Os ensaios de tração e compressão são procedimentos essenciais para verificar a qualidade dos materiais. Ajudam-nos a conhecer muitos parâmetros dos materiais. Muitas pessoas debatem a questão do ensaio de tração versus o ensaio de compressão quando se trata de testar materiais. No entanto, estes dois métodos de ensaio diferem um do outro.
O ensaio de tração diz respeito principalmente à capacidade do material para resistir à tração e ao estiramento. O ensaio de compressão consiste em comprimir o material para verificar as suas propriedades. Estes ensaios são efectuados com máquinas específicas. Neste artigo, abordarei os ensaios de tração e de compressão, salientando as suas principais diferenças.
Resumo básico do teste de tração e compressão
Os ensaios de tração e de compressão são, até certo ponto, semelhantes. Expõem o material a diferentes níveis de carga ou tensão. No entanto, o ensaio de tração envolve puxar e esticar o material. É útil conhecer a força máxima que um material pode suportar antes de se deformar permanentemente. Por outro lado, o ensaio de compressão preocupa-se principalmente com a compressão do material.
Neste teste, o material é exposto a uma grande força ou tensão. Curiosamente, esta força não puxa; em vez disso, empurra, aperta e pressiona. É útil compreender como o material se irá comportar quando exposto a tensões em condições reais. Estes testes dão-nos o valor exato dos seguintes parâmetros:
- Alongamento
- Resistência ao escoamento
- Ponto de fratura
- Comportamento de agarrar
- Resistência à compressão
O alongamento indica a elasticidade de qualquer material. O limite de elasticidade ajuda-nos a conhecer o ponto em que o material começa a deformar-se permanentemente. A resistência à compressão indica a força máxima que um material pode suportar sem quebrar. Estes ensaios ajudam a determinar a resistência máxima do material, após a qual este deixa de suportar tensões adicionais.
O testador de tração As máquinas de tração e compressão puxam e comprimem o material, respetivamente. Gradualmente, o aparelho de teste (máquina) aumenta a força (tensão). O operador regista o comportamento do material. A máquina de teste também apresenta um gráfico de tensão-deformação. Este gráfico indica-nos quando o material começa a deformar-se permanentemente e se parte. O operador regista diferentes parâmetros durante este teste.
Os engenheiros exigem estes parâmetros antes de utilizarem qualquer material para produzir vários produtos. Por exemplo, o ensaio de compressão é utilizado para avaliar a qualidade dos materiais utilizados em pontes e edifícios. Os engenheiros não utilizam um material se o seu alongamento, resistência à compressão e outros parâmetros forem desconhecidos.
Diferenças entre o teste de tração e o teste de compressão
Tanto os ensaios de tração como os de compressão ajudam-nos a conhecer diferentes parâmetros. Descrevem o comportamento de um material quando exposto a vários níveis de tensão. Desta forma, podemos utilizá-los expondo a tensão, o que é seguro para a sua estrutura. No entanto, os ensaios de tração e de compressão são diferentes uns dos outros. Vamos mergulhar e discutir todas as suas principais distinções.
1- Direção da força aplicada
Os ensaios de tração e de compressão diferem em termos da direção da força aplicada. O ensaio de tração envolve a aplicação de uma força para fora. Por outro lado, o teste de compressão consiste em aplicar uma força para dentro. Como sabe, o aparelho de ensaio de tração puxa o material pelas duas extremidades. A direção da força é para fora. A máquina de ensaio de compressão aplica força na direção ou para dentro. Aplica tensão ao material e verifica o seu comportamento. Assim, a força aplicada permanece na direção do material.
2- Tipo de stress produzido
Os ensaios de tração e de compressão lidam com dois tipos diferentes de tensões. O ensaio de tração gera tensão de tração. Por outro lado, os ensaios de compressão expõem o material a uma tensão de compressão. Trata-se sobretudo de comprimir o material.
A tensão de tração estica o material e verifica a sua elasticidade. Por outras palavras, esta tensão alonga o material. As partículas dos materiais ocupam mais espaço e afastam-se mais umas das outras. A tensão de compressão empurra, pressiona e encurta o material. Nestes casos, as partículas do material aproximam-se muito umas das outras devido à tensão ou força de compressão.
3- Configuração do equipamento
O ensaio de tração é realizado num máquina de teste universal (UTM). Este é fornecido com duas pegas. O material ou a amostra é fixado entre estas duas garras. Os operadores verificam o alinhamento para garantir uma leitura exacta. Ambas as pegas da máquina puxam a amostra e aplicam tensão. O operador regista então a tensão e o comportamento do material.
A máquina também regista o gráfico tensão-deformação, o que é muito útil. Fornece-nos diferentes pontos onde os materiais apresentam comportamentos distintos. Por outro lado, as máquinas de ensaio de compressão são fornecidas com placas planas. O espécime é colocado na máquina entre estas duas placas. As placas comprimem o material aplicando força sobre ele.
4- Comportamento de deformação
Como referido anteriormente, o ensaio de tração estica os materiais através da aplicação de força. Por conseguinte, o material torna-se mais fino à medida que é esticado. Tornar-se-á cada vez mais fino com o aumento da tensão. Haverá um momento em que se notará que um material está a sofrer um estrangulamento.
Nesta fase, o material terá uma área de secção transversal frágil. Outras partes do material terão uma área inferior a esse gargalo. O ensaio de compressão aplica uma força para comprimir o material. Como resultado, o material encurta e o seu tamanho diminui. Se o material for frágil, pode mesmo partir-se e estilhaçar-se.
