6 e 7 - determinação experimental dos estados de tensão e deformação
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Instrumentao para
Medio
Determinao Experimental dos Estados de Tenso e Deformao
Superfcie
de um Corpo
FGA 2014
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MIEM Inst. para Medio FGA 2014 2
Medio de Deformao
necessria para a determinao do estado de tenso
Permite conhecer o comportamento mecnico de peas e componentes
Validao do projeto
Teste de prottipos
Anlise em sobrecarga
Monitorizao
Deteo
de falhas durante o funcionamento
Medio da deformao
superfcie do corpo em estudo
Mtodo de anlise no destrutivo
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Extensmetro
de Resistncia
Princpio de funcionamento
Resistncia eltrica
colada sobre a superfcie do objeto, no ponto em estudo
Resistncia com a forma de um filme
Sob trao
a resistncia alonga e a sua seco diminui
Aumento de R
Sob compresso a resistncia encurta e a sua seco aumenta
Diminuio de R
a
a
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Extensmetro
de Resistncia
Princpio de funcionamento
a
AdA
LdLd
RdR
ALR
LdL
AdA
LdL
LdL
at
a
2
21
LdLd
RdR
21)()( aaa dR
dR
-
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Extensmetro
de Resistncia
Princpio de funcionamento
Fator
do Extensmetro
Gauge
Factor
Sensibilidade efetiva
aa SGFcomGFRR ;
21)()(
)(
a
a
a
aa
aa
dR
dR
RdRS
a
Efeito geomtrico
Efeito piezoresistivo6,121;42 aSa
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Extensmetro
de Resistncia
Condicionamento de Sinal
Fatores
a considerar
Pequena variao da resistncia
Ao Inox: Y
500 MPa; E
200 GPa; Y
2,5 mm/m
GF = 2
R/R = 510-3 = 0,5 % no limite elstico!
Alumnio: Y
90 MPa; E
70 GPa; Y
1,3 mm/m
GF = 2
R/R = 2,610-3 = 0,26 % no limite elstico!
Usualmente pretende-se uma incerteza < 1m/m (1)
GF = 2
R/R = 210-6 = 0,0002 %
O valor da resistncia varia com outros fatores
A grandeza de influncia mais importante
a temperatura
Devem ser usados extensmetros
de resistncia autocompensados
sempre que possvel
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Extensmetro
de Resistncia
Condicionamento de Sinal
Integrao em Ponte de Wheatstone
Dada a pequena variao de resistncia
Dada a necessidade de compensar efeitos trmicos
Aquisio,Representao e
Armazenamento
Amp.
de Inst.
+
-
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Determinao Experimental dos Estados de
e
Podem ser considerados 3 casos:
Estado de tenso Uniaxial
em que a direco da tenso
conhecida
Estado de tenso Biaxial
em que as direces das tenses principais so conhecidas
Estado de tenso Planar
0;0;0 yx 0;0;0 yx
0;0;0 yx
-
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Determinao Experimental dos Estados de
e
Estado de tenso Uniaxial 0;0;0 yx
xx x
yax
xx E ay
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Determinao Experimental dos Estados de
e
Estado de tenso Biaxial 0;0;0 yxEEyx
ax
11
yxx E 21 1xx x
y
y
y
EExy
ay 22
xyy E 22 1
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Determinao Experimental dos Estados de
e
Estado de tenso Planar
xx x
y
y
yyxyx
xy
xy
0;0;0 yx
-
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Determinao Experimental dos Estados de
e
Estado de tenso Planar 0;0;0 yx
CCCyCxC
BBByBxB
AAAyAxA
cossensencoscossensencoscossensencos
22
22
22
y
x
yxx E 21 12EG
xyy E 21
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Determinao Experimental dos Estados de
e
Estado de tenso Planar 0;0;0 yx
12
y
x
1
2 22
1 22
yxyx
22
2 22
yxyx
yx 2arctg
21
EE21
1
EE12
2
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Tipos de Extensmetros de Resistncia
Instrumentaopara Medio Medio de DeformaoExtensmetro de ResistnciaExtensmetro de ResistnciaExtensmetro de ResistnciaExtensmetro de ResistnciaExtensmetro de ResistnciaDeterminao Experimental dos Estados de e Determinao Experimental dos Estados de e Determinao Experimental dos Estados de e Determinao Experimental dos Estados de e Determinao Experimental dos Estados de e Determinao Experimental dos Estados de e Tipos de Extensmetros de Resistncia