Mecânica dos Materiais Introdução Nos séculos passados, como a construção dos objectos era essencialmente artesanal, nãohavia um controlo de qualidade regular dos produtos fabricados. Avaliava-se a qualidade de uma lâmina de aço, a dureza de um prego, a pintura de um objecto simplesmente pelo próprio uso. Um desgaste prematuro que conduzisse à rápida quebra da ferramenta era o método racional que qualquer um aceitava para determinar a qualidade das peças, ou seja, a análise da qualidade era baseada no comportamento do objecto depois de pronto. O acesso a novas matérias-primas e o desenvolvimento dos processos de fabricação obrigaram à criação de métodos padronizados de produção, em todo o mundo. Ao mesmo tempo, desenvolveram-se processos e métodos de controlo de qualidade dos produtos. Actualmente, entende-se que o controlo de qualidade precisa começar pela matéria-prima e deve ocorrer durante todo o processo de produção, incluindo a inspecção e os ensaios finais nos produtos acabados. Nesse quadro, é fácil perceber a importância dos ensaios de materiais: é por meio deles que se verifica se os materiais apresentam as propriedades que os tornarão adequados ao seu uso. Que propriedades são essas, que podem ser verificadas nos ensaios? É possível que você já tenha analisado algumas delas ao estudar o módulo de Materiais ou mesmo em outras oportunidades. Para que servem os ensaios Se você parar para observar crianças brincando de cabo-de-guerra, ou uma dona de casa torcendo um pano de chão, ou ainda um ginasta fazendo acrobacias numa cama elástica, verá alguns exemplos de esforços a que os materiais estão sujeitos durante o uso. Veja a seguir a representação esquemática de alguns tipos de esforços que afectam os materiais. Tracção Torção Corte ou cisalhamento Mário Loureiro 1 Mecânica dos Materiais É evidente que os produtos têm de ser fabricados com as características necessárias para suportar esses esforços. Mas como saber se os materiais apresentam tais características? Realizando ensaios mecânicos! Os ensaios mecânicos dos materiais são procedimentos padronizados que compreendem testes, cálculos, gráficos e consultas a tabelas, tudo isso em conformidade com normas técnicas. Realizar um ensaio consiste em submeter um objecto já fabricado ou um material que vai ser processado industrialmente a situações que simulam os esforços que eles vão sofrer nas condições reais de uso, chegando a limites extremos de solicitação. Os ensaios podem ser realizados na própria oficina ou em ambientes especialmente equipados para essa finalidade: os laboratórios de ensaios. Os ensaios fornecem resultados gerais, que são aplicados a diversos casos, e devem poder ser repetidos em qualquer local que apresente as condições adequadas. São exemplos de ensaios que podem ser realizados na oficina: Ensaio por lima - É utilizado para verificar a dureza por meio do corte do cavaco. Quanto mais fácil é retirar o cavaco, mais mole o material. Se a ferramenta desliza e não corta, podemos dizer que o material é duro. Ensaio pela análise da centelha - É utilizado para fazer a classificação do teor de carbono de um aço, em função da forma das centelhas que o material emite ao ser desbastado num esmeril. Por meio desses tipos de ensaios não se obtêm valores precisos, apenas conhecimentos de características específicas dos materiais. Os ensaios podem ser realizados em protótipos, no próprio produto final ou em corpos de prova e, para serem confiáveis, devem seguir as normas técnicas estabelecidas. Imagine que uma empresa resolva produzir um novo tipo de tesoura, com lâmina de aço especial. Antes de lançar comercialmente o novo produto, o fabricante quer saber, com segurança, como será seu comportamento na prática. Para isso, ele ensaia as matérias-primas, controla o processo de fabricação e produz uma pequena quantidade dessas tesouras, que passam a ser os protótipos. Cada uma dessas tesouras será submetida a uma série de testes que procurarão reproduzir todas as situações de uso cotidiano. Por exemplo, o corte da tesoura pode ser testado em materiais diversos, ou sobre o mesmo material por horas seguidas. Os resultados são analisados e servem como base para o aperfeiçoamento do produto. Os ensaios de protótipos são muito importantes, pois permitem avaliar se o produto testado apresenta características adequadas à sua função. Os resultados obtidos nesses testes não podem ser generalizados, mas podem servir de base para outros objectos que sejam semelhantes ou diferentes. Já os ensaios em corpos de provas, realizados de acordo com as normas técnicas estabelecidas, em condições padronizadas, permitem obter resultados de aplicação mais geral, que podem ser utilizados e reproduzidos em qualquer lugar. Mário Loureiro 2 essas propriedades podem ser classificadas em dois grupos: 1. Quando você solta o pedal da embriaguem do carro. A estampagem de uma chapa de aço para fabricação de um capô de automóvel. por exemplo. Mesmo mole. Propriedades dos materiais Todos os campos da tecnologia. Corpo de prova é uma amostra do material que se deseja testar. ele volta à posição de origem graças à elasticidade da mola ligada ao sistema accionador do pedal. o plástico amolece e muda sua forma. com dimensões e forma especificadas em normas técnicas. sofre corrosão. Tomando como base as mudanças que ocorrem nos materiais. Se colocamos água fervente num copo descartável de plástico. Entre as propriedades físicas. e utilizada durante a fase de testes. A resistência à corrosão é uma propriedade química. Por outro lado. sem se romper. Plasticidade é a capacidade que um material tem de apresentar deformação permanente apreciável.Mecânica dos Materiais Protótipo é a versão preliminar de um produto. apresentando deformação ou ruptura. Mário Loureiro 3 . se deixarmos uma barra de aço-carbono (ferro + carbono) exposta ao tempo. só é possível em materiais que apresentem plasticidade suficiente. A elasticidade é um exemplo de propriedade mecânica. A propriedade de sofrer deformação sem sofrer mudança na composição química é uma propriedade física. 