Ensaio de materiais
O ensaio de material não destrutivo e destrutivo examina a resistência mecânica de um material até que ele se quebre ou atinja uma determinada deformação. Os ensaios podem ser realizados em diferentes condições ambientais.
O ensaio de materiais fornece por meio dos valores característicos do material uma descrição inequívoca quanto às propriedades do material e, dessa forma, torna os materiais comparáveis.
O ensaio de materiais não é feito somente em institutos de pesquisa, também empresas obtêm por meio do ensaio de materiais conhecimentos valiosos para o desenvolvimento de novos produtos ou também para a melhoria de produtos existentes.
Visão geral dos tipos de ensaio Ensaios destrutivos de materiais Ensaios não destrutivos de materiais
Máquinas de ensaio de materiais estáticos Máquinas para ensaios dinâmicos de materiais
Os métodos de ensaio padronizados (por exemplo, ASTM e ISO) desempenham um papel central nos ensaios de materiais mecânicos e de componentes e são reconhecidos mundialmente para garantir a qualidade e a segurança em vários setores. Eles fornecem especificações precisas para procedimentos de ensaio, condições de ensaio e equipamentos de ensaio:
Método de ensaio do ensaio de materiais
Existem diferentes métodos de ensaio que podem ser aplicados no ensaio de materiais:
- No ensaio (quase) estático e/ou ensaio de materiais estático a carga atua sobre a amostra de forma lenta e constante. No ensaio de materiais estático é determinado o comportamento de resistência e de deformação de amostras e componentes os quais para tal são principalmente expostos a estresses causados por tração, pressão e flexão, mas também por cisalhamento ou torção. O ensaio de materiais estático é realizado, em comparação ao ensaio de materiais dinâmico, a velocidades de ensaio menores.
- No ensaio dinâmico a amostra é exposta ao estresse causado por impacto ou o estresse atua sobre a amostra periodicamente por tempo prolongado. O termo ensaio de materiais dinâmico se refere ao ensaio (destrutivo) de materiais ou componentes executado com movimento rápido (dinâmico). Exemplos são pêndulos de impacto, drop weights, ensaios de alta velocidade (ensaios de punção e/ou de rasgar rapidamente).
- Ensaio de materiais cíclico/ensaio de fadiga: No ensaio cíclico de materiais a amostra é exposta ao estresse em ciclos de estresse recorrentes. Esses ciclos de estresse (= ciclos) podem ser, dependendo da máquina, tração/pressão crescente ou carga alternada em forma sinusoidal, triangular, etc.
Ensaio de materiais destrutivo
Nos ensaios destrutivos de materiais, amostras aleatórias são retiradas de um material e analisadas quanto a tensões mecânicas ou químicas. A amostra será destruída ou (superficialmente) modificada. Após o ensaio, o componente e/ou a amostra de material testados não podem ser reutilizados.
Os ensaios destrutivos de materiais desempenham um papel particularmente importante nos setores automotivo e aeroespacial, pois a fadiga de materiais representa um fator de risco muito alto. Porém, na engenharia médica o ensaio de materiais e de componentes também se tornou indispensável.
Na maioria dos métodos de ensaio a amostra é destruída:
- Ensaio de tração
- Ensaio de compressão / ensaio de recalque
- Ensaio de flexão
- Ensaio de fadiga
- Mecânica da fratura
- Teste de impacto
- Ensaio de queda
- Ensaio de índice de fusão: Medição de MFR & MVR em plásticos
- Ensaio de tração em alta velocidade
- Processo de ensaio da deformação de chapas
- Ensaio de cisalhamento
- Ensaio biaxial
- Ensaio de fluência
Ensaio de materiais não destrutivo
No ensaio não destrutivo (NDT), a qualidade de uma peça de trabalho é ensaiada sem danificá-la. Dessa forma é possível assegurar que o material possua no processamento subsequente a qualidade suficiente e consegue resistir aos estresses de forma segura e duradoura.
Métodos de ensaio não destrutivos são:
Exemplos de aplicação para o ensaio de materiais não destrutivo
Filme
O ensaio de atrito estático e de atrito dinâmico faz parte dos ensaios de materiais não destrutivos.
Espuma
A medição da dureza de indentação é feita em uma amostra de espuma.
