Ensaio de impacto e suas máquinas

<font face="Verdana">Para definir a resist&ecirc;ncia ao impacto de um material, os ensaios utilizam p&ecirc;ndulos ou martelos</font>

O teste de impacto avalia a resistência e sensibilidade dos materiais. Consiste em submeter um corpo de prova a uma carga praticamente instantânea, provocando a fratura. O teste é mais empregado para metais, mas também é usado para polímeros, materiais cerâmicos e compostos. Os setores industriais que utilizam estes testes são, principalmente, o aeroespacial, de geração de energia, automotivo e nuclear.

No ensaio, o corpo de prova com entalhe é quebrado pelo impacto de um pêndulo ou martelo pesado, que cai de uma distância fixa (energia potencial constante), com uma velocidade pré-determinada (energia cinética constante). O teste mede a energia absorvida pelo corpo de prova fraturado.

As máquinas de teste para impacto seguem regulamentações padrões quanto à energia nominal, fixação do corpo de prova e forma de apresentação de resultados.

A máquina deve ser compatível com o tipo de material a testar. Parâmetros importantes como a rigidez do sistema de teste e a precisão do sistema de fixação (centro de impacto coincidente com o centro de percussão) devem ser observados para que as perdas de energia por deformação ou vibração da máquina não alterem os resultados do teste.
 
Pêndulos
Os pêndulos podem ter grandes dimensões para o caso de fixação sobre o solo, ou pequenas dimensões para fixação sobre bancadas de trabalho. Os acessórios de ensaio como pontas, insertos e dispositivos de fixação do corpo de prova dependem do tipo de norma e material a testar. A mesma máquina poderá executar testes Izod e Charpy, apenas com a troca de acessórios.
 
As faixas de energia são bastante variáveis dependendo das dimensões da máquina. Para máquinas de piso a energia nominal disponível fica na faixa de 30 a 550 Joules. Para máquinas de bancada, valores como 5,5 Joules (para uso em termoplásticos) são comuns, podendo chegar a valores de até 50 Joules. Velocidades usuais no impacto são da ordem de 3 a 6 m/s.

Além dos cuidados básicos na execução dos testes, deve sempre ser verificado o estado dos insertos. Se eles estiverem gastos, achatados, arranhados ou trincados, os resultados dos testes não serão confiáveis. As normas prevêem a verificação e aferição periódica dos pêndulos de teste.

Aparatos de queda de peso
As máquinas de queda de peso podem ser também de piso ou de bancada, dependendo de sua capacidade e aplicação. As alturas de queda podem variar de 50cm até alguns metros, variando de acordo com o equipamento. As velocidades no impacto podem chegar a 11m/s.

A massa impactante é liberada de uma altura estabelecida e pode descer por um sistema de trilho de baixa fricção, como no caso das torres ou por tubo guia, como no sistema Gardner.

Existem torres com sistemas de fixação que admitem corpos de prova de várias formas, permitindo o teste de componentes manufaturados. Em geral, estas máquinas são apoiadas por sistemas de células de carga e acelerômetros para medição dos parâmetros do impacto, são os chamados ensaios instrumentalizados.
 
No equipamento de queda do dardo um peso, tipo projétil é solto e cai sobre o corpo de prova. O sistema é indicado para plásticos.

Outros dispositivos
Existem ainda outros dispositivos para execução do teste de impacto, em geral desenvolvidos para aplicações bem específicas. Em geral estes equipamentos são assistidos por sistemas auxiliares para produzir a carga.

É o caso da máquina de impacto servo-hidráulica, capaz de produzir velocidades de até 5m/s. Este equipamento é utilizado para teste de desempenho de sistemas adesivos, materiais compostos e impacto em painéis.

Máquinas de teste instrumentalizadas
Ensaio instrumentalizado é quando a carga sobre o corpo de prova ou sua deformação antes da fratura são continuamente medidos em função do tempo. A instrumentalização pode ser usada para qualquer método e máquina de teste.

Os sistemas mais sofisticados registram a carga em função do tempo, ou carga em função da deformação durante todo o período do evento de impacto. Estes registros fornecem uma representação mais completa do impacto do que um simples valor calculado.

As máquinas de queda de peso e os pêndulos instrumentalizados são considerados atualmente os melhores métodos disponíveis para o ensaio de impacto, pois facilitam a comparação entre performance de materiais.

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