2-·químicas. estão intimamente ligados aos materiais e às suas propriedades. produzida em pequena quantidade. que se referem à forma como os materiais reagem aos esforços externos.físicas. observaremos a formação de ferrugem (óxido de ferro: ferro + oxigénio). em contacto com o ar. especialmente aqueles referentes à construção de máquinas e estruturas. O aço-carbono. Pode ser definida como a capacidade que um material tem de retornar à sua forma e dimensões originais quando cessa o esforço que o deformava. destacam-se as propriedades mecânicas. com mudança na sua composição química. o plástico continua com sua composição química inalterada. Corte 4.Impacto Ensaios não destrutivos são aqueles que após sua realização não deixam nenhuma marca ou sinal e. A classificação que adoptaremos neste módulo agrupa os ensaios em dois blocos: 1. Os ensaios não destrutivos tratados nas aulas deste módulo são: a) Visual Mário Loureiro 4 .) sem se romper.ensaios não destrutivos. Por essa razão. compressão.Compressão 3.Fluência 10. Tipos de ensaios mecânicos Existem vários critérios para classificar os ensaios mecânicos.Dureza 9. Para tanto.Fadiga 11.Embutimento 7.Mecânica dos Materiais Uma viga de uma ponte rolante deve suportar esforços de flexão sem se romper. nunca inutilizam a peça ou corpo de prova. Ensaios destrutivos são aqueles que deixam algum sinal na peça ou corpo de prova submetido ao ensaio. 2. flexão etc. é necessário que ela apresente resistência mecânica suficiente. mesmo que estes não fiquem inutilizados.ensaios destrutivos.Torção 8. Para determinar qualquer dessas propriedades é necessário realizar um ensaio específico.Flexão 6. por consequência. podem ser usados para detectar falhas em produtos acabados e semi-acabados.Dobramento 5. Resistência mecânica é a capacidade que um material tem de suportar esforços externos (tracção. Os ensaios destrutivos abordados nas próximas aulas deste módulo são: 1-Tracção 2. ...... cálculo da tensão Você com certeza já andou de elevador. Dizemos que esta propriedade mecânica se chama: ( ) resistência mecânica.......... mudança na composição química do material......... · física · química c) Resistência à corrosão é uma propriedade ...... pode causar sérios acidentes. um outro fato certamente chama a sua atenção: são os cabos de aço usados nesses equipamentos! Você faz ideia do esforço que esses cabos têm de aguentar ao deslocar estas cargas? Sabe como se chama esse esforço e como ele é calculado? Sabe que a determinação deste tipo de esforço e a especificação das dimensões de cabos estão entre os problemas mais frequentemente encontrados no campo da Mecânica? Tanto o super dimensionamento como o sub dimensionamento de produtos têm consequências que podem ser graves: o primeiro porque gera desperdício de material....... O ensaio mecânico mais importante para a determinação da resistência dos materiais é o ensaio de tracção.... além do prejuízo...... o segundo porque o produto vai falhar e.... Relacione correctamente os exemplos com os ensaios: 1.. · acarreta · não acarreta b) Resistência mecânica é uma propriedade .. Cessando o esforço.Ensaio destrutivo 2... uma ponte rolante transportando grandes cargas para lá e para cá... · química · mecânica d) À forma como os materiais reagem aos esforços externos chamamos de propriedade .... Essas considerações servem para ilustrar o quanto é importante conhecer a resistência dos materiais......Ensaio não destrutivo Ensaio por ultra-som Ensaio visual Ensaio de tracção Ensaio por lima Ensaio de dureza Ensaio de tracção. Além das grandes cargas movimentadas nessas situações....... que pode ser avaliada pela realização de ensaios mecânicos.. já observou uma carga sendo elevada por um guindaste ou viu..................... o material volta à sua forma original... com danos irreparáveis. ( ) elasticidade.... Mário Loureiro 5 ...... ( ) plasticidade.........Mecânica dos Materiais b) Líquido penetrante c) Partículas magnéticas d) Ultra-som e) Radiografia industrial Exercício 1 Complete as frases com a alternativa que as torna correctas: a) A propriedade física ... Exercício 3 Você estudou que os ensaios podem ser: destrutivos e não destrutivos.. maior consumo de energia e baixo desempenho... · química · mecânica Exercício 2 Marque com um X a resposta correcta.... Quando a força axial está dirigida para fora do corpo. A determinação das propriedades mecânicas dos materiais é obtida por meio de ensaios mecânicos. Este aumento de comprimento recebe o nome de alongamento. realizados no próprio produto ou em corpos de prova de dimensões e formas especificadas. A aplicação de uma força axial de tracção num corpo preso produz uma deformação no corpo. está no caminho certo.Mecânica dos Materiais Se você está interessado em aprofundar seus conhecimentos sobre esses assuntos. trata-se de uma força axial de tracção. as propriedades mecânicas constituem uma das características mais importantes dos metais em suas várias aplicações na engenharia. O corpo de prova é preferencialmente utilizado quando o resultado do ensaio precisa ser comparado com especificações de normas internacionais. isto é. dizemos que se trata de uma força axial. Ao mesmo tempo. Ficará sabendo o que se entende por tensão e deformação. visto que o projecto e a fabricação de produtos se baseiam principalmente no comportamento destas propriedades. Corpo de prova antes do ensaio à tracção Corpo de prova depois do ensaio à tracção Mário Loureiro 6 . um aumento no seu comprimento com diminuição da área da secção transversal. Veja o efeito do alongamento num corpo submetido a um ensaio de tracção. O ensaio de tracção consiste em submeter o material a um esforço que tende a alongá-lo até a ruptura. Nesta aula você terá oportunidade de conhecer as unidades de medida usadas nos ensaios mecânicos de tracção. até o momento em que se rompe. submetido a uma força. quais os limites de tracção que suportam e a partir de que momento se rompem. E aprenderá a fórmula para calcular a tensão a que estão submetidos os materiais durante o uso. Os ensaios de tracção permitem conhecer como os materiais reagem aos esforços de tracção. Quando esta força é aplicada na direcção do eixo longitudinal. No ensaio de tracção o corpo é deformado por alongamento. Antes da ruptura. Fique com a gente! Para que servem os ensaios de tracção Como você já sabe. Observe novamente a ilustração anterior. a força axial é perpendicular à secção transversal do corpo. Os esforços ou cargas são medidos na própria máquina de ensaio. a deformação Imagine um corpo preso numa das extremidades. segundo procedimentos padronizados por normas brasileiras e estrangeiras. como na ilustração ao lado. Repare que a força axial está dirigida para fora do corpo sobre o qual foi aplicada. Deformação plástica: é permanente. não voltando mais à sua forma original. Pode-se também indicar a deformação de maneira percentual. você fica sabendo que: A unidade mm/mm indica que ocorre uma deformação de 0. considera-se como área útil da secção deste material a soma das áreas de suas partes maciças. a tensão será