma amostra, também conhecida como medição de deformação. Quase todas as normas para ensaio de tração como por ex. ASTM e ISO exigem uma medição de deformação. - GARRAS (3)
As garras constituem a conexão mecânica entre a amostra e a máquina para ensaio de tração. Sua função é a transmissão do movimento da travessa à amostra e a transmissão da força de ensaio gerada na amostra à célula de carga. - TRAVESSA MÓVEL (4)
A travessa móvel é basicamente uma travessa guiada de modo que ela se desloca para cima ou para baixo. No ensaio de tração a velocidade da travessa da máquina para ensaios de materiais está diretamente relacionada à taxa de deformação na amostra. - ELETRÔNICA (5)
A eletrônica comanda as partes móveis da máquina de ensaio de tração. A velocidade da travessa e, portanto, a taxa de carga podem ser controladas por um micro-processador no servo-regulador (motor, dispositivo de retorno e regulador). - SOFTWARE (7)
Nosso software de ensaios é uma solução baseada em Windows de uso extremamente fácil para o usuário e controlado por assistente, a qual permite aos usuários a preparação do sistema de ensaio, a configuração e execução de ensaios e a exibição dos resultados. - SISTEMA DE ACIONAMENTO (6)
O sistema de acionamento fornece ao motor da máquina de ensaio de tração força de diferente intensidade e frequência e comando dessa forma indiretamente a rotação do motor e o torque.
Todos os componentes de uma máquina de ensaio de tração ZwickRoell foram projetados de modo que seu funcionamento perfeito em conjunto é garantido.
Ensaio de tração automatizado
Para ensaios de tração automatizados a máquina para ensaios de materiais é suplementada por um sistema robotizado de ensaios o qual retira amostras de um magazine e as insere nas garras da máquina. Adicionalmente uma leitora de códigos 2D, um dispositivo de medição da seção transversal ou, dependendo do ensaio, um durômetro ou um sistema de medição da aspereza podem ser conectados. A destinação final dos restos de amostra também é feita pelo sistema de ensaio de tração automático.
As vantagens de sistemas robotizados de ensaios existem para grandes e para pequenas séries de ensaio:
- Até agora, o ensaio de tração automatizado tem sido utilizado principalmente por laboratórios com alta demanda por amostras. O sistema de ensaio de tração totalmente automático pode ser utilizado, sem a presença de um operador, nos turnos noturnos e em finais de semana, em jornadas de 24 horas e de alta eficiência constante.
- O sistema de ensaio de tração automatizado compensa já com séries de ensaio pequenas a partir de aprox. 10 amostras. Com a utilização de um sistema robotizado de ensaio simples para ensaios de tração colaboradores qualificados do laboratório são liberados de funções de rotina e, portanto, disponíveis para tarefas mais complexas.
O ensaio de tração totalmente automático impede influências subjetivas do operador, como por ex. o calor das mãos ou a fixação torta da amostra sobre o arranjo de ensaio e amostra. Isso permite alto grau de exatidão e reprodutibilidade, o que fornece uma melhoria significativa da qualidade dos resultados de ensaio.
A ZwickRoell é uma empresa líder mundial no ensaio de materiais e oferece alto grau de conhecimento técnico no âmbito de ensaio de tração automatizado. Nós entregamos mais de 600 sistemas de ensaios automatizados no mundo inteiro e continuamos a instalar aprox. 40 sistemas por ano. Nós nos orgulhamos de nossa capacidade de encontrarmos a solução de ensaio adequada para os requisitos operacionais específicos de cada cliente e de oferecermos soluções customizadas as quais são acompanhadas por parcerias de serviço e de suporte de longo prazo.
Para maiores informações sobre a solução de ensaio robotizado de tração para suas tarefas de ensaio entre em contato com nossa equipe.
O que é um ensaio de tração?
Um ensaio de tração e um método de ensaio por meio do qual é constatado como um material reage à aplicação de uma força (tração). As características de medição direta na execução de um ensaio de tração são resistência à tração, deformação máxima e a estricção de ruptura. Estas medições também permitem a determinação das seguintes características: Módulo de elasticidade (módulo de Young), deformação (fator de Poisson), limite de escoamento e características de solidificação.
