Durante o uso, os materiais são submetidos a esforços mecânicos de tração, torção, compressão ou cisalhamento, podendo estes serem combinados ou não. Dessa forma, é de suma importância prever o comportamento do material em questão mediante ao carregamento aplicado a ele, utilizando ensaios mecânicos para chegar no resultado esperado.

Porém, como saber como o produto irá se comportar mediante tantos esforços? Com ensaios mecânicos!

Os ensaios mecânicos podem simular a aplicação dos diferentes tipos de forças externas. Desse modo, a correta interpretação dos resultados dos ensaios fornece propriedades do material, por exemplo, o módulo de elasticidade, limite de escoamento, deformação elástica e plástica, dureza, tenacidade à fratura, entre outras.

Assim, com posse dessas informações, é possível efetuar a escolha assertiva do material que melhor se adapta às condições de uma determinada aplicação.

Por que fazer ensaios mecânicos?

Os ensaios mecânicos oferecidos pela EESC jr. podem ajudar a garantir que seu produto esteja de acordo com normas técnicas ou regulamentações. Dessa maneira, nossa solução traz como resultado inúmeros benefícios, como:

Benefícios

1. Prevenção de falhas: através dos ensaios mecânicos é possível determinar a resistência e estimar a durabilidade do material utilizado em uma determinada aplicação. Dessa forma, é possível efetuar um projeto mais assertivo, evitando fraturas e rupturas.

2. Controle de qualidade: os dados obtidos possibilitam a identificação das propriedades dos materiais ensaiados. Assim, é possível adequar o processamento desses materiais a essas características. Portanto, com tais condições mais ajustadas é possível ter um melhor controle de qualidade da produção dos produtos.

3. Redução de custos: a prevenção de falhas aumenta a vida útil do produto, evitando que falhas catastróficas causem prejuízos. Logo, é possível efetuar a manutenção do produto no tempo correto.

4. Satisfação do cliente: a síntese dos benefícios anteriores impactam positivamente na satisfação do cliente. Um produto que apresente certificados de qualidade, de regulamentação técnica e um bom custo benefício com certeza constitui um produto bem avaliado pelos clientes.

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Como são realizados os ensaios mecânicos?

Os ensaios mecânicos são realizados em corpos de prova que seguem padrões de dimensões estabelecidas por normas técnicas. Dessa forma, os efeitos dos ensaios nos corpos de prova podem ser comparados de ensaio para ensaio. Ainda, vale ressaltar que cada tipo de ensaio mecânico segue normas específicas.

Os ensaios podem ser classificados em ensaios mecânicos destrutivos e não destrutivos, de acordo com o procedimento escolhido.

1 – Ensaios destrutivos

Nos ensaios mecânicos destrutivos, o corpo de prova sofre uma deformação permanente, deixando nele uma marca ou sinal. Muitas vezes os corpos de prova desses tipos de ensaio se tornam inutilizáveis.

O principal objetivo desses ensaios é determinar ou verificar as propriedades dos materiais ensaiados. Podendo também medir a capacidade do produto de suportar determinados esforços.

Dentre os ensaios destrutivos, pode-se citar:

1.1 – Ensaio de tração

Consiste na aplicação de uma força axial ao corpo de prova, que causa sua deformação. A relação entre tensão e deformação do material ensaiado fornece informações sobre suas propriedades, como módulo elástico, resistência à tração, tensão de escoamento e tensão de ruptura.

1.2 – Ensaio de compressão

Comumente realizado em materiais frágeis, consiste na aplicação de cargas compressivas no material. Pode ser realizado no mesmo maquinário utilizado no ensaio de tração, e fornece propriedades do material ensaiado como resistência à compressão, módulo de elasticidade, tensão de escoamento, deformação à compressão, entre outras.

1.3 – Ensaio de dureza

Ensaio de rápida e fácil execução, de modo a minimizar erros operacionais. Fornece a dureza do material, que é uma propriedade física útil para identificar a sua resistência à ruptura, além de avaliar a capacidade de deformação do material em questão.

1.4 -Ensaio de resistência ao impacto

Este ensaio se baseia na aplicação de uma força brusca e repentina no corpo de prova, responsável por ocasionar sua ruptura. O choque aplicado transfere uma quantidade de energia de maneira muito rápida ao material, de modo que seus resultados fornecem informações sobre o comportamento do material ensaiado mediante a ação de cargas dinâmicas, ou seja, a sua resistência ao impacto.

1.5 Ensaio de torção

Muito útil para assegurar a qualidade do material ensaiado, uma vez que a aplicação de torques é comum em eixos e sistemas de transmissão de movimento. Este ensaio aplica forças de torção no corpo de prova, de modo a fornecer um gráfico da sua deformação em função da carga aplicada. A ruptura do material, nesse caso, é dada por cisalhamento, de modo que o ensaio fornece a propriedade da resistência à torção do material ensaiado.

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2 – Ensaios não destrutivos

Já nos ensaios mecânicos não destrutivos, os procedimentos efetuados não afetam o corpo de prova nem física nem quimicamente, de modo a ser possível sua reutilização. Pode-se afirmar que esses ensaios são utilizados para avaliar e detectar falhas nos materiais. Uma vez que essas falhas podem reduzir a resistência do material, sua avaliação é importante no sentido de evitar a posterior falha do material.

Entre os ensaios não destrutivos, pode-se citar:

2.1 – Ensaio por inspeção visual

Esta técnica de ensaios permite detectar falhas na superfície, distorções na estrutura e também o grau de acabamento de uma peça através de uma cuidadosa inspeção visual de sua superfície. Embora pareça simples, requer profissionais capacitados para sua realização, uma vez que fornece informações importantes à respeito da vida da peça, além de sobre a necessidade ou não da realização de ensaios destrutivos.

2.2 – Ensaio por líquido penetrante

Consiste na aplicação de uma camada de líquido penetrante na superfície a ser ensaiada, retirada do excesso e aplicação de um líquido revelador, que como resultado, indica onde ocorreu penetração do primeiro líquido, e, portanto, fissuras no material.

2.3 – Ensaio por ultrassom

Neste ensaio, um equipamento específico indica, através de sinais luminosos, a presença de descontinuidades no material ensaiado. A vantagem da utilização dessa técnica é que o ultrassom possui alta sensibilidade, indicando a presença de até mesmo falhas pequenas.

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Conclusão

A realização de ensaios mecânicos agrega muito valor aos produtos. Cada aplicação e cada tipo de produto requer a realização de um tipo de ensaio diferente. Nesse sentido, a ajuda de profissionais capacitados é fundamental para conhecer as propriedades do seu material além de garantir o sucesso de suas aplicações.

Texto escrito por Marina Mestriner, consultora do Núcleo de Engenharia de Materiais da EESC jr. – Empresa Júnior de Engenharia e Arquitetura da USP São Carlos.