Ensaio De Flexão

. INTRODUÇÃO

O ensaio de flexão é realizado em materiais frágeis e em materiais resistentes, como o ferro fundido, alguns aços, estruturas de concreto e outros materiais que em seu uso são submetidos a situações onde o principal esforço é o de flexão. Nos materiais frágeis, as flexas medidas são muito pequenas. Conseqüentemente, para determinar a tensão de flexão, utilizamos a carga que provoca a fratura do corpo de prova.

O ensaio de flexão foi adotado com o objetivo de ser utilizado em materiais frágeis para determinar a tensão e flecha de ruptura, para além de permitir avaliar outras propriedades mecânicas, nomeadamente o módulo de elasticidade à flexão. A sua grande vantagem é a de permitir utilizar provetes mais fáceis de maquinar que o provete de tração e, tem tanto mais aplicação quanto mais dura for o material. No entanto, para materiais muito frágeis, os resultados obtidos apresentam grande dispersão, de modo que nestes casos devem realizar-se sempre vários ensaios para estabelecer um valor médio.

Este relatório refere-se ao ensaio de flexão em viga de madeira, realizado no Laboratório de Engenharia Civil, da UFPA, com objetivo de determinar o módulo de elasticidade da madeira e da sua tensão de ruptura. Foram realizados dois ensaios, tornando possível a comparação de resultados obtidos ao término do experimento.

2. OBJETIVOS DO ENSAIO DE FLEXÃO EM VIGA DE MADEIRA

Determinar o Módulo de Elasticidade da madeira utilizada ( E );

Determinar Tensão de Ruptura (σ_u ).

3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

3.1 MATERIAIS UTILIZADOS

1 Relógio Comparador com precisão de 0,01 mm;

2 Vigas de madeira (retiradas do mesmo lote)

1 Paquímetro:

1 Máquina Universal:

3.2 EQUAÇÕES

3.2.1 Momento de Inércia ( I )

I=(b.h³)/12 (1)

3.2.2 Deflexão da viga ( v )

υ= (PL^3)/48EI (2)

3.2.3 Módulo de Elasticidade ( E )

E=PL³/(v.48.I) (3)

3.2.4 Tensão de Ruptura ( σ_rup )

σ_u=3/2 (P_u L)/(bh^2 ) (4)

3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Foram executados dois ensaios de Flexão em duas vigas de madeira provenientes do mesmo lote. Aferiu-se para ambas, com o auxílio do paquímetro, que possuíam as mesmas dimensões de base e altura de seção, 33,8mm e 147,9mm, respectivamente.

Após aferidas suas dimensões, a viga foi disposta na máquina universal em sentido perpendicular à carga aplicada, ao longo do comprimento da viga. A viga foi apoiada na máquina com uma distância de 800mm entre os apoios, sendo a viga erguida em direção à uma peça rígida centrada no vão dos apoios, simulando um carregamento pontual.

Partindo de uma carga inicial de 100 Kgf (registrados pela máquina), com aumentos sucessivos de 100 Kgf, foi possível determinar a flecha provocada pela carga na viga, com a utilização do relógio comparador. Com a percepção de estalos na peça, removeu-se o relógio comparador para prosseguimento do ensaio até a ruptura da peça.

Os mesmos procedimentos foram utilizados em ambos os ensaios.

4. RESULTADOS OBTIDOS

A partir das medidas tomadas para base e altura de sua seção, foi calculado, com o auxílio da equação (1), o Momento de Inércia (I) da peça. Estas características foram dispostas na tabela a seguir, assim como o vão (L) da peça entre os apoios.

Características do corpo de prova

Base (mm) Altura (mm) I (mm4) L (mm)

33,8 147,9 9112551,09 800

TABELA 1 – Características do corpo de prova

Com os dados da Tabela 1 e pela equação (3), foi calculado o Módulo de Elasticidade (E) para cada variação de carregamento e sua respectiva deflexão causada no corpo de prova.

Os resultados obtidos para cada ensaio foram dispostos nas tabelas 2 e 3, que dispõem os valores de Carregamento (P), Deflexão (υ) e Módulo de Elasticidade (E).

ENSAIO 1

P (Kgf) Flecha (x0,01mm) P (N) Flecha (mm) E (Mpa)

0 0 0 0 -

100 34 981 0,34 3377,4

200 66 1962 0,66 3479,7

300 92 2943 0,92 3744,5

400 117 3924 1,17 3925,8

500 144 4905 1,44 3987,2

600 175 5886 1,75 3937,1

700 210 6867 2,1 3827,7

800 235 7848 2,35 3909,1

900 270 8829 2,7 3827,7

1000 310 9810 3,1 3704,2

1100 345 10791 3,45 3661,3

1200 385 11772 3,85 3579,1

1300 433 12753 4,33 3447,6

1400 480 13734 4,8 3349,2

1500 533 14715 5,33 3231,6

1600 584 15696 5,84 3146,0

1700 625 16677 6,25 3123,4

Eméd (Mpa) 3603,4

TABELA 2 – Módulo de Elasticidade por aplicação de carga (Ensaio 1)

ENSAIO 2

P (Kgf) Flecha (x0,01mm) P (N) Flecha (mm) E (Mpa)

0 0 0 0 -

100 43 981 0,43 2670,5