- Resistência à tração - a tensão de tração mecânica máxima suportada por um material antes de sofrer a ruptura
- Deformação máxima - a máxima deformação suportada por um material antes de falhar
- Estricção de ruptura - comparação da seção transversal inicial de uma amostra com a menor seção transversal da mesma amostra após a ruptura completa. Isto é um indicador da deformação de um material quando exposto à tração.
- Módulo de elasticidade - basicamente a rigidez de um material Ele indica a facilidade de flexão ou de deformação de um material:
- Módulo de elasticidade = tensão/deformação
- Tensão = força/região da seção transversal
- Deformação = variação do comprimento/comprimento original
- Fator de Poisson – a relação entre a variação da largura e a variação do comprimento em direção da força de escoamento
- Limite de escoamento – a tensão de tração máxima suportada por um material elástico antes de sofrer uma deformação permanente
- Características da solidificação a frio - a solidificação a frio (strain hardening) ocorre quando um material é deformado extrapolando o limite de escoamento A solidificação a frio aumenta a resistência mecânica e a dureza, porém diminui a maleabilidade. Os fabricantes podem aproveitar estas informações para determinar o material o qual atende aos requisitos quanto à maleabilidade e simultaneamente apresenta a máxima resistência possível.
Os dados obtidos em um ensaio de tração podem ser registrados em um diagrama para gerar uma curva tensão-deformação.
O diagrama tensão-deformação representa uma curva de alta solidificação (1) e com solidificação muito baixa (2) após o limite de escoamento.
Fabricantes de todos os segmentos industriais, desde plásticos e materiais compostos passando pelas indústrias de automóveis, produtos alimentícios e bebidas até a indústria fortemente regulamentada de produtos médicos e farmacêuticos utilizam equipamentos de ensaio de tração para execução de ensaios rotineiros do segmento industrial para a medição exata das propriedades características de seus materiais, e para assegurar a observância de normas e, em fim, garantir a qualidade e segurança de seus produtos.
Exemplos de aplicação do ensaio de tração:
- Embalagens de plástico - uma força de tração é aplicada sobre uma amostra de plástico para permitir aos fabricantes a determinação das características de proteção do plástico quando exposto a estas forças de tração, como ocorrem por ex. nos processos de expedição.
- Aço para concreto - ensaios de tração em amostras metálicas são realizados para determinação de diferentes características mecânicas como por ex. limite de escoamento, resistência à tração, deformação e estricção de ruptura para permitir aos fabricantes não somente o atendimento às especificações qualidade e alto desempenho estabelecidas, mas também a observância das normas industriais para fins de assegurar que os produtos possam ser comercializados com segurança.
- Compostos de borracha para utilização em pneus - a deformação e a resistência à tração de borracha para pneus são testadas para fins de controle da qualidade para evitar danos dos pneus como por ex. desprendimento da banda de rodagem e pneus estourados.
Normas gerais para ensaio de resistência à tração
ASTM e ISO são duas normas frequentemente aplicadas no ensaio de materiais. A seguir algumas das normas mais frequentes para o ensaio de resistência à tração:
- Metal - ASTM E8 / ASTM E21 / ISO 6892-1 / ISO 6892-2
- Plásticos - ASTM D638 / ISO 527-2
- Borracha e elastômeros - ASTM D412 / ISO 37
- Materiais compósitos de fibra (Compósitos) - ASTM D3039 / ISO 527-4/-5
O que deve ser observado na escolha de uma máquina para ensaios?
Além da qualidade, da confiabilidade dos resultados de ensaio, dos custos e da aplicação existem ainda muitos outros fatores que devem ser observados na escolha de seu equipamento:
- Flexibilidade - a possibilidade de testar um amplo portfólio de materiais em uma grande faixa de carga, a integração e a troca simples entre acessórios especialmente desenvolvidos para determinadas normas industriais, tipos de materiais e aplicações, a opção para usar a máquina com ou sem PC e a modularidade mecânica que permite a expansão e adaptação de sua máquina com muitas ferramentas de ensaio e garras disponíveis - todos eles contribuem à flexibilidade geral de sua máquina para ensaios de materiais.
