Ensaio de Compress o

Fratura de Materiais Frágeis no Ensaio de Compressão

Comportamento dos materiais frágeis no ensaio de compressão

Materiais dúcteis e materiais frágeis, especificamente metais, comportam-se diferentemente no ensaio de compressão. Enquanto os materiais frágeis rompem praticamente sem fase elástica, os materiais dúcteis sofrem grande deformação na fase plástica, às vezes sem atingir a ruptura. Abaixo se descreve o comportamento de cada tipo de material.

Figura 1
O objetivo deste trabalho é explicar porque a fratura em materiais frágeis neste tipo de ensaio ocorre num ângulo de aproximadamente 45°. Para isto, faremos uso de um método gráfico de engenharia conhecido como Círculo de Mohr, que é uma representação gráfica do tensor deformação de Cauchy. Vamos explica-lo na próxima seção.
Círculo de Mohr

A figura geométrica que satisfaz a todas estas condições simultaneamente é um círculo. A este círculo se dá o nome de Círculo de Mohr.

Figura 2

As equações gerais de transformação de tensão para o estado plano são dadas abaixo. Nelas, representa o ângulo do plano inclinado avaliado com o plano transversal do corpo de prova.

E substituindo por :

Num ensaio de compressão, temos apenas esforços axiais, aplicados ao longo de um eixo que definimos como y. Assim, = = 0. Logo, a expressão para o cisalhamento em um plano de inclinação no caso do ensaio de compressão torna-se:

Como pode-se observar, com tensão axial constante, essa tensão cisalhante varia unicamente com o ângulo . O valor de para o qual essa tensão é máxima é = 45°, pois . Assim:

Portanto, é no plano de 45° onde ocorre a concentração de maior tensão de cisalhamento, o que ocasiona a ruptura do material frágil com aproximadamente este ângulo.

Bibliografia

http://www.cimm.com.br/portal/

http://www.professores.uff.br/

F.P. Beer, E.R. Johnston Jr., Resistência dos Materiais (McGraw-Hill, São Paulo, 1989), 2ª ed.

SOUZA, Sérgio Augusto.