representada pela letra T. Mário Loureiro 7 . denominada tensão.1 mm por 1 mm de dimensão do material. é mais frequentemente usado seu submúltiplo. submetido a uma força axial de tracção.4 mm2.Mecânica dos Materiais O alongamento é representado pela letra A e é calculado subtraindo-se o comprimento inicial do comprimento final e dividindo-se o resultado pelo comprimento inicial. porque a maioria das máquinas disponíveis possui escalas nesta unidade. após a realização dos ensaios.1 mm/mm ´ 100 = 10%. Porém. Tensão de tracção: o que é e como é medida A força de tracção actua sobre a área da secção transversal do material.73 mm2. No nosso exemplo: A = 0. No caso da medida de tensão. basta multiplicar o resultado anterior por 100. que se sucedem quando o material é submetido a uma força de tracção: a elástica e a plástica. o material recupera a deformação elástica. o milímetro quadrado (mm2).2 mm2. Assim. composto por 42 espiras de 1. Por exemplo: um cabo metálico para elevação de pesos.2 mm de comprimento. A unidade de medida de força adoptada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI) é o newton (N). que quer dizer: libra por polegada quadrada). a tensão foi medida em kgf/mm2 ou em psi (pound square inch. cuja área da secção é de 132. Para obter a deformação expressa em percentagem. Em linguagem matemática. ficou com 13. A unidade de medida de área é o metro quadrado (m2). tem como área útil 50. Uma vez cessados os esforços. o material volta à sua forma original. Tem-se assim uma relação entre essa força aplicada e a área do material que está sendo exigida. mas fica com uma deformação residual plástica. Neste módulo. Uma vez cessados os esforços. Suponha que você quer saber qual o alongamento sofrido por um corpo de 12 mm que. a tensão é expressa matematicamente como: Durante muito tempo. Há dois tipos de deformação. Aplicando a fórmula anterior. · Deformação elástica: não é permanente. A unidade quilograma-força (kgf) ainda é usada. os valores de força devem ser convertidos para newton (N). esta afirmação pode ser expressa pela seguinte igualdade: sendo que Lo representa o comprimento inicial antes do ensaio e Lf representa o comprimento final após o ensaio. Em outras palavras: Tensão (T) é a relação entre uma força (F) e uma unidade de área (S): T = F/S Dica Para efeito de cálculo da tensão suportada por um material. Exercício 2 Quando se realiza ensaio de tracção.102 kgf/mm2.4308 psi Calculando a tensão Um amigo. como você expressa esta mesma medida em MPa? Para dar sua resposta.Mecânica dos Materiais Com adopção do Sistema Internacional de Unidades (SI) essas unidades foram substituídas pelo pascal (Pa). podem ocorrer duas deformações. pediu a sua ajuda para calcular a tensão que deve ser suportada por um tirante de aço de 4 mm2 de secção. na sequência em que os fenómenos ocorrem no material. sabendo que o material estará exposto a uma força de 40 N.. Um múltiplo dessa unidade. Exercicio Sabendo que a tensão sofrida por um corpo é de 20 N/mm 2.... o megapascal (MPa). que após um ensaio de tracção passou a apresentar 16 cm de comprimento.. então 2. basta aplicar a fórmula: Portanto. T = N/mm2 Se você interpretou correctamente o quadro de conversões.. d) ( ) elástica e plástica. consulte o quadro de conversões.. que está a montar uma oficina de manutenção mecânica.. se o seu Amigo quiser saber a resposta em megapascal. Veja a conversão desta mesma medida para: kgf/mm2 se 1 MPa = 0. o resultado será 10 MPa. d) ( ) o alongamento do corpo ensaiado. Mas. Resposta: . se achar necessário. c) ( ) plástica e regular... b) ( ) plástica e normal. Assinale com um X quais são elas..... a) ( ) plástica e elástica. Veja no quadro de conversões a seguir a correspondência entre essas unidades de medida. c) ( ) o diâmetro do material ensaiado. Expresse a resposta de forma percentual. b) ( ) a impressão causada por um penetrador. sua resposta deve ter sido 20 MPa. Exercício 1 Assinale com um X a(s) resposta(s) que completa(m) a frase correctamente: O ensaio de tracção tem por finalidade(s) determinar: a) ( ) o limite de resistência à tracção. vem sendo utilizado por um número crescente de países. a tensão que o cabo deverá suportar é de 10 N/mm2.04 kgf/mm2 e para: psi se 1 kgf/mm2 = 1422. então: 20 MPa = 2..27 psi. Exercício 4 Mário Loureiro 8 .04 kgf/mm2 = 2901.. Sabendo qual a força aplicada (F = 40 N) e qual a área da secção do tirante (S = 4 mm 2).... Exercício 3 Calcule a deformação sofrida por um corpo de 15 cm. Quando o ensaio de tracção é realizado num laboratório. Pare de aplicar a força por um instante. o elástico não volta mais à forma original. Diagrama tensão-deformação Quando um corpo de prova é submetido a um ensaio de tracção. com equipamento adequado. Mas o que nos interessa para a determinação das propriedades do material ensaiado é a relação entre tensão e deformação. ao mesmo tempo em que o elástico vai se alongando./S o podemos obter os valores de tensão para montar um gráfico que mostre as relações entre tensão e deformação. Veja que. são indicados no eixo das abcissas (x) e os valores de tensão são indicados no eixo das ordenadas (y). No ensaio de tracção convencionou-se que a área da secção utilizada para os cálculos é a da secção inicial (So). Volte a traccionar um dos lados. Limite elástico Observe o diagrama ao lado. em MPa. A curva resultante apresenta certas características que são comuns a diversos tipos de materiais usados na área da Mecânica. vá aplicando. A primeira delas é o limite elástico. como mostra a ilustração. a máquina de ensaio fornece um gráfico que mostra as relações entre a força aplicada e as deformações ocorridas durante o ensaio. Analisando o diagrama tensão-deformação passo a passo. sofrida por um corpo com 35 mm2 que está sob efeito de uma força de 200 kgf? Ensaio de tracção: Propriedades mecânicas avaliadas Segure um pedaço de elástico com as duas mãos. Observe como o elástico tende a retornar à sua forma original quando a força é aliviada. Ops! O elástico se rompeu. Este ponto representa o limite elástico. consequentemente. Algumas informações são registadas durante a realização do ensaio e outras são obtidas pela análise das características do corpo de prova após o ensaio. Você está com dois pedaços. Os dados relativos às forças aplicadas e deformações sofridas pelo corpo de prova até a ruptura permitem traçar o gráfico conhecido como diagrama tensão-deformação. devagar. você vai ficar a conhecer cada uma das propriedades que ele permite determinar. Este gráfico é conhecido por diagrama tensão-deformação. representados pela letra