O teste de compressão é um experimento realizado por compressão progressiva de uma amostra de material, por exemplo, concreto, madeira ou pedra, conhecido como tubo de ensaio e observar a deformação produzida pela tensão ou carga de compressão aplicada.
Uma tensão compressiva é produzida por duas forças aplicadas nas extremidades de um corpo para reduzir seu comprimento ao comprimi-lo..
Ao mesmo tempo, sua área de seção transversal aumenta, como pode ser visto na figura 1. À medida que tensões cada vez maiores são aplicadas, as propriedades mecânicas do material tornam-se aparentes..
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Para aplicar a tensão de compressão, a amostra, preferencialmente em forma de cilindro de seção transversal circular, é colocada em uma máquina, conhecida como máquina de teste universal, que comprime a amostra progressivamente em incrementos de pressão previamente estabelecidos.
Os pontos da curva de tensão (em newton / mdois) versus a deformação ε são representados graficamente à medida que são gerados. A tensão é a razão entre a força aplicada e a área da seção transversal, enquanto a deformação é o quociente entre o encurtamento ΔL e o comprimento original da amostra Lou:
ε = ΔL / Lou
A partir da análise do gráfico, as propriedades mecânicas do material sob compressão são deduzidas.
Conforme o experimento avança, a amostra encurta e alarga, como visto na Figura 1, ou também torce ou dobra, dependendo do comprimento inicial do espécime. O experimento termina quando ocorre uma falha ou fratura na amostra.
A partir do teste de compressão, as propriedades mecânicas do material são obtidas antes da compressão, por exemplo, o módulos de elasticidade e a força compressiva, muito importante nos materiais usados na construção.
Se o material a ser testado for frágil, ele irá eventualmente se quebrar, então a resistência final é facilmente encontrada. Nesse caso, são anotados a carga crítica, o tipo de falha apresentada pelo material e o formato da fratura..
Mas se o material não for frágil, mas dúctil, essa resistência final não se manifestará facilmente, de modo que o teste não se prolonga indefinidamente, pois à medida que a tensão aumenta, o estado de tensão interna do corpo de prova para de ser uniforme. Nesse ponto, a validade do teste é perdida.
Para que os resultados sejam confiáveis, é necessário que as fibras internas do material permaneçam paralelas, mas o atrito interno faz com que as fibras se dobrem e a tensão seja homogênea..
A primeira coisa a fazer é considerar o tamanho inicial da amostra antes de iniciar o teste. Os tubos de ensaio mais curtos, chamados amostra de compressão, tendem a assumir a forma de um barril, enquanto os tubos de ensaio mais longos, chamados espécimes de coluna, eles incham.
Existe um critério conhecido como razão para esbeltez, que é o quociente entre o comprimento inicial Lou e o raio de giração Rg:
r = Lou / Rg
Vire Rg = √ (I / A) Onde I é o momento de inércia e A é a área da seção transversal.
Se a relação de esbeltez for menor que 40, funciona como corpo de prova de compressão e se for maior que 60 funciona como coluna. Entre 40 e 60 o espécime teria um comportamento intermediário que é preferível evitar, trabalhando com razões menores que 40 ou maiores que 60.
O teste de compressão é análogo ao teste de tração ou tração, só que em vez de esticar o corpo de prova até a ruptura, é a resistência à compressão que é testada neste momento..
O comportamento do material tende a diferir na compressão e na tração, e outra diferença importante é que as forças no ensaio de compressão são maiores do que no ensaio de tração..
Em um teste de compressão, por exemplo de uma amostra de alumínio, a curva tensão-deformação é ascendente, enquanto no teste de tensão ela sobe e depois desce. Cada material tem sua própria curva de comportamento.
Na compressão, a tensão é considerada negativa por convenção, assim como a deformação produzida, que é a diferença entre o comprimento final e o inicial. Por este motivo, uma curva tensão-deformação estaria no terceiro quadrante do plano, porém o gráfico é levado ao primeiro quadrante sem problemas.
Em geral, existem duas zonas bem diferenciadas: a zona de deformação elástica e a zona de deformação plástica..
É a região linear da figura, em que a tensão e a deformação são proporcionais, sendo a constante de proporcionalidade módulo de elasticidade do material, denotado como Y:
σ = Y. ε
Uma vez que ε é a deformação ΔL / Lou, não tem dimensões e as unidades de Y são as mesmas que as de esforço.
Quando o material trabalha nesta zona, se a carga for retirada, as dimensões do corpo de prova voltam às originais.
Compreende a parte não linear da curva da figura 5, embora a carga seja retirada, o corpo de prova não recupera suas dimensões originais, ficando permanentemente deformado. Duas regiões importantes são distinguidas no comportamento plástico do material:
-Produção: a deformação aumenta sem aumentar a carga aplicada.
-Deformação: se a carga continuar a aumentar, eventualmente a amostra se rompe.
A figura mostra a resposta do concreto em um ensaio de compressão (terceiro quadrante) e em um ensaio de tração (primeiro quadrante). É um material com resposta à compressão diferente da tensão..
A amplitude da resposta elástica linear do concreto à compressão é maior do que à tração, e a partir da extensão da curva percebe-se que o concreto é muito mais resistente à compressão. O valor de ruptura do concreto antes da compressão é 20 × 106 N / mdois.
Por esse motivo, o concreto é adequado para a construção de pilares verticais que devem resistir à compressão, mas não para vigas. O concreto pode ser reforçado por hastes de aço ou malha de metal mantida sob tensão enquanto o concreto seca.
É outro material com bom comportamento de compressão (curva AC no terceiro quadrante), mas frágil quando submetido à tração (curva AB no primeiro quadrante)..
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