Ensaio de Compressão: funcionamento e finalidade

Publicado por Materiais Júnior em

Ensaio de compressão

O ensaio mecânico de compressão tem como objetivo medir a força para deformar, por compressão, um corpo de prova na forma de um cilindro ou prisma e, com isso, fornece informações como Resistência à Compressão, Módulo de Elasticidade, Tensão de Escoamento, Deformação sob Compressão, relacionados ao material em questão. Esse tipo de ensaio é amplamente utilizado na indústria de construção civil, em materiais como concreto armado, madeira, ferro fundido, entre outros. Para avaliar se esse tipo de ensaio é ou não ideal para a finalidade que se deseja alcançar, devemos conhecer o funcionamento e a função desse tipo de ensaio .

De modo mais amplo, podemos dizer que a compressão é um esforço axial, que tende a provocar um encurtamento do corpo submetido a este esforço. Sendo assim, nos ensaios de compressão, os corpos de prova são submetidos a uma força axial para dentro, distribuída de modo uniforme em toda a seção transversal do corpo de prova. Esse corpo de prova será submetido a uma deformação elástica (o corpo de prova volta ao tamanho original quando se retira a carga de compressão) e a uma deformação plástica (o corpo retém uma deformação residual depois de ser descarregado).

O ensaio de compressão pode ser realizado em uma máquina universal de ensaios que permite realizar diversos tipos de ensaios mecânicos. Nesse tipo de equipamento, a mesa apoia a peça e distribui a força aplicada, para evitar ao máximo o efeito do atrito e da fricção na interface da peça com a mesa. Também é fundamental a perfeita centralização do eixo do corpo de prova e o eixo da mesa que aplica a força compressiva. Além disso, diversas variáveis como temperatura, anisotropia do material, tamanho do grão, impurezas, etc devem ser controladas para o êxito do ensaio.

Paralelamente a esse fato, é importante entender também que o funcionamento do ensaio de compressão varia de acordo com o material utilizado, uma vez que, dependendo das propriedades do material, a resposta à deformação será diferente

Ensaios de Compressão em diferentes tipos de materiais

  • Materiais dúcteis

Nessa classe de materiais, a compressão provocará uma deformação lateral apreciável até que o corpo de prova se transforme em um disco, e tudo isso sem que ocorra a ruptura. Por isso, o  ensaio de compressão para esse tipo de material fornece apenas as propriedades mecânicas referentes à zona elástica, sendo estas as principais propriedades mecânicas avaliadas: o limite de proporcionalidade, limite de escoamento e módulo de elasticidade.

  • Materiais frágeis

Em materiais frágeis, o ensaio de compressão é muito utilizado. Porém, a única propriedade mecânica avaliada pelo ensaio é o limite de resistência à compressão, uma vez que, nesses materiais, a fase elástica é muito pequena e não é possível determinar, na maior parte dos casos, com precisão as propriedades relativas a esta fase.

ensaio de compressão esquema

  • Produtos acabados

Há ainda a possibilidade de fazer esse ensaio em produtos acabados, como por exemplo tubos e molas. Em tubos há o achatamento da amostra, que é colocada deitada entre as placas da máquina de compressão. A distância final entre as placas é registrada e o  resultado é avaliado pelo aparecimento ou não de fissuras. Esse fato permite a avaliação qualitativa da ductilidade do material (quanto mais o tubo se deforma sem trincas, mais dúctil será o material).

Já no caso das molas, o ensaio de compressão é feito normalmente para determinar a sua constante elástica (a partir de seu gráfico de tensão X deformação) ou até mesmo verificar sua resistência (aplicam-se cargas pré determinadas e mede-se a altura da mola após cada carga).

ensaio de compressão - bola de tênis

  • Materiais metálicos

Outro ponto importante a ser entendido são as limitações do ensaio de compressão na análise de materiais metálicos. Um problema que sempre ocorre no ensaio de compressão de metais é o atrito entre o corpo de prova e as placas da máquina de ensaio, responsável pela barragem da deformação lateral do corpo de prova. Entretanto, para diminuir esse problema, é necessário revestir as faces superior e inferior do corpo de prova com materiais de baixo atrito (parafina, teflon, entre outros). Além disso, também há a possibilidade de ocorrência de flambagem, que causa o encurvamento do corpo de prova submetido à compressão. Esse tipo de problema ocorre de forma normal em corpos de prova de metais dúcteis com comprimento maior em relação ao diâmetro.

ensaio de compressão em materiais metálicos

Analisados todos esses pontos, é possível compreender se o ensaio de compressão será ou não efetivo para o objetivo do cliente. 

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