Ensaio de dobramento para materiais frágeis

A aplicação do teste de dobramento para materiais frágeis em geral apresenta dispersão muito elevada de resultados. Entre as causas deste comportamento está a ruptura prematura pela própria característica frágil do material. Entretanto é possível usar o procedimento do teste para determinar as características de flexão do material. Na verdade, para materiais frágeis o ensaio de dobramento transforma-se num ensaio de flexão.

É usual aplicar o teste para materiais como ferro fundido cinzento, aços ferramenta e carbonetos sinterizados.

Os corpos de prova, de seção transversal retangular ou circular, são submetidos a carregamento transversal como no dobramento convencional (ver figura) . A carga é aumentada lentamente até que ocorra a ruptura.

Configuração do teste de flexão para materiais frágeis

O valor da carga máxima, no momento da ruptura, permite calcular o momento fletor máximo na seção. A tensão máxima, correspondente à fibra mais externa da seção, é chamada módulo de ruptura ou resistência ao dobramento.

O valor desta tensão é dado por:

Onde:

• M_r é o módulo de ruptura
• c é a distância do eixo neutro à fibra mais externa
• J é o momento de inércia de área em relação à linha neutra da seção.

Os valores específicos do módulo de ruptura para seções retangulares e circulares são dados pelas expressões abaixo:

Onde L é o comprimento entre apoios

É possível também extrair do teste o valor do módulo de elasticidade (Young), que assume os valores abaixo, para seções retangulares e circulares, respectivamente.

Onde y é a flecha no ponto médio ( maior deslocamento) correspondente a uma carga transversal F.

Todas as fórmulas acima referem-se ao regime de deformação elástica, onde se considera a condição de linearidade entre tensão e deformação. Se o corpo de prova rompe no regime elástico os valores das fórmulas são reais. Porém se a ruptura se dá no regime plástico, o valor calculado do módulo de ruptura é maior do que o valor real já que a curva tensão x deformação afastou-se da linearidade.

Os parâmetros medidos durante o carregamento podem ser usados para caracterizar a resistência do material como num ensaio de tração. Quando o ensaio de tração não puder ser realizado o ensaio de dobramento representa uma alternativa simples, pois utiliza corpos de prova de fabricação mais barata.

Dos dados de teste e fórmulas é possível construir curvas tensão x defomação(flecha) e delas calcular o módulo de tenacidade (zona plástica) ou o módulo de resiliência (zona elástica).