- Segurança - a segurança de sua máquina para ensaios é de importância decisiva e vai da implementação de características de segurança físicas como por ex. portas de segurança externas, revestimentos de proteção, travas de segurança e chaves fim de curso até o monitoramento do sistema por software e o gerenciamento de usuários. A ZwickRoell dá maior valor à segurança das pessoas e da máquina no desenvolvimento dos sistemas de ensaio.
- Facilidade de operação - a chave é a seleção de um sistema se ensaio sofisticado quanto à estrutura e à operabilidade o qual, simultaneamente, permite os operadores a instalação fácil de dispositivos de ensaio, a preparação de configurações de ensaio, a implementação de programas de ensaio, a execução de ensaios e a avaliação dos resultados.
- Capacidade de adaptação - as necessidades do mercado e os requisitos de normas estão em desenvolvimento contínuo. Quando você escolhe uma máquina para ensaios de tração e de compressão, você deve verificar se sua máquina universal para ensaios consegue adaptar-se às respectivas modificações - desde os acessórios e os dispositivos até a eletrônica e os programas de software.
- Software - O software de ensaios visa facilitar o processo de ensaio para o operador e assegurar configurações de ensaio uniformes e em conformidade com as normas. Nosso software de ensaio foi desenvolvido de forma orientada ao usuário e visando o processo de trabalho no laboratório.
- Biblioteca de normas: nosso software de ensaios contém mais de 600 normas de ensaios padrão as quais permitem selecionar o programa adequado para sua norma, o que simplifica a preparação e configuração do ensaio e, em fim, traz uma economia em termos de tempo e esforços e diminui a suscetibilidade a falhas. Para ensaios os quais extrapolam as normas ou para a possibilidade de livremente configurar a sequência de ensaio de sua máquina nosso software oferece programas de ensaio master prontos.
- Assistente Inteligente - um assistente inteligente leva o usuário pela configuração de ensaio. As informações são automaticamente verificadas quanto à plausibilidade.
- Avaliação de dados - seja de forma fácil ou individual, nosso software permite a definição de relatórios com opções praticamente ilimitadas, em conjunto com as opções de armazenar, exportar e imprimir.
- Automatização - a utilização de automatização no ensaio de materiais se torna cada vez mais importante, visto que já mínimas falhas poderão modificar os resultados de ensaio. A ZwickRoell oferece um amplo portfólio de opções para automatização no ensaio de materiais. Os sistemas de ensaio vão da automatização eficiente de ensaios de pequenas séries com a participação de robôs no laboratório até laboratórios de ensaio totalmente automáticos de funcionamento contínuo.
- Atendimento e serviços - A ZwickRoell oferece serviços e suporte customizados sobre todo o ciclo de vida de nossas máquinas para ensaios. Nós oferecemos serviços de calibragem competentes, manutenção preventiva e inspeção, treinamentos, transferência de máquinas para outras localidades, serviços de qualificação, hotline e atendimento a clientes assim como disponibilidade garantida de peças de reposição durante no mínimo 10 anos após o fim de linha de um produto.
- Estabilidade da empresa - A história da ZwickRoell começou há mais de 160 anos. Nós estamos orgulhos de podermos contar com uma base sólida de 187 especialistas em produtos e setores industriais, 347 colaboradores de serviço e 80.000.000 ensaios realizados por nossas máquinas anualmente.
Perguntas frequentes
Uma máquina para ensaio de tração, também chamada de equipamento para ensaio de tração ou máquina universal para ensaios (UPM), é um sistema de ensaio eletromecânico que aplica uma força de tração sobre um material para determinar a resistência à tração e o comportamento de deformação até a ruptura.
Para o ensaio de resistência à tração é utilizada uma máquina para ensaio de tração (equipamento para ensaio de tração) ou uma máquina de ensaios universal ou máquina de ensaios. Esse sistema de ensaio eletromecânico exerce força e deformação controladas sobre um material e mede a força necessária para deformar ou alongar um material até a deformação permanente ou até a ruptura.
Primeiramente a amostra é fixada nos mordentes da máquina de ensaios universal. Na sequência, a amostra é alongada uniformemente até a ruptura. Durante todo o ensaio é feita a medição da deformação e da força de tração as quais serão registradas e avaliadas.
