O que é um tensômetro?
Um tensômetro é um dispositivo usado para determinar a resposta de um material a diferentes deformações, chamadas cargas. A quantidade de alongamento que um material possui quando está sob tensão fornece informações importantes sobre a resistência à tração e resistência à fadiga do material. Os dispositivos tensensômetros são usados rotineiramente na indústria de fabricação para garantir que as peças atendam aos requisitos de força e resistência necessários.
Os dispositivos tensensométricos consistem em duas alças que mantêm uma seção do material de teste no lugar. Essas garras são usadas para aplicar uma força de tração ou compressão, chamada carga, ao corpo de prova. Os instrumentos do tensômetro podem criar força através do uso de um parafuso ou de um aríete hidráulico, que são alimentados por meios mecânicos ou elétricos.
Câmaras seladas podem ser usadas para abrigar um tensômetro. Essa configuração permite o teste das características de deformação de um material sob temperaturas e pressões específicas. Isso é crítico para testar metais usados em aeronaves e submarinos, que podem sofrer mudanças drásticas na pressão atmosférica. As câmaras também são úteis para testar materiais que serão expostos a faixas de alta temperatura.
Os resultados precisos dos dispositivos tensômetros dependem da qualidade da peça de teste. Qualquer defeito criado durante o processo de corte pode distorcer os resultados do teste e levar a falhas prematuras sob tensão. Até a menor inconsistência superficial pode aumentar e se espalhar rapidamente sob tensão, causando fraturas precoces e fadiga do metal. Esse é o mesmo processo que faz com que os rebites e as chapas de metal mal produzidos fadigem e falhem nas aeronaves quando expostos repetidamente às tensões da pressão atmosférica.
Os resultados produzidos pelos instrumentos do tensômetro fornecem carga em função da extensão. A partir desses dados, juntamente com a área de seção transversal do corpo de prova, uma curva tensão-deformação pode ser plotada. Essa curva é única para cada material e fornece as principais medidas. Essas medidas incluem o limite elástico do material, o limite de proporcionalidade, a resistência ao escoamento e a resistência máxima.
Os tensômetros permitem que os engenheiros determinem o módulo de Young para o material que está sendo testado. O módulo de Young representa a inclinação linear inicial da curva tensão-deformação de um material, definida como a resistência à tração dividida pela tensão de tração. A resistência à tração é determinada dividindo a força aplicada pela área da seção transversal do corpo de prova. A tensão de tração representa a quantidade de alongamento produzido, dividida pelo comprimento original da peça de teste. Os materiais expostos a uma força dentro do módulo de Young, a parte linear inicial da curva tensão-deformação, retornam à sua condição original após a remoção da carga.
O ponto em que a linha de tensão-deformação de um material começa a se curvar representa o limite elástico do material. A tensão causada por cargas maiores que esse limite resultará em deformação permanente do material, impedindo-o de retornar à sua condição original quando a carga for removida. A força máxima, ou tensão, absorvida pelo material representa sua força máxima. Isso pode ou não ser igual à resistência à fratura do material.