grega minúscula e (epsílon). Isso que você acabou de fazer pode ser considerado uma forma rudimentar de ensaio de tracção. para projectos e cálculos de estruturas.Mecânica dos Materiais Sabendo que a tensão de um corpo é igual a 12 N/mm2. aplicando a fórmula T = F. mantendo um dos lados fixos. uma força de tracção do lado oposto. sua secção se estreita. a quanto corresponde essa tensão em kgf/mm2? Exercício 5 Qual a tensão. Depois. Os valores de deformação. Note que foi marcado um ponto A no final da parte recta do gráfico. Continue traccionando mais um pouco. Agora não tem mais jeito! Mesmo que você pare de traccionar. ele permite registrar informações importantes para o cálculo de resistência dos materiais a esforços de tracção e. um em cada mão. Mário Loureiro 9 . Você já sabe que a tensão (T) corresponde à força (F) dividida pela área da secção (S) sobre a qual a força é aplicada. Assim. uma em cada ponta. Juntando os dois pedaços você notará que eles estão maiores que o pedaço original. menor será a deformação elástica resultante da aplicação de uma tensão e mais rígido será o material. considera-se que o limite de proporcionalidade e o limite de elasticidade são coincidentes. a partir do qual a deformação deixa de ser proporcional à carga aplicada. onde E é a constante que representa o módulo de elasticidade. que é o ponto representado no gráfico a seguir por A. O módulo de elasticidade é a medida da rigidez do material. até atingir um valor máximo num ponto chamado de limite de resistência (B). Limite de resistência Após o escoamento ocorre o encruamento. mas com aumento da velocidade de deformação. ou lei de Hooke. Exemplificando: se aplicarmos uma tensão de 10 N/mm 2 e o corpo de prova se alongar 0.1%. obteremos sempre um valor constante. a lei de Hooke só vale até um determinado valor de tensão. onde K = T/e. Em 1678. sir Robert Hooke descobriu que uma mola tem sempre a deformação (e) proporcional à tensão aplicada (T). que é um endurecimento causado pela quebra dos grãos que compõem o material quando deformados a frio. como faz um elástico. desenvolvendo assim a constante da mola (K). Escoamento Terminada a fase elástica. tem início a fase plástica. Para calcular o valor do limite de resistência (LR). O material resiste cada vez mais à tracção externa. em qualquer ponto. Coeficiente de Poisson A relação entre a contracção transversal e o alongamento é dita coeficiente de Poisson µ: µ = εt / ε Limite de proporcionalidade Porém.. o corpo volta à sua forma original.Mecânica dos Materiais O limite elástico recebe este nome porque. na qual ocorre uma deformação permanente no material. basta aplicar a fórmula: Mário Loureiro 10 . ao aplicarmos uma força de 100 N/mm2 o corpo de prova se alongará 1%. Esta propriedade é muito importante na selecção de materiais para fabricação de molas. Na prática. Este valor constante é chamado módulo de elasticidade. A expressão matemática dessa relação é: . se o ensaio for interrompido antes deste ponto e a força de tracção for retirada. exigindo uma tensão cada vez maior para se deformar. denominado limite de proporcionalidade. No início da fase plástica ocorre um fenómeno chamado escoamento. a tensão recomeça a subir. se dividirmos a tensão pela deformação. Durante o escoamento a carga oscila entre valores muito próximos uns dos outros. Suas deformações são directamente proporcionais às tensões aplicadas. Na fase elástica os metais obedecem à lei de Hooke. Quanto maior for o módulo. Módulo de elasticidade Na fase elástica. mesmo que se retire a força de tracção. O escoamento caracteriza-se por uma deformação permanente do material sem que haja aumento de carga. Nessa fase. Exercício 2 Compare as regiões das fracturas dos corpos de prova A e B. chega-se à ruptura do material. mais dúctil será o material. Agora você já tem condições de analisar todos esses elementos representados num mesmo diagrama de tensão-deformação. Estricção É a redução percentual da área da secção transversal do corpo de prova na região onde vai se localizar a ruptura. Quanto maior for a percentagem de estricção. que representa o limite de resistência___ Marque com um X a resposta correcta. c) (__ ) o limite de resistência.Mecânica dos Materiais Limite de ruptura Continuando a tracção. Exercício 1 Analise o diagrama de tensão-deformação de um corpo de prova de aço e indique: a) o ponto A. que ocorre num ponto chamado limite de ruptura (C). b) ( __) a estricção. devido à diminuição da área que ocorre no corpo de prova depois que se atinge a carga máxima. d) ( __) o limite de ruptura. apresentados a seguir. Note que a tensão no limite de ruptura é menor que no limite de resistência. Depois responda: qual corpo de prova representa material dúctil (elástico)? Exercício 3 Analise o diagrama tensão-deformação abaixo e assinale qual a letra que representa a região de escoamento. A() B() C() D() Exercício 4 A fórmula ao lado permite calcular: a) (__) o limite de escoamento. Exercício 5 Dois materiais (A e B) foram submetidos a um ensaio de tracção e apresentaram as seguintes curvas de tensão-deformação: Qual dos materiais apresenta maior deformação permanente? A ( __) B ( __) Mário Loureiro 11 . como na figura a seguir. A estricção determina a ductilidade do material. que representa o limite de elasticidade___ b) o ponto B. 6 98 118 98 64 µ 0. Este valor é afectado pelo comprimento do corpo de prova. os resultados obtidos para um mesmo material são semelhantes e reprodutíveis onde quer que o ensaio seja executado. As normas técnicas mais utilizadas pelos laboratórios de ensaios provêm das seguintes instituições: ABNT . Metal Aços Alumínio Bronze Cobre Ferro fundido Latão E (GPa) 206 68. pelo seu formato. Normas técnicas Quando se trata de realizar ensaios mecânicos.Deutsches Institut für Normung ISO .American Society for Testing and Materials BSI .Japanese Industrial Standards SAE . os ensaios têm maior significado pois procuram simular as condições de funcionamento do mesmo.Mecânica dos Materiais Ensaio de tracção: procedimentos normalizados Hoje em dia é comum encontrar uma grande variedade de artigos importados em qualquer supermercado e até mesmo em pequenas lojas: são produtos electrónicos panelas antiaderentes. Portanto. o alongamento é uma medida da sua ductilidade. o qual leva em consideração as incertezas. não só provenientes da determinação das propriedades dos materiais. A crescente internacionalização do comércio de produtos põe em destaque a importância da normalização dos ensaios de materiais. Mas na prática isso nem sempre é realizável. seguindo-se sempre