Ensaio tecnico

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  • Publicado : 3 de julho de 2012
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1.Objetivo
O ensaio de Impacto é um ensaio dinâmico usado principalmente em materiais que trabalham em baixas temperaturas, e é um dos ensaios empregados para o estudo da fratura frágil. O corpo de prova é padronizado e provido de um entalhe para localizar a sua ruptura e produzir um estado triaxial de tensões, quando ele é submetido a uma flexão por impacto.

A energia que o corpo de provaabsorve, para se deformar e romper, é medida pela diferença entre a altura atingida pelo martelo e após o impacto, multiplicado pelo peso do martelo.

2. Introdução Teórica
2.1. O problema da Fratura frágil
Três fatores básicos contribuem para uma fratura frágil por clivagem: (1) um estado triaxial de tensões, (2) uma temperatura baixa e (3) uma taxa de deformação elevada ou uma taxa decarregamento rápida. Para que ocorra a fratura frágil, não há necessidade de que estes três fatores se manifestem todos ao mesmo tempo. Os principais responsáveis pela maioria das falhas do tipo frágil que ocorrem em serviço são a presença de um estado triaxial de tensões, tal como o que existe em um entalhe, e uma temperatura baixa. Entretanto, já que estes efeitos são acentuados a uma taxa decarregamento elevada, vários tipos de testes de impacto tem sido utilizados para determinar a suscetibilidade dos materiais à fratura frágil. Aços que possuem propriedades idênticas quando testados em tração ou torção a baixas taxas de deformação podem apresentar diferenças pronunciada na sua tendência à fratura frágil quando ensaiados em um teste de impacto com corpo de prova entalhado.

O maior sucessotem sido alcançado pela aplicação dos conceitos da mecânica da fratura à fratura frágil. Consegue-se uma habilidade quantitativa de prognósticos para materiais de alta resistência, com pequena plasticidade. Entretanto, para os aços estruturais mais comuns, que apresentam alguma plasticidade antes da fratura frágil, são necessárias algumas modificações na análise da mecânica da fratura.

Oprojeto de uma estrutura soldada é mais crítico do que o de uma estrutura rebitada equivalente, e tem-se realizado muito esforço no desenvolvimento de projetos mais seguros de estruturas soldadas. É muito importante eliminar todos os concentradores de tensão e evitar fazer a estrutura muito rígida. Seções rebitadas, conhecidas como aquelas que impedem a propagação da trinca (crack arresters), foramincorporadas em alguns dos navios na época da guerra, de forma que se uma falha frágil ocorresse, esta não se propagaria completamente através da estrutura.

2.2. Ensaio de Impacto com Barra Entalhada
Diversos tipos de ensaios de impacto com corpos de prova entalhados são utilizados para determinar a tendência de um material a se comportar de maneira frágil. Este tipo de teste detectará diferençasentre os materiais, que não são observáveis em um ensaio de tração. Os resultados obtidos de testes, com barra entalhada não são expresso diretamente em termos de requisitos de projeto, já que não é possível medir as componentes da condição triaxial de tensões no entalhe. Além do mais, não existe perfeita concordância na interpretação ou significado dos dados obtidos deste tipo de ensaio.

Osinvestigadores da fratura frágil dos metais tem utilizado um grande número de corpos de prova entalhados, com desenhos diferentes, para ensaios de impacto. Duas classes de corpo de prova foram padronizadas para os ensaios de impacto com entalhe. Um dos mais utilizados são as amostras Charpy. O corpo de prova Charpy possui uma seção reta quadrada (de 10 x 10mm) e contém um entalhe em V com 45º deabertura e 2mm de profundidade, cujo raio da raiz é de 0,25mm. A amostra é apoiada como uma viga em posição horizontal e carregada do lado oposto ao do entalhe pelo impacto de um pêndulo pesado, que atinge com uma velocidade de, aproximadamente, 5m/s. O corpo de prova é forçado a se dobrar e fraturar a uma elevada taxa de deformação, da ordem de 103s-1.

A restrição plástica no entalhe produz um...
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