Ensaio de rasgamento em alta velocidade / ensaio em alta velocidade
O comportamento da fratura de muitos materiais é sabe-se ser dependente do carregamento (Entre outros fatores). Ensaios de rasgamento em alta velocidade, também chamados de ensaios em alta velocidade, fornecem a caracterização das propriedades de tração de metais ou plásticos com altas taxas de deformação. Principalmente para a simulação de colisão esses parâmetros são especialmente preciosos.
No ensaio de rasgamento em alta velocidade, ensaios de tração são executados em amostras chatas tipo gravata a velocidades de carga de até 20 m/s. Também a utilização de uma medição direta da variação da extensão na amostra é possível o que permite gerar diagramas tensão-deformação expressivos.
Os ensaios de rasgamento em alta velocidade são realizados com o auxílio de uma máquina de ensaios de alta velocidade. Estas máquinas de teste servo-hidráulicas atingem uma velocidade de 20 m/s em amostras com forças até 160 kN.
Área de aplicação Vídeo Normas Aquisição de dados de medição Máquinas de ensaios
Ensaios de colisão são úteis já na fase de construção
É conhecido há tempo prolongado que as características mecânico-tecnológicas do material dependem, entre outros fatores, também da velocidade de carga, ou seja, da taxa de deformação. Contudo, na prática são justamente as cargas por impacto que frequentemente causam a falha do componente. Os construtores rapidamente perceberam, quando começaram a projetar os veículos de forma segura em caso de colisão, que a utilização de valores característicos dos materiais obtidos a partir de ensaios quase estáticos levou a resultados incorretos. Somente os dados dos ensaios de rasgamento em alta velocidade trouxeram uma boa concordância entre simulação numérica e a realidade.
Visto que também para o projeto de processos de transformação (transformação de chapas de aço, forjamento) a simulação numérica é adotada de forma crescente, o conhecimento das curvas de escoamento em dependência da velocidade de transformação é indispensável. O cientista em materiais fala nesse contexto sempre de taxas de deformação. Visto que essas taxas dependem da forma da amostra, do lo, elas não são adequadas para a especificação da característica da máquina. Por esse motivo, os fabricantes de máquinas indicam a velocidade do pistão.
Normas para ensaios de rasgamento em alta velocidade
- SEP 1230: Determinação de características mecânicas em materiais de chapa de aço com altas taxas de deformação no ensaio de tração de alta velocidade
- DIN EN ISO 26203-2: Materiais metálicos – ensaio de tração com altas velocidades de deformação – Parte 2: Sistemas servo-hidráulicos e outros sistemas
- Projeto de normalização ISO/CD 22183: Plastics – Determination of tensile properties at high rate using a servo-hydraulic testing machine
- ISO 527-1, ISO 527-2; ASTM D638: Determinação das características de tração (cobre apenas a faixa de baixas taxas de deformação)
- SAE J2749 Nov2008: High Strain Rate Tensile Testing of Polymers
- ISO 18872: Plásticos – Determinação das características de tração com altas taxas de deformação
- ISO 82568, ASTM D1822: Determinação da força de tração de impacto (plásticos)
Teste de rasgamento em alta velocidade
Ensaio de rasgamento em alta velocidade em plásticos
Ensaio de rasgamento em alta velocidade em metal
Ensaio de alta velocidade sob temperatura
Captação de dados de medição
Nos ensaios de rasgamento em alta velocidade, as amostras são frequentemente equipadas com tiras de medição de deformação (strain gauge) para obter uma medição de força com precisão maior. Para tal são soldados na amostra em uma faixa somente de deformação elástica em dois lados, na parte frontal e na parte traseira, DMS (strain gauge) diagonalmente conectados como semi-ponte. O sinal de medição apresenta claramente um número menor de vibrações do que o sinal de força da célula de carga piezoelétrica.
Adicionalmente, a amostra pode ser soldada com DMS (strain gauge) na seção transversal de ensaio para fins de uma medição de deformação de precisão. Para tal, um DMS (strain gauge) é colado como quarto de ponte. Visto que os tempos de ensaio são muito curtos, de apenas alguns milisegundos, amplificadores de medição muito rápidos e um cartão de transientes adicional são necessários.