o mesmo método.Society of Automotive Engineers Abaixo valores típicos de E (módulo de elasticidade ) e µ (Poisson)para alguns metais. exigem na fase de projecto das estruturas a introdução de um factor multiplicativo chamado coeficiente de segurança.International Organization for Standardization JIS . Confiabilidade dos ensaios Os ensaios não indicam propriedades de uma maneira absoluta. no ensaio de tracção de um corpo de prova de aço. é necessário recorrer à confecção de corpos de prova.American Society of Mechanical Engineer ASTM . os resultados assim obtidos teriam apenas uma importância particular para aquele produto. independentemente das estruturas em que serão utilizados.33 0. as normas mais utilizadas são as referentes à especificação de materiais e ao método de ensaio. porque não reproduzem totalmente os esforços a que uma peça é submetida. utilidades domésticas e uma infinidade de quinquilharias fabricadas pelos chineses.34 0. em serviço.Comissão Panamericana de Normas Técnicas DIN . Além disso. Qualquer que seja a procedência do produto.33 0. Por exemplo.Association Française de Normalisation ASME . Para determinarmos as propriedades dos materiais. em qualquer lugar do mundo. Quando realizados no próprio produto. Os resultados obtidos dependem do formato do corpo de prova e do método de ensaio adoptado. quando não são suficientemente representativos dos comportamentos em serviço. mas também da precisão das hipóteses teóricas referentes à existência e ao cálculo das tensões em toda a estrutura. os resultados dos ensaios. pela velocidade de aplicação da carga e pelas imprecisões do método de análise dos resultados do ensaio. os testes pelos quais ele passou em seu país de origem devem poder ser repetidos.Associação Brasileira de Normas Técnicas AFNOR .37 Equipamento para o ensaio de tracção Mário Loureiro 12 .30 0. Um método descreve o correcto procedimento para se efectuar um determinado ensaio mecânico.British Standards Institution COPANT . Desse modo.25 0. nas mesmas condições. em papel milimétrico. dependendo da forma e tamanho do produto acabado do qual foram retirados. Suas dimensões devem ser adequadas à capacidade da máquina de ensaio. Dinamómetro é um equipamento utilizado para medir forças. movida pela pressão de óleo. é a região onde são feitas as medidas das propriedades mecânicas do material. A máquina de tracção é hidráulica. Devem ter secção maior do que a parte útil para que a ruptura do corpo de prova não ocorra nelas. Fixa-se o corpo de prova na máquina por suas extremidades. numa posição que permite ao equipamento aplicar-lhe uma força axial para fora. que servem para fixar o corpo de prova à máquina de modo que a força de tracção actuante seja axial. Normalmente utilizam-se corpos de prova de secção circular ou de secção rectangular. à medida em que o ensaio é realizado. Os tipos de fixação mais comuns são: Mário Loureiro 13 . A máquina de ensaio possui um registrador gráfico que vai traçando o diagrama de força e deformação. identificada no desenho anterior por Lo. como mostram as ilustrações a seguir. que tem este nome porque se presta à realização de diversos tipos de ensaios. Corpos de prova O ensaio de tracção é feito em corpos de prova com características especificadas de acordo com normas técnicas. de modo a aumentar seu comprimento. A parte útil do corpo de prova. As cabeças são as regiões extremas.Mecânica dos Materiais O ensaio de tracção geralmente é realizado na máquina universal. Analise cuidadosamente a ilustração a seguir. Suas dimensões e formas dependem do tipo de fixação à máquina. que mostra os componentes básicos de uma máquina universal de ensaios. e está ligada a um dinamómetro que mede a força aplicada ao corpo de prova. pois umas são afectadas pelas outras. Por fim. Corpos de prova com secção rectangular são geralmente retirados de placas. Por acordo internacional. deve-se medir o diâmetro do corpo de prova em dois pontos no comprimento da parte útil. podem ser retirados corpos de prova com a solda no meio ou no sentido longitudinal da solda. Assim preparado. Os valores obtidos no ensaio não representam as propriedades nem de um nem de outro material. chapas ou lâminas. Os ensaios dos corpos de prova soldados normalmente determinam apenas o limite de resistência à tracção. O limite de resistência à tracção também é afectado por esta interacção. como você pode observar nas figuras a seguir. Isso porque. Não sendo possível a retirada de um corpo de prova deste tipo. Preparação do corpo de prova para o ensaio de tracção O primeiro procedimento consiste em identificar o material do corpo de prova. tensiona-se simultaneamente dois materiais de propriedades diferentes (metal de base e metal de solda). o comprimento da parte útil dos corpos de prova utilizados nos ensaios de tracção deve corresponder a 5 vezes o diâmetro da secção da parte útil. o corpo de prova estará pronto para ser fixado à máquina de ensaio. Num corpo de prova de 50 mm de comprimento. as marcações devem ser feitas de 5 em 5 milímetros. Segundo a ABNT. utilizando um micrómetro. Em materiais soldados. ao efectuar o ensaio de tracção de um corpo de prova com solda. deve-se adoptar um corpo com dimensões proporcionais a essas. Corpos de prova podem ser obtidos a partir da matériaprima ou de partes específicas do produto acabado. Suas dimensões e tolerâncias de fabrico são normalizadas pela ISO/R377 enquanto não existir norma brasileira correspondente. e calcular a média. Mário Loureiro 14 . traçar as divisões no comprimento útil. Depois. sempre que possível um corpo de prova deve ter 10 mm de diâmetro e 50 mm de comprimento inicial. mas é determinado mesmo assim para finalidades práticas. deve-se riscar o corpo de prova. isto é.Mecânica dos Materiais Entre as cabeças e a parte útil há um raio de concordância para evitar que a ruptura ocorra fora da parte útil do corpo de prova (Lo). As relações que valem para a tracção valem também para a compressão. Na fase de deformação elástica. c) ( __) Os valores obtidos nos ensaios de tracção de materiais soldados são válidos apenas para o metal de base. não se costuma utilizar ensaios de compressão para os metais. Na fase de deformação plástica. Às vezes. os corpos de prova são submetidos a uma força axial para dentro. É também recomendado para produtos acabados. é afectado pela interacção do metal de base e do metal de solda. como molas e tubos. o corpo volta ao tamanho original quando se retira a carga de compressão.uma fixa e outra móvel. como ferro fundido. a grande exigência requerida para um projecto é a resistência