ISO 3386 Dureza de compressão
A norma ISO 3386 especifica um método para determinar as propriedades de tensão-deformação à compressão (dureza à compressão) de espumas elásticas macias. A ISO 3386-1 trata de espumas flexíveis com uma densidade até 250 kg/m3, enquanto a parte 2 da ISO 3386-2 trata principalmente de espumas elásticas densas (espuma de borracha) com uma densidade superior a 250 kg/m3.
A dureza de compressão é a resistência à compressão que uma amostra de ensaio de espuma flexível, normalizada em termos das suas dimensões, oferece contra uma compressão de superfície total definida de 65%, 40% e 25% da altura inicial em condições ambientais definidas. A dureza de compressão é especificada em quilopascal (kPa = 10³N/m²). Quanto maior for a dureza de compressão da espuma, mais firme ela é.
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Normas de dureza de compressão para espuma macia
As normas internacionais para a determinação da dureza por compressão são as normas ISO 3386-1 e ISO 3386-2 e o ensaio C da ASTM D3574.
Na indústria automotiva, existem outros procedimentos de ensaio que são definidos em normas separadas de cada empresa:
- BMW QV 52009-1
- Daimler DBL 5452
- General Motors GMW 15471, General Motors GME-GMI 60283-8
- PSA D 41003, PSA D 411541
- Renault N° 1002, Renault N° 1541
- Toyota TSM 7100 G Section 4.2
- Volkswagen PV 3410
Em alguns casos, os métodos diferem no procedimento de ensaio e nos resultados específicos do ensaio, pelo que os resultados não podem ser diretamente comparados entre os métodos.
Amostra de ensaio conforme a norma ISO 3386
- A amostra de ensaio padronizada em conformidade com a norma ISO 3386-1 deve ser um cubóide com secção transversal quadrada ou um tubo cilíndrico com uma largura mínima ou uma relação diâmetro/espessura de 2:1. A espessura preferencial é de 50 +/- 1 mm e não deve ser inferior a 10 mm. A superfície das amostras de ensaio não deve ser inferior a 2.500 mm².
- No entanto, a norma ISO 3386-2 não permite a utilização de amostras cilíndricas. Para as amostras de ensaio conforme a norma ISO 3386-2, a superfície quadrada a ser carregada deve ter um comprimento de aresta de pelo menos 40 mm e uma relação largura/espessura de 4:1.
ISO 3386 Execução de ensaios, equipamento de ensaio
A dureza de compressão descreve uma propriedade material de uma espuma flexível que é determinada num ensaio de compressão numa amostra normalizada. Durante o ensaio, o comportamento de deformação da espuma flexível é medido sob condições definidas com precisão e apresentado num diagrama tensão-deformação:
Execução do ensaio:
- Para o ensaio de acordo com a norma ISO 3386, é especificada a tensão de compressão de toda a superfície da amostra. Por este motivo, as placas de pressão devem ser maiores do que a amostra a ensaiar. Espumas de células fechadas requerem orifícios de ventilação de 6,5 mm nas placas de pressão para evitar a formação de bolsões de ar.
- Geralmente o ensaio é composto de 3 ciclos de pré-carga, seguidos de um ciclo de medição, quando de determina os valores de referência. A altura inicial da amostra é determinada no início do primeiro ciclo de pré-carga diretamente pela máquina para ensaios.
- O comportamento de deformação da amostra é relativamente complexo. Na proximidade das superfícies de corte laterais ocorre um movimento lateral da estrutura celular com o cisalhamento correspondente, enquanto no centro são predominantes as meras deformações por pressão. Por esse motivo, este método de ensaio não oferece boa comparabilidade entre os valores de medição obtidos em amostras de diferentes dimensões. Na ISO 2439 (dureza de indentação), por outro lado, o efeito das bordas cortadas é eliminado, pois o penetrador é menor do que a amostra. A dureza de indentação, portanto, representa um valor independente das dimensões e comparável, desde que o corpo de prova seja suficientemente grande, o que a torna adequada para a garantia da qualidade e, assim, oferece uma vantagem em relação à medição da dureza à compressão de acordo com a ISO 3386.