Frasco pulverizador
Ensaio funcional não destrutivo em um frasco pulverizador
Componentes de uma máquina para o ensaio de materiais
Por princípio, todas as máquinas para ensaio de materiais possuem componentes comparáveis. Na estrutura mecânica são adaptados todos os componentes possíveis:
Eletrônicos Suporte de amostras Extensômetro Transdutor de força Software de ensaio
Métodos de ensaio padronizados em ensaios de materiais mecânicos
O ensaio de materiais inclui diferentes métodos de ensaio com os quais o comportamento e os valores característicos de amostras de material normalizadas ou de componentes acabados (ensaio de componentes) são determinados sob estresses mecânicos, térmicos ou químicos. Os requisitos para os métodos de ensaio diferem nos diversos setores e são definidos principalmente nas normas ISO e Padrões ASTM, mas também em normas específicas do setor e normas de fábrica dos fabricantes.
Aqui você encontrará uma visão geral dos métodos de ensaios padronizados importantes em ensaios mecânicos e ensaios de componentes:
| Short description | Standards |
|---|---|
| Hidrogênio e Metal | KIH-Test |
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| Compostos e plásticos | ensaio de compressão (carga final) |
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| Indústria médica | Salas limpas |
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| Papel e papelão | ensaio de flexão / qualidade do vinco |
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| Metal | Fadiga termomecânica (TMF) |
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| Auto-injetores |
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| Indústria médica | Conexão Luer/Luer-Lock - substituída pela ISO 80369 |
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| Plástico | Ensaio de tração |
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| Plástico | Filmes | Ensaio de tração |
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| Indústria médica | Ensaio de máscaras faciais |
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| Plástico | Tubos | Rigidez do anel / Flexibilidade do anel |
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| Materiais de construção | Vidro e telhas | Ensaio de flexão |
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| Papel | Tissue | Resistência à ruptura / ensaio de perfuração |
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| Metal | Chapas | Ensaio de embutimento conforme Erichsen & Olsen |
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| Metal | Chapa metálica | Ensaio de formabilidade tipo copinho, Ensaio de orelha |
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| Metal | Chapa metálica | Ensaio de formabilidade tipo copinho, sensibilidade à trinca de borda |
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| Plásticos | Elastômeros | Ensaio de tração |
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| Têxtil | Fios, fios simples, fios retorcidos | Ensaios de tração |
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| Ensaio de tração do metal (temperatura ambiente) |
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| Ensaio de compressão com introdução de força via cisalhamento |
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| Metal | Tubos | Ensaio de tração em anel |
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| Metal | Tubos | Ensaio de dobramento de anel |
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| Hidrogênio & Metal | Falha de material devido à fragilização por hidrogênio |
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| Plástico | Ensaio de tração |
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| Metal | Espécimes | Ensaio de tração |
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| Metal | Tubos | Ensaio de expansão |
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| Hidrogênio & Metal | Fragilidade por hidrogênio Aço no processo de revestimento |
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| Compósitos | Ensaio de compressão (carga combinada) |
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| Metal | Tubos | Ensaio de alargamento |
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| Compósitos | Ensaios de compressão de entalhe (OHC, FHC) |
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| Metal | Tubos | Ensaio de mandril de anel |
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| Ensaio de tração de metal (temperatura elevada) |
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| Compósitos | Ensaio de tração |
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| Compósitos | Ensaio de tração |
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| Ensaio de tração de metal (temperatura elevada) |
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| Resistência ao esmagamento de tiras de papel e papelão (ensaio S) |
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| Plástico | espuma flexível | padrão coletivo de vários ensaios |
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| Plástico | Filmes | Ensaio de tração |
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| Ensaio de tração do metal (temperatura ambiente) |
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| Plástico | Ensaio de tração em altas taxas de deformação (ensaio rápido de tração) |
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| Indústria médica | Implantes de quadril | Ensaio de fadiga da haste do quadril / resistência à fadiga do colo do quadril |
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| Indústria médica | Implantes de quadril | Ensaio de compressão/tensão de cabeças protéticas modulares |
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| Indústria médica | Implantes de quadril | Ensaio de deformação do copo acetabular |
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| Indústria médica | Implantes de quadril | Forças de remoção Copo acetabular - Liner |
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| Indústria médica | Implantes de quadril | Resistência à torção Cabeça do quadril - Colo do quadril |
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| Indústria médica | Implantes de quadril | Desmontagem da conexão do cone de força |