à compressão. ao mesmo tempo. Nos ensaios de compressão. o corpo retém uma deformação residual depois de ser descarregado. b) (__ ) Nos ensaios de corpos de prova de materiais soldados são tensionados. Ensaio de compressão Podemos observar o esforço de compressão na construção mecânica. que tende a provocar um encurtamento do corpo submetido a este esforço. O que a compressão e a tracção têm em comum De modo geral. você ficará sabendo quais as razões que explicam o pouco uso dos ensaios de compressão na área da mecânica. a) (__ ) É possível retirar corpos de prova de materiais soldados para ensaios de tracção. Porém. o projectista deve especificar um material que possua boa resistência à compressão. Nos ensaios de compressão. Nesses casos. Estudando os assuntos desta aula. o ensaio de compressão pode ser executado na máquina universal de ensaios. dois materiais com propriedades diferentes. já estudado nas aulas anteriores. podemos dizer que a compressão é um esforço axial. a lei de Hooke também vale para a fase elástica da deformação. O ensaio de compressão é o mais indicado para avaliar essas características. com a adaptação de duas placas lisas . bases de máquinas. Do mesmo modo que o ensaio de tracção. principalmente quando se trata de materiais frágeis. e ficará a par dos procedimentos para a realização do ensaio de compressão. analisará as semelhanças entre o esforço de compressão e o esforço de tracção. madeira.Mecânica dos Materiais Exercício Assinale com um X a única frase falsa sobre ensaios de corpos de prova com solda. barramentos etc. e é possível determinar o módulo de elasticidade para diferentes materiais. nos ensaios de tracção de materiais soldados. que não se deforme facilmente e que assegure boa precisão dimensional quando solicitado por esforços de compressão. distribuída de modo uniforme em toda a secção transversal do corpo de prova. Isso significa que um corpo submetido a compressão também sofre uma deformação elástica e a seguir uma deformação plástica. pedra e concreto. Mário Loureiro 15 . É entre elas que o corpo de prova é apoiado e mantido firme durante a compressão. d) ( __) O limite de resistência à tracção. principalmente em estruturas e em equipamentos como suportes. 15165% em seu comprimento. Limitações do ensaio de compressão O ensaio de compressão não é muito utilizado para os metais em razão das dificuldades para medir as propriedades avaliadas neste tipo de ensaio.909 mm. Para diminuir esse problema.000 MPa. é possível calcular a tensão de compressão aplicando a fórmula: Para calcular a deformação sofrida pelo corpo de prova aplicando a fórmula.0015165 * 100 = 0.Mecânica dos Materiais Na compressão. Mas sabemos que o módulo de elasticidade deste aço é de 210. Se for aplicada uma força F de 100. podendo levar a erros. as fórmulas para cálculo da tensão.15165%. A deformação lateral do corpo de prova é barrada pelo atrito entre as superfícies do corpo de prova e da máquina. Portanto. da deformação e do módulo de elasticidade são semelhantes às que já foram demonstradas em aulas anteriores para a tensão de tracção.000 N. é Mário Loureiro 16 . de 0. Os valores numéricos são de difícil verificação. Então podemos calcular a deformação isolando esta variável na fórmula do módulo de elasticidade: Para obter a deformação em valor percentual.000 MPa. ou seja: 0.09099 mm. Exemplo de cálculo: Um corpo de prova de aço com diâmetro d = 20 mm e comprimento L = 60 mm será submetido a um ensaio de compressão. Em primeiro lugar. Como se trata de um ensaio de compressão. você deve calcular a área da secção do corpo de prova aplicando a fórmula: Conhecendo a área da secção. qual a tensão absorvida pelo corpo de prova (T) e qual a deformação do mesmo (e)? O módulo de elasticidade do aço (E) é igual a 210. Um problema que sempre ocorre no ensaio de compressão é o atrito entre o corpo de prova e as placas da máquina de ensaio. esta variação será no sentido do encurtamento. precisamos do comprimento inicial (60 mm) e do comprimento final. que ainda não conhecemos. basta multiplicar o resultado anterior por 100. Isso significa que o corpo sofrerá uma deformação de 0. o comprimento final do corpo de prova será de 59. ou seja. onde K = π2 E J / L2 O factor K. que devem ter de 3 a 8 vezes o valor de seu diâmetro. Portanto. As propriedades mecânicas mais avaliadas por meio do ensaio são: limite de proporcionalidade. encurvamento do corpo de prova. Dependendo das formas de fixação do corpo de prova. prensas de corte. Isso decorre da instabilidade na compressão do metal dúctil. que envolve corte de chapas. E podemos comparar em relação à forca aplicada F: • se F ≤ K. Essa deformação lateral prossegue com o ensaio até o corpo de prova se transformar num disco. mas já praticou o cisalhamento muitas vezes em sua vida. Ao ocorrer o corte. limite de escoamento e módulo de elasticidade. E ficará sabendo como são feitos os ensaios de cisalhamento de alguns componentes mais sujeitos aos esforços cortantes. dependendo do grau de ductilidade do material. No caso de metais. A força que produz o corte Mário Loureiro 17 .Mecânica dos Materiais necessário revestir as faces superior e inferior do corpo de prova com materiais de baixo atrito (parafina. isto é. Ensaio de compressão em materiais dúcteis Nos materiais dúcteis a compressão vai provocando uma deformação lateral apreciável. significando que a flambagem ocorre. Ensaio de corte ou cisalhamento Pode ser que você não tenha se dado conta. Em alguns materiais muito dúcteis esta relação pode chegar a 1:1 (um por um). estamos fazendo o cisalhamento. uma sobre a outra. A flambagem ocorre principalmente em corpos de prova com comprimento maior em relação ao diâmetro. Afinal. ao fatiar um pedaço de queijo ou cortar aparas do papel com uma guilhotina. isto é. podemos praticar o cisalhamento com tesouras. f/L é real. teflon etc). Outro problema é a possível ocorrência de flambagem. não há flambagem.K/F). sem que ocorra a ruptura. principalmente na estamparia. K representa o limite para a flambagem elástica de uma barra comprimida. • se F > K. conforme mostra a figura ao lado. ao cortar um tecido. é denominado força de flambagem de Euler. Por esse motivo. Equação básica da flambagem elástica f/L = (1/2) √ (1 . A esse fenómeno damos o nome de corte. é necessário limitar o comprimento dos corpos de prova. ou nas uniões de chapas por solda. É por isso que o ensaio de compressão de materiais dúcteis fornece apenas as propriedades mecânicas referentes à zona elástica. há diversas possibilidades de encurvamento. para garantir que o