ISO 3386 - Valores característicos
Após o quarto ciclo (ciclo de medição), a força é lida em Newtons na deformação especificada (Fxx). Os resultados são
- as propriedades de deformação sob tensão CCxxpara qualquer deformação percentual exigida em quilopascal: Cxx = 1.000 * Fxx/A
- bem como o valor da tensão de compressão a uma deformação de 40% CV40 em quilopascal (apenas no ISO 3386-1): CV40 = 1.000 * F40/A
A:Superfície da amostra em mm2
Os procedimentos utilizados pela Renault e pela PSA constituem um caso específico. O ensaio é constituído por cinco ciclos de ensaio no total, dos quais o primeiro e o último são utilizados para avaliação. Para aumentar a precisão da medição de deslocamento, a correção da deformação da máquina é indicada em referidas normas. Essas opções de correção estão disponíveis como função padrão em todas as máquinas de ensaio da ZwickRoell.
Ao integrar uma balança de precisão da ZwickRoell no software de ensaio testXpert, o processo de medição da densidade aparente (ISO 845 e ASTM D3574 Teste A) pode ser integrado na sequência de ensaio.
ISO 3386 - requisitos especiais para a tecnologia de ensaio
Está disponível uma gama completa de produtos ZwickRoell para determinar a dureza de compressão de acordo com as normas ISO 3386-1 e ISO 3386-2:
- A máquina de ensaio universal da série zwickiLine é adequada para procedimentos de ensaio com amostras normalizadas e está disponível em 4 gamas de força diferentes (0,5 / 1 / 2,5 / 5 kN) e 3 alturas de estrutura de carga.
- A máquina de ensaio universal da série ProLine também permite o ensaio de componentes e a instalação de placas de compressão com uma largura até 400 mm e permite ensaios com forças mais elevadas.
A medição das propriedades de tensão-deformação por compressão de acordo com a norma ISO 3386 coloca várias exigências especiais à tecnologia de ensaio:
- Curva de correção de deformação da máquina: A estrutura mecânica e célula de carga apresentam uma deformação inerente sob carga. Isto significa que a distância da placa de pressão é efetivamente superior à especificada. Esta deformação inerente é registada pelo software de ensaio testXpert da ZwickRoell e utilizada para correção. A correção deve ser feita em linha durante o ensaio, de modo a garantir corretamente a distância correta da placa de impressão durante os tempos de espera.
- Funcionalidades especiais do software, tais como o registo e o cálculo da espessura da amostra, o pré-cálculo da porcentagem de compressão, o tratamento de dois pontos zero de caminho e duas espessuras de amostra (se necessário), o cálculo dos resultados de acordo com as normas e a geração de relatórios garantem ensaios em conformidade com as normas.
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FAQ sobre dureza de compressão ISO 3386
O valor da tensão de compressão, também conhecido como dureza de compressão, é a resistência à compressão que uma amostra de ensaio definida exibe contra uma compressão de superfície total definida sob condições ambientais definidas.
O valor da tensão de compressão, também conhecido como dureza de compressão, é a resistência à compressão que uma amostra de ensaio definida exibe contra uma compressão de superfície total definida sob condições ambientais definidas. A norma ISO 2439 representa um valor caraterístico comparável e independente da dimensão se a amostra for suficientemente grande, o que é adequado para a garantia de qualidade, uma vez que a utilização de indentadores mais pequenos do que a amostra elimina a influência da aresta de corte. Na compressão total de superfície de acordo com a ISO 3386, por outro lado, ocorre um movimento lateral da estrutura celular próximo às superfícies laterais cortadas, com a correspondente cisalhamento, enquanto no centro predominam as deformações puramente de compressão. Por esse motivo, este método de ensaio não oferece boa comparabilidade entre os valores de medição obtidos em amostras de diferentes dimensões.
A norma ISO 3386-1 determina a dureza de compressão de espumas flexíveis com uma densidade até 250 kg/m3, enquanto a norma ISO 3386-2 se refere principalmente a espumas elásticas densas (espuma de borracha) com uma densidade superior a 250 kg/m3. Para além das propriedades de tensão-deformação de compressão, que são determinadas na ISO 3386-1 e na ISO 3386-2, o valor da tensão de compressão também é determinado na ISO 3386-1. A norma ISO 3386-2 exige velocidades de ensaio inferiores às da norma ISO 3386-1.
