Ensaio de Compressão: funcionamento e finalidade

Publicado por Materiais Júnior em fevereiro 18, 2021fevereiro 18, 2021

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.

• 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).

• 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.

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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