esforço de compressão se distribua uniformemente. onde a força cortante é o principal esforço que as uniões vão ter de suportar. Outro cuidado a ser tomado para evitar a flambagem é o de garantir o perfeito paralelismo entre as placas do equipamento utilizado no ensaio de compressão. f/L é nulo ou imaginário. Deve-se centrar o corpo de prova no equipamento de teste. Saber até onde vai esta resistência é muito importante. Todo material apresenta certa resistência ao corte. as partes se movimentam paralelamente. Nesta aula você ficará conhecendo dois modos de calcular a tensão de corte: realizando o ensaio de corte e utilizando o valor de resistência à tracção do material. dispositivos especiais ou simplesmente aplicando esforços que resultem em forças cortantes. por rebites ou por parafusos. separando-se. que tem a dimensão de força. por escorregamento. sem necessidade de recorrer ao ensaio de cisalhamento. No caso do corte. parafusos.Mecânica dos Materiais Ao estudar os ensaios de tracção e de compressão. Sabemos que a tensão de cisalhamento que cada rebite suporta é igual a: Ainda não sabemos qual é o número de rebites necessários. A tensão de corte será então distribuída pela área de cada rebite. A resistência de um material ao cisalhamento. Tensão de cisalhamento A tensão de cisalhamento será aqui identificada por TC. à qual se adaptam alguns dispositivos. cordões de solda. pode ser determinada por meio do ensaio de cisalhamento. Como resposta ao esforço cortante. Do mesmo modo que nos ensaios de tracção e de compressão. provoca o corte. tais como pinos. multiplicada pelo número de rebites (S ´ n). por isso vamos chamá-lo de n. a força é aplicada ao corpo na direcção perpendicular ao seu eixo longitudinal. a velocidade de aplicação da carga deve ser lenta. Para ensaios de pinos. em função das necessidades. Quando é o caso. Normalmente o ensaio é realizado na máquina universal de ensaios. como mostra a ilustração a seguir. nos dois casos. a força aplicada sobre os corpos de prova actua ao longo do eixo longitudinal do corpo. Como é feito o ensaio de corte A forma do produto final afecta sua resistência ao cisalhamento. Para calcular a tensão de corte. rebites. como o cálculo do número de rebites necessários para unir duas chapas. É também por isso que não existem normas para especificação dos corpos de prova. cada empresa desenvolve seus próprios modelos. usamos a fórmula: corpo. barras e chapas. o material desenvolve em cada um dos pontos de sua secção transversal uma reacção chamada resistência ao cisalhamento. dependendo do tipo de produto a ser ensaiado. Consequentemente. você ficou sabendo que. onde F representa a força cortante e S representa a área do O conhecimento da relação entre a tensão de cisalhamento e a tensão de tracção permite resolver inúmeros problemas práticos. rebites e parafusos utiliza-se um dispositivo como o que está representado simplificadamente na figura ao lado. Esta força cortante. a fórmula para cálculo da tensão de cisalhamento sobre as chapas será expressa por: Mário Loureiro 18 . dentro de uma determinada situação de uso. aplicada no plano da secção transversal (plano de tensão). É por essa razão que o ensaio de cisalhamento é mais frequentemente feito em produtos acabados. Imagine que precisemos unir duas chapas. para não afectar os resultados do ensaio. uma sobre a outra..000 N · o diâmetro (D) de cada rebite é de 4 mm · a tensão de tracção (T) suportada por cada rebite é 650 MPa Apesar de não termos o valor da tensão de corte dos rebites... mas sabemos que ela equivale a 75% da tensão de tracção. que é conhecida..... normalmente são adaptados na máquina de .. Sabendo que essas chapas deverão resistir a uma força cortante de 30.. Qual a tensão de corte no rebite? Exercício 5 Duas chapas de aço deverão ser unidas por meio de rebites.. sempre aproximamos o resultado para maior.. que é o factor que nos interessa descobrir...... Exercício 1 No cisalhamento.. :as chapas suportarão uma força cortante (F) de 20. Exercício 4 Um rebite é usado para unir duas chapas de aço..75 T Þ TC = 0... Assim..... Então......000 N e que o número máximo de rebites que podemos colocar na junção é 3. chegamos à fórmula para o cálculo do número de rebites: Exemplo em que a realização de sucessivos ensaios mostrou que existe uma relação constante entre a tensão de cisalhamento e a tensão de tracção. Exercício 3 Os dispositivos utilizados no ensaio de corte. Algumas propriedades dos materiais Resiliência é a propriedade de um corpo de devolver a energia armazenada devido a uma determinada deformação..... basta transportar os valores conhecidos para a fórmula: Como N/mm2 é igual a MPa.....000 N. podemos concluir que precisamos de 4 rebites para unir as duas chapas anteriores... o número de rebites será: n = 3. Na prática. Mário Loureiro 19 . O diâmetro do rebite é de 6 mm e o esforço cortante é de 10..... podemos calcular: TC = 0.. considera-se a tensão de cisalhamento (TC) equivalente a 75% da tensão de tracção (T).......5 MPa Agora..266 rebites Por uma questão de segurança.Mecânica dos Materiais Isolando o n.. qual deverá ser o diâmetro de cada rebite? (A tensão de tracção do material do rebite é de 650 MPa)......... as partes a serem por ...75 * 650 Þ TC = 487.. cortadas se movimentam paralelamente Exercício 2 A força que faz com que ocorra o cisalhamento é chamada de força ... podemos retirar estas unidades. Então. da estrutura granular. trincas etc. que produzem fendas. produzindo um esforço de flexão alternado. trefilado com mais facilidade. de uma liga de alumínio e a baixo. O tratamento térmico adequado aumenta não somente a resistência estática.) também diminuem a resistência à fadiga. Tratamentos superficiais (cromagem. etc. É consequência de esforços alternados. recozimento superficial. como engrenagens. A fadiga é um processo progressivo mas a ruptura é brusca e. É uma propriedade desejável para casos de peças sujeitas a choques e impactos. é possível elaborar um gráfico relacionando o número de ciclos até a ruptura com a tensão de flexão A curva de cima é típica de um aço-carbono 0. O limite de fadiga depende da composição. a curva do meio. Defeitos superficiais causados por polimento (queima superficial de carbono nos aços. Isto significa que um material dúctil pode ser.) diminuem a resistência à fadiga. das condições de conformação mecânica.Mecânica dos Materiais Tenacidade é a capacidade do material de absorver energia devido à deformação até a ruptura. por introduzirem grandes mudanças nas tensões residuais. resultando em tensões residuais que tendem