No nosso blog já falamos sobre diversos Ensaios Mecânicos e dessa vez vamos falar sobre o Ensaio de Flexão. Geralmente esse assunto vem acompanhado do Ensaio de Dobramento, tendo em vista que são relativamente parecidos, mas nesse texto será abordado apenas o Ensaio de Flexão.
As informações tiradas desse ensaio possuem várias aplicações, como no projeto de feixe de molas, de estruturas metálicas, no estudo de vigas de concreto, no desenvolvimento de novos materiais, entre outros.
Geralmente esse ensaio é feito em materiais frágeis, isto é, que possuem pouca deformação plástica antes da ruptura. Nos materiais onde há uma grande deformação plástica, é possível realizar um Ensaio de Dobramento e analisar seu comportamento após ser dobrado.
Ensaios de Flexão para um mesmo material podem apresentar algumas divergências nos resultados, por isso é indicado fazer mais de um teste e depois analisar a média entre eles.
O que é flexão (na Engenharia Mecânica)
A flexão, para nós da Engenharia Mecânica, é a deformação elástica que ocorre em um corpo alongado (como uma viga ou uma barra) ao ser tensionado por uma força perpendicular à dimensão alongada. Essa explicação pode não ter deixado as coisas muito claras e por isso observe as imagens a seguir.
As imagens mostram que ao aplicarmos uma força (ou várias) perpendicular à maior dimensão, temos uma deformação. A imagem da esquerda mostra um caso de uma barra engastada, já a da direita mostra uma barra biapoiada e ambas mostram que ouve deformação, mesmo que elas sejam diferentes.
Como é realizado um Ensaio de Flexão?
Geralmente o corpo de provas é colocado sobre dois apoios e após isso é aplicada uma carga pela máquina que faz o ensaio. Também existem testes onde o corpo é engastado para ser ensaio, um exemplo desses será apresentado em vídeo no final desse texto.
Existem padrões normalizados que podem ser utilizados no corpo de prova, mas não serão abordados nesse texto. Mas é possível realizar um Ensaio de Flexão em corpos de provas com seções transversais diferentes e depois comparar a influência disso. Matematicamente essa diferença entre as seções transversais é caracterizada pelo momento de inércia.
Podem ser utilizados extensômetros para medir a deformação das fibras superiores e inferiores. Alguns equipamentos já medem a carga e a deflexão, mas em outros casos é necessário utilizar um relógio comparador para obter informações sobre a deflexão. O vídeo a seguir mostra bem como o relógio comparador foi utilizado.
Resultados do Ensaio de Flexão
Com esse ensaio podemos calcular o valor do módulo de ruptura [kgf/mm²], sendo dado por:
Módulo de ruptura = (M*c)/J
Onde:
M = momento fletor máximo, que geralmente nesse ensaio está no meio da barra
c = distância do eixo neutro
J = momento de inércia polar da seção
Também é possível analisar a deflexão (ou flecha) do material de acordo com sua seção transversal e/ou com o material, como é possível ver na imagem a seguir:
Materiais que podem ser utilizados
Na Engenharia Mecânica é comum utilizarmos esse e outros ensaios em materiais metálicos, mas há uma vasta aplicação em outras áreas. Além dos materiais metálicos, é possível realizar o teste em vigas de concreto, madeira, fibras e polímeros. Com a evolução na área de desenvolvimento de novos materiais, imagino que esse ensaio pode ter ainda mais aplicações.
Nos vídeos seguintes estão Ensaios de Flexão em diferentes materiais. Os ensaios possuem algumas peculiaridades, mas o princípio é o mesmo.
Quer aprender Modelagem 3D em SolidWorks?
Este software é a ferramenta mais completa em modelagem da engenharia atual, possibilitando que você crie praticamente qualquer produto, indo de uma simples peça de um mecanismo até uma edificação inteira! Dessa forma, todos nossos membros são capacitados por meio do curso de Modelagem 3D da VFG Engenharia.
Deseja aprender como modelar em 3D com segurança, qualidade e rapidez? Então clique aqui!