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| Indústria médica | Implantes de quadril | Resistência à fadiga de cabeças femorais de cerâmica |
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| Indústria médica | Implantes de quadril | Ensaio de fadiga de hastes metálicas de quadril |
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| Indústria médica | Implantes de joelho | Ensaio de fadiga do platô tibial |
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| Metal | Ensaios de Low Cycle Fatigue (LCF) |
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| Materiais de construção | Madeira | Ensaio de tração e flexão |
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| Papelão | Papelão ondulado | Resistência à flambagem |
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| Papel | Tissue | Ensaio de tração em condição seca |
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| Metal | Chapas | Ensaio de embutimento com curva de alteração de forma limite (FLC) |
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| Metal | Chapa metálica | Ensaio de formabilidade tipo copinho, Fukui |
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| Têxtil | Fios, fios simples, fios retorcidos | Ensaios de tração / Ensaio de adesão |
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| Indústria médica | Implantes espinhais | Ensaios estáticos e dinâmicos / Modelo de vertebrectomia |
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| Indústria médica | Implantes dentários | Ensaios de fadiga |
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| Indústria médica | Embalagem | Frasco com força de vedação residual (RSF) |
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| Indústria médica | Canetas de insulina e medicamentos | Ensaios de garantia de qualidade |
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| Metal | Dureza Rockwell |
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| Ensaio de resfriamento da extremidade (Ensaio Jominy) |
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| Plástico | espuma macia | dureza de compressão |
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| Plástico | espuma macia | dureza de indentação |
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| Ensaio de flexão de papel e papelão (2 pontos) |
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| Plástico | Tubos | Ensaio de ruptura por fluência |
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| Plástico | Resistência ao impacto Charpy |
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| Metal | Ensaio de fadiga por fadiga (Wöhler) |
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| Ensaio de flexão de papel e papelão (4 pontos) |
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| Papel | Tissue | Ensaio de tração em estado úmido |
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| Metal | Chapas | Ensaio de embutimento Bulge |
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| Têxtil | Ensaios em tecidos, tecidos revestidos, geotêxteis |
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| Indústria médica | Setor odontológico | Cerâmica de resistência à flexão |
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| Indústria médica | Cateter | Ensaio de tração |
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| Compósitos | Compressão após impacto (CAI) |
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| Indústria médica | Luvas de borracha | Ensaio de tração |
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| Indústria médica | Seringas pré-carregadas | Método de ensaio para avaliação da integridade e funcionalidade |
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| Plástico | Resistência ao impacto Izod |
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| Metal | Dureza Vickers |
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| Papel e cartão | Ensaio de colagem interna / Ensaio de tração Z |
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| Plástico | Filmes | Resistência à perfuração |
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| Plástico | Resistência ao impacto Izod |
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| Papelão | papelão ondulado | caixa e ensaio de esmagamento de empilhamento |
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| Metal | Chapas | Ensaio de embutimento VW |
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| Têxtil | Produtos acabados | Ensaios de tração |
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| Plásticos | Componentes | Ensaios Dynstat |
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| Plástico | espuma flexível | propriedades de tração |
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| Plástico | espuma flexível | resistência a rasgos |
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| Plástico | Ensaio de tração por impacto |
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| Compósitos | Ensaios de flexão |
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| Plástico | Tubos | Propriedades de tração |
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| Plásticos | Ensaio de perfuração em painéis de ensaio |
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| Plástico | Ensaio de flexão de 3 - pontos |
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| Plástico | Ensaio de flexão de 3 - pontos |
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| Metal | Dureza Brinell |
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| Metal | Ensaio de flexão |
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| Papel | Coeficiente de atrito |
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| Indústria médica | Implantes espinhais | Ensaios em implantes de corpos vertebrais |
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| Papelão | Papelão ondulado | Ensaio de esmagamento de borda (ensaio ECT) |
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| Indústria médica | Stents | Ensaio de pressão radial |
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| Plástico | Folhas | Coeficiente de atrito (COF) |
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| Indústria médica | Seringas | Força de deslizamento do pistão |
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| Metal | Chapa metálica | Valor r |