a diminuir a resistência à fadiga. Portanto. não é difícil imaginar o perigo que pode representar. como também o limite de fadiga. em geral na superfície. Os rolamentos externos são fixos em apoios e os internos recebem uma carga P. maior a deformação de ruptura (εr). O encruamento dos aços dúcteis aumenta o limite de fadiga. niquelagem etc. assim. devido à rotação do corpo de prova. na região elástica. o contador deixa de ser accionado e sua indicação é o número de ciclos que o corpo suportou com a carga P. além de conferirem porosidade ao metal. É também em geral uma característica não definida numericamente.05. aumentam a concentração de tensões. devido à concentração de tensões. A área de ruptura C tem um aspecto distinto da restante. tratamentos superficiais endurecedores podem aumentar a resistência à fadiga. Por outro lado.5% C endurecido. repetindo o ensaio para diversos valores de P. é possível calcular a tensão de flexão em função de P. correntes. Mário Loureiro 20 . de um ferro fundido. Assim. O contrário da ductilidade é a fragilidade. uma vez que cargas variáveis ocorrem em inúmeros casos. Um ensaio de fadiga por flexão pode ser feito com um arranjo conforme Figura Um motor gira um corpo de prova C. isto é. Dadas as dimensões do corpo de prova. Factores que influenciam a resistência à fadiga Uma superfície mal acabada contém irregularidades que. que se forma gradualmente. Alguns autores consideram dúctil o material com deformação de ruptura acima de 0. do tratamento térmico etc. Outra propriedade bastante usada no estudo de materiais é a ductilidade. um ciclo completo de flexão alternada é aplicado a cada volta do eixo e o número de voltas é registrado pelo contador A. A fractura por fadiga é facilmente identificável. Quanto mais dúctil um material. como se fossem um entalhe. Quando o corpo se parte por fadiga. por exemplo. Ensaio de fadiga Fadiga é uma falha que pode ocorrer sob solicitações bastante inferiores ao limite de resistência do metal. Foram desenvolvidos então ensaios específicos para impactos. deve-se dar preferência a ligas de alta ductilidade. deve-se evitar a concentração de tensões. térmicos ou similares. pois a acção corrosiva de um meio químico acelera a velocidade de propagação da fenda. pontos moles etc. nós os submetemos permanentemente a ensaios de fadiga. Este fato se tornou relevante durante a segunda guerra mundial. como cantos vivos. pois este ensaio fornece informações que afectam directamente a segurança do consumidor. mas a relação pode não ser conclusiva. devem ser eliminados. por meio de processos mecânicos. uma vez liberado e na ausência do corpo de prova. pode dar uma ideia da sua resistência ao impacto. De tudo que foi dito sobre fadiga nesta aula. considerando que a resistência aos mesmos é grandemente afectada pela existência de trincas ou entalhes e pela velocidade de aplicação da carga. encontros de paredes. onde a deformação pode ser facilmente controlada. consequentemente. quando navios passaram a usar chapas soldadas no lugar da tradicional construção rebitada. no uso normal dos produtos. Supomos que o pêndulo seja levado até uma posição tal que o seu centro de gravidade fique a uma altura h0 em relação a uma referência qualquer. que não apresentavam perda de tenacidade ou ductilidade em ensaios de tracção. Ensaio de impacto A tenacidade de um material. A resistência à fadiga pode ser melhorada Sempre que possível. isto é. um rasgo de chaveta num eixo é um elemento que concentra tensão e. Microestruturas estáveis. Para aplicações com elevadas tensões cíclicas. mudança brusca de secções. porque a resistência à fadiga é grandemente afectada por descontinuidades nas peças. a indústria tem que se preocupar com a fadiga antes de lançar o produto no mercado. avaliada a partir do ensaio de tracção. Deve-se seleccionar os materiais metálicos de acordo com o ciclo de tensões: para aplicações com baixas tensões cíclicas. Sob impacto. Por exemplo. Porém. Os projectos devem prever tensões contrárias favoráveis (opostas às tensões principais aplicadas). apresentam maior resistência à fadiga. Mário Loureiro 21 . você deve ter concluído que.Mecânica dos Materiais O meio ambiente também influencia consideravelmente o limite de fadiga. A temperatura também exerce significativa influência. que não sofrem alterações espontâneas ao longo do tempo. condições que não podem ser facilmente implementadas em um ensaio comum de tracção. envolvendo deformações cíclicas predominantemente elásticas. Uma compensação deste tipo é encontrada em amortecedores de vibrações de motores a explosão. O ensaio de impacto é simples conforme pode ser visto pelo esquema da figura anterior um corpo de prova padronizado com um entalhe é rompido pela acção de um martelo em forma de pêndulo. que só terminam quando o produto falha. diminui a resistência à fadiga. poros. Defeitos metalúrgicos como inclusões. Desprezando a resistência do ar e o atrito no pivot. A forma é um factor crítico. O princípio de operação pode ser analisado pela vista lateral (b) da mesma figura. deve-se preferir ligas de maior resistência mecânica. fendas iniciadas em regiões de solda podiam se propagar pelas chapas. o pêndulo deverá atingir mesma altura do outro lado pelo princípio da conservação da energia. para leitura directa da diferença de energias. o instrumento tem uma escala graduada. Na prática. a energia absorvida nessa operação faz o pêndulo atingir. uma altura máxima h1 menor que h0. com indicador de valor máximo. Há dois padrões comuns para o ensaio: Charpy e Izod. No ensaio Charpy. O entalhe comum é tipo "V". a resistência ao impacto deve ser dada em Joules (J) de acordo com o Sistema Internacional. O primeiro é usual nos Estados Unidos e o segundo.Mecânica dos Materiais Se o corpo de prova é inserido e rompido pelo impacto do pêndulo. o corpo é engastado em um lado e recebe o impacto na outra extremidade conforme Figura b. Por ser energia. Há padrões especiais (sem entalhe) para materiais como ferro fundido. no outro lado. secção 10 x 10 mm. Ou seja. podem ser consideradas unidades como quilograma-força metro (kgf m) ou libra-força pé (lbf ft). na Europa. Mário Loureiro 22 . No padrão Izod. O impacto se dá no centro conforme Figura a. mas há também padrão em forma de "U" ou fenda terminada em furo (dimensões para V: comprimento 55 mm. o corpo de prova tem um entalhe central e é apoiado em ambas as extremidades. Em equipamentos mais antigos. entalhe a 45º profundidade 2 mm). a resistência ao impacto do material é dada pelas diferenças entre as energias potenciais em h0 e em h1.