ENSAIOS MECÂNICOS Permitem perceber como os materiais se comportam quando lhes são aplicados esforços Tipos Ensaios Destrutivos provocam a inutilização do material ensaiado Ensaios Não Destrutivos Ensaio de tracção Ensaio de dureza Ensaio de dobragem Ensaio de (solicitações cíclicas) Ensaio de fluência FADIGA Ensaio de (solicitações cíclicas) Vimos que o aço não atinge a rotura se: R < R m Mas isto com esforços estáticos! Se os ensaios são dinâmicos repetidos ou flutuantes Fadiga (Rodin) O aço pode atingir a rotura com uma carga bem inferior à de rotura! Cada metal tem um limite de correspondente a uma tensão (flutuação-variação) abaixo da qual suporta um nº ciclos infinito, sem romper
Nº ciclos que provoca a rotura depende de σ máx. Amplitude (σ máx. σ min. )= σ Ensaios Resultados típicos: Número de ciclos N até à rotura por em função da amplitude (variação) da tensão σ Defina limite de Corresponde a uma tensão (flutuação-variação) abaixo da qual o aço suporta um nº ciclos infinito, sem romper
Fractura por Nucleação da fissura Propagação da fissura Quando o comprimento da fissura é tal que a secção útil da peça passa a não resistir à carga instalada dá-se a: Rotura repentina da peça a (frágil) Rotura repentina da peça a (frágil) Porque a rotura ocorre a uma tensão menor do que a correspondente a uma carga estática e não se geraram deformações plásticas importantes
Ensaio de (solicitações cíclicas) Definições: Fadiga (Rodin) FADIGA Dano numa peça estrutural por propagação gradual de fissuras provocadas por variações repetidas de tensões (EC3) Fenómeno de diminuição da resistência em consequência da repetição muito frequente de acções (REBAP)- para efeitos práticos, considera-se necessário ter em conta este problema quando o número de repetições puder exceder cerca de 5 10 5 durante a vida da estrutura. Ensaio de (solicitações cíclicas) Os ensaios de fornecem curvas Stress-Number of cycles ou Curvas de Wöhler (logaritmica, semi log ou não) σ resistência à tensão mx.(flutuação-variação) suportada para N ciclos sem romper limite de tensão (flutuação-variação) abaixo da qual suporta um nº ciclos infinito, sem romper Resistência à (N) Limite de (N infinito) 10 6 ciclos N - Log ciclos até à rotura
resistência à Sérgio Souza,pgs. 172-177 Curvas S-N Mas a Variabilidade destas propriedades é muito grande: Todas as propriedades apresentam variabilidade Qual é a resistência à deste aço? Qual a probabilidade de rotura por deste aço? Mas algumas propriedades são mais variáveis do que outras Curvas S-N para probabilidade de rotura por
Normalização referente à FADIGA REBAP E LNEC EC2 EC3 REBAP FADIGA Anexo II ordinárias e pré-esforço Só necessário VERIFICAR A SEGURANÇA à FADIGA quando o número de repetições puder exceder 5 10 5 durante a vida da estrutura. No ensaio Submeter o provete a N= 2 10 6 Exs: pontes ferroviárias vigas de suporte de caminhos de rolamento de pontes rolantes estruturas de apoio a máquinas
REBAP Se necessário (> 5 10 5 ) VERIFICAR A SEGURANÇA à FADIGA Fazer os cálculos e FADIGA determinar tensões actuantes σ max e σ min (que tem de pertencer à zona elástica) EC2
Betão armado EC2 PROPRIEDADES MECÂNICAS RESISTÊNCIA À FADIGA Armaduras de betão armado (Ver 3.2.6) Where fatigue strength is required it shall be verified in accordance with EN 10080 Information is given in Annex C of EC2. EC2 PROPRIEDADES MECÂNICAS RESISTÊNCIA À FADIGA EN 10080 (por ex. para varões B500A e B500B) O produto deve resistir a pelo menos 2x10 6 ciclos de amplitude 180Mpa com t max=300mpa; com frequência 1-200 Hz
RESISTÊNCIA À FADIGA EC3 Duração à : número de ciclos de variação das tensões que se prevê provoquem a rotura por Estruturas ou elementos estruturais sujeitos a acções repetidas de tensões: Em edifícios: elementos que suportem equipamentos de elevação ou cargas móveis; elementos sujeitos a ciclos repetidos de tensões provocadas por vibrações de máquinas; elementos sujeitos a oscilações provocadas pelo vento; elementos sujeitos a oscilações provocadas por pessoas. E LNEC LNEC E 449:1998 Varões de aço A400 NR para armaduras de betão armado. Características, ensaios e marcação. LNEC E 450:1998 Varões de aço A500 NR para armaduras de betão armado. Características, ensaios e marcação. LNEC E 455:2002 Varões de aço A400 NR de ductilidade especial para armaduras de betão armado. Características, ensaios e marcação. LNEC E 460:2002 Varões de aço A500 NR de ductilidade especial para armaduras de betão armado. Características, ensaios e marca de ductilidade especial ção. LNEC E 452:2002 Fios de aço para pré-esforço
LNEC E 449:1998 Varões de aço A400 NR para armaduras de betão armado. Características, ensaios e marcação. O produto deve resistir a pelo menos 2x10 6 ciclos de amplitude 180Mpa com t max = 240 MPa Com t min= 90 MPa com frequência 1-200 Hz LNEC E 460:2002 Varões de aço A500 NR de ductilidade especial para armaduras de betão armado. Características, ensaios e marcação. fadig O produto deve resistir a pelo menos 2x10 6 ciclos de amplitude 180Mpa com t max = 300 MPa Com t min= 150 MPa com frequência 1-200 Hz