Resistencia Dos Materiais

Dobramento e flexão

Imagine-se sentado à beira de uma piscina, de repente, você vê alguém a dar um salto do trampolim.

Se você prestou atenção, observou que a prancha se deformou sob o peso do atleta e depois voltou à sua forma original. Sem dúvida, um dos factores que contribuem para a beleza do salto é a capacidade da prancha do trampolim de suportar o esforço aplicado.

Agora, pense no que aconteceria se a prancha do trampolim se dobrasse em vez de voltar à sua forma original. Seria catastrófico!

Neste caso e em muitos outros, é importante conhecer o comportamento dos materiais frente a esse tipo de esforço.

Por exemplo, já lhe aconteceu de estar parado sobre uma ponte, num congestionamento, sentindo o chão tremer sob as rodas do seu carro enquanto os veículos ao seu lado se movem? Sorte sua o fato de a ponte balançar. Isso significa que a estrutura estava suportando o esforço produzido pelo peso dos veículos.

São situações como essas que mostram a importância de saber como os corpos reagem aos esforços de flexão e dobramento, assuntos que serão tratados nesta aula. Além disso, você ficará conhecendo os procedimentos para a realização dos ensaios de dobramento e flexão e saberá identificar as propriedades avaliadas em cada caso.

Da flexão ao dobramento

Observe as duas figuras a seguir: a da esquerda mostra um corpo apoiado em suas duas extremidades e a da direita mostra um corpo preso de um lado, com a extremidade oposta livre. Os dois corpos estão sofrendo a acção de uma força F, que age na direcção perpendicular aos eixos dos corpos.

A força F leva uma região dos corpos a se contrair, devido à compressão, enquanto que outra região se alonga, devido à tracção. Entre a região que se contrai e a que se alonga fica uma linha que mantém sua dimensão inalterada - a chamada linha neutra. Em materiais homogéneos, costuma-se considerar que a linha neutra fica a igual distância das superfícies externas inferior e superior do corpo ensaiado.

Quando esta força provoca somente uma deformação elástica no material, dizemos que se trata de um esforço de flexão. Quando produz uma deformação plástica, temos um esforço de dobramento.

Isso quer dizer que, no fundo, flexão e dobramento são etapas diferentes da aplicação de um mesmo esforço, sendo a flexão associada à fase elástica e o dobramento à fase plástica.

Em algumas aplicações industriais, envolvendo materiais de alta resistência, é muito importante conhecer o comportamento do material quando submetido a esforços de flexão. Nesses casos, o ensaio é interrompido no final da fase elástica e são avaliadas as propriedades mecânicas dessa fase.

Quando se trata de materiais dúcteis, é mais importante conhecer como o material suporta o dobramento. Nesses casos, é feito directamente o ensaio de dobramento, que fornece apenas dados qualitativos.

O ensaio de flexão e o ensaio de dobramento utilizam praticamente a mesma montagem, adaptada à máquina universal de ensaios:

a) dois roletes, com diâmetros determinados em função do corpo de prova, que funcionam como apoios, afastados entre si a uma distância preestabelecida;

b) um cutelo semicilíndrico, ajustado à parte superior da máquina de ensaios.

O ensaio de dobramento

Experimente dobrar duas barras de um metal: por exemplo, uma de alumínio recozido e outra de alumínio encruado.

Você vai observar que a de alumínio recozido dobra-se totalmente, até uma ponta encostar na outra. A de alumínio encruado, ao ser dobrada, apresentará trincas e provavelmente quebrará antes de se atingir o dobramento total.

O ensaio de dobramento é isso: ele nos fornece somente uma indicação qualitativa da ductilidade do material. Normalmente os valores numéricos obtidos não têm qualquer importância.

Como é feito o ensaio de dobramento

O ensaio consiste em dobrar um corpo de prova de eixo rectilíneo e secção circular (maciça ou tubular), rectangular ou quadrada, assentado em dois apoios afastados a uma distância especificada, de acordo com o tamanho do corpo de prova, por meio de um cutelo, que aplica um esforço perpendicular ao eixo do corpo de prova, até que seja atingido um ângulo desejado.

O valor da carga, na maioria das vezes, não importa. O ângulo determina a severidade do ensaio e é geralmente de 90, 120 ou 180º.

Ao se atingir o ângulo especificado, examina-se a olho nu a zona traccionada, que não deve apresentar trincas, fissuras ou fendas. Caso contrário, o material não terá passado no ensaio.

Processos de dobramento

Há dois processos de dobramento: o dobramento livre e o dobramento semiguiado. Veja, a seguir, as características de cada um.

Dobramento livre - É obtido pela aplicação de força nas extremidades do corpo de prova, sem aplicação de força no ponto máximo de dobramento.

Dobramento semiguiado - O dobramento vai ocorrer numa região determinada pela posição do cutelo.

Ensaio de dobramento em barras para construção civil

Barras de aço usadas na construção civil são exemplos de materiais que, além de apresentarem resistência mecânica, devem suportar dobramentos severos durante sua utilização, e por isso são submetidos a ensaio de dobramento.

Esta característica é tão importante que é normalizada e classificada em normas técnicas.

Neste caso, o ensaio consiste em dobrar a barra até se atingir um ângulo de 180º com um cutelo de dimensão especificada de acordo com o tipo de aço da barra - quanto maior a resistência do aço, maior o cutelo. O dobramento normalmente é do tipo semiguiado.

A aprovação da barra é dada pela ausência de fissuras ou fendas na zona traccionada do corpo de prova.

Ensaio de dobramento em corpos de provas soldados

O ensaio de dobramento em corpos de prova soldados, retirados de chapas ou tubos soldados, é realizado geralmente para a qualificação de profissionais que fazem solda (soldadores) e para avaliação de processos de solda.

Na avaliação da qualidade da solda costuma-se medir o alongamento da

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