5- Propriedades dos materiais medidos
Como já foi referido, ambos os métodos de ensaio ajudam-nos a conhecer diferentes parâmetros. No entanto, cada ensaio fornece-nos parâmetros diferentes para os materiais. O ensaio de tração inclui informações sobre os seguintes parâmetros:
- Resistência ao escoamento
- Ponto de fratura
- Comportamento de agarrar
- Alongamento (Ductilidade)
- Resistência à tração final (UTS)
- Módulo de Young (Módulo Elástico)
Todos estes parâmetros estão associados ao estiramento dos materiais. Por outro lado, o ensaio de compressão também nos fornece alguns parâmetros. Estes parâmetros dizem respeito principalmente a empurrar, comprimir e apertar. Aqui está a lista desses parâmetros-chave.
- Resistência à compressão
- Limite elástico em compressão
- Deformação, encurtamento e esmagamento
- Módulo de elasticidade Young (em compressão)
Lembre-se que a tensão de cedência e a tensão de compressão têm o mesmo significado para comportamentos diferentes. O limite de elasticidade é a força que um material suporta antes de se deformar permanentemente. Do mesmo modo, a resistência à compressão é a tensão ou a força máxima que o material suporta antes de se deformar ou falhar.
6- Materiais mais frequentemente testados
Ambos os ensaios diferem em termos dos materiais que testam. O ensaio de tração é geralmente adequado para os materiais que têm tendência para se alongarem. Sob tensão, estes materiais expandem-se tipicamente e aumentam de tamanho. Exemplos de tais materiais incluem plásticos, poliésteres, borracha e metais, ou seja, aço. Por outro lado, o teste de compressão não testa esses materiais.
Em vez disso, testa os materiais que são frágeis. Isto significa que estes materiais frágeis podem partir-se quando sujeitos a cargas extremas. Exemplos de tais materiais são a cerâmica, o betão, os tijolos, a madeira e outros. Estes materiais não se alongam quando lhes é aplicada força. Em vez disso, é mais provável que rachem e partam devido ao facto de a carga exceder o seu limite.
7- Presença de Necking
O estrangulamento é um fenómeno comum nos ensaios de tração. Como sabe, os materiais dúcteis, ao serem puxados, expandem-se e alongam-se. Se continuar a puxar, o material atingirá a sua resistência máxima à tração. Após esta fase, verá um estrangulamento do material. Algumas partes do material serão mais finas do que as restantes. Esta parte torna-se cada vez mais fina se continuar a puxar.
Esta parte fina do material é designada por gargalo. Geralmente, o material parte-se nesta parte fina (pescoço). No ensaio de compressão, o material é submetido a compressão e não a tração. Portanto, ele é empurrado e não ocorre estrangulamento nos materiais. Este estrangulamento só é típico em muitos materiais dúcteis, como os metais e os plásticos.
8- Custo e complexidade da configuração do teste
O ensaio de tração é geralmente mais dispendioso e complexo em comparação com o seu homólogo. A razão é que as máquinas de ensaio de tração são caras. Além disso, estas máquinas necessitam de garras que actuam como dispositivos de fixação. A máquina segura e puxa o material de ambas as extremidades e verifica a resistência à tração.
Se o material não estiver alinhado entre estes dispositivos, este teste não dará um resultado exato. O aparelho de ensaio de tração também utiliza extensómetros para medir o alongamento do material. Todos estes aspectos tornam o ensaio de tração um processo complexo e menos fácil de utilizar.
Por outro lado, o teste de compressão é simples. A máquina utilizada neste teste tem duas placas. O material é colocado entre estas placas. As placas comprimem então o material de ambos os lados e verificam o seu comportamento sob tensão. Além disso, estas máquinas são baratas, o que torna este ensaio económico.
perguntas frequentes
A tração é o mesmo que a compressão?
Não. A tração refere-se à elasticidade dos materiais. Os ensaios de tração verificam a elasticidade de um material sob tensão. A compressão refere-se ao processo de apertar ou empurrar um material. Este teste comprime o material e verifica o seu comportamento.
Qual é a diferença entre resistência à tração e resistência à compressão?
A resistência à tração indica a tensão máxima (tração) que um material pode suportar. Após este ponto, o material deformar-se-á permanentemente. Pelo contrário, a resistência à compressão é a tensão máxima de empurrão ou pressão que um material pode suportar. Após a resistência à compressão, o material irá fissurar e partir.
A mesma máquina pode efetuar ensaios de tração e de compressão?
Sim, a Máquina de Ensaio Universal (UTM) moderna é fornecida com garras e placas. As garras ajudam a efetuar ensaios de tração. Por outro lado, as placas presentes nestas máquinas ajudam a executar o ensaio de compressão. Anteriormente, dependíamos de duas máquinas diferentes para estes ensaios.
Conclusão
Os ensaios de compressão e de tração são amplamente utilizados em vários sectores. São diferentes uns dos outros e são utilizados para testar diferentes tipos de materiais. No entanto, a sua importância é igual e os engenheiros consideram-nos vitais para a sua tomada de decisões.
Lembre-se, os engenheiros só escolhem um material depois de conhecerem a sua resistência e capacidades. Neste artigo, discuti oito diferenças fundamentais entre estes testes. Lembre-se, o ensaio de tração envolve puxar e esticar os materiais. O ensaio de compressão consiste em aplicar pressão ao material e observar o seu comportamento sob tensão.