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| Plástico | espuma flexível | ensaio de fadiga |
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| Plástico | Tubos | Propagação de rachaduras |
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| Metal | Chapa metálica | Valor n |
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| Plástico | Índice de fluxo de fusão (MFR, MVR) |
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| Plástico | Índice de fluxo de fusão (MFR, MVR, FRR) |
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| Metal | Mecânica de fratura Crescimento de rachaduras da/dN |
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| Fator de intensidade de tensão crítica da mecânica da fratura do metal K1C |
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| Metal | Ensaio de impacto de barra entalhada Charpy |
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| Papelão | Papelão ondulado | Ensaio de esmagamento plano ( Ensaio FCT) |
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| Metal | Ensaio de impacto de barra entalhada Charpy e Izod |
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| Metal | Aço de reforço | Ensaio de tração, flexão e fadiga |
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| Metal | Aço de reforço | Ensaio de tração por cisalhamento |
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| Compósitos | Resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS) |
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| Metal | Aço de reforço | Ensaio de tração flexão e fadiga |
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| Metal | Parafusos | Ensaio de tração, carga de ensaio, impacto, dureza e torção |
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| Metal | Porcas | Carga de ensaio, dureza e ensaio de expansão |
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| Metal | Parafusos | Ensaio de fadiga |
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| Metal | Ensaio de queda de peso |
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| Metal | Dureza Leeb |
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| Indústria médica | Conexão Luer/Luer-Lock |
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| Plástico | Folhas | Coeficiente de atrito (COF) |
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| Metal | Dureza Profundidade de dureza da superfície (RHT), profundidade de endurecimento (DS) |
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| Plástico | fita adesiva | adesão / ensaio de remoção |
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| Metal Dureza Profundidade de dureza de nitretação (NHT) |
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| Papel | Ensaio de tração de extensão zero |
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| Metal | Dureza Profundidade de endurecimento (EHT/CHD) |
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| Metal | Dureza Vickers& Knoop |
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| Papelão | papelão ondulado | ensaio de impacto |
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| Plástico | espuma rígida | ensaio de compressão |
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| Compósitos | Resistência de juntas coladas ( ensaio de cisalhamento) |
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| Indústria médica | Placas ósseas | Resistência à flexão |
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| Plástico | Temperatura de deflexão térmica HDT |
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| Papel e papelão | Resistência à compressão / ensaio de curta duração (ensaio SCT) |
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| Papelão | papelão ondulado para serviço pesado | Ensaio de erupção |
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| Compósitos | Ensaio de cisalhamento (Ensaio de cisalhamento no plano) |
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| Indústria médica | Parafusos ósseos | Propriedades mecânicas |
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| Indústria médica | Cânulas e agulhas de injeção | Resistência à ruptura |
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| Plástico | Tubos | Vicat Temperatura de amolecimento |
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| Plástico | Temperatura de amolecimento Vicat VST |
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| Papel e papelão | ensaio de esmagamento de anel (ensaio RCT) |
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| Papelão | Cartão para caixas dobráveis | Vincos de ensaio |
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| Compósitos | Ensaios de cisalhamento com entalhe em V (Iosipescu e trilho com entalhe em V) |
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| Papel | Resistência à impressão plana / Ensaio de meio corrugado (ensaio CMT) |
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| Compósitos | Taxa de liberação de energia G |
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| Ensaio de dureza em plásticos |
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| Plástico | Tubos | Ensaios de impacto |
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| Ensaio de dureza Shore em plásticos & elastômeros |
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| Plástico | Dureza IRHD |
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| Papel e papelão | Ensaio de ruptura |
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| Plástico | ensaio de fluência |
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| Papel e papelão | Ensaio de tração em condição seca |
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| Papel e papelão | ensaio de tração úmida |
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Produtos para o ensaio estático de materiais
O Grupo ZwickRoell é o principal fornecedor/fabricante mundial de máquinas de ensaio para ensaios estáticos de materiais, especialmente projetadas para ensaios de tração, compressão, flexão, cisalhamento e torção.
Nossas máquinas de ensaio estático de materiais são adequadas para aplicações em todas as áreas, tanto para tarefas de ensaio no controle de qualidade quanto para projetos de pesquisa, e são ideais para tarefas exigentes em ensaios de materiais e ensaios de componentes.
