Ensaio Estrutural de Tensão e Fadiga
Ensaio de Fadiga e Ensaio de Durabilidade
Um ensaio de fadiga ou de durabilidade é necessário para validação na fabricação de componentes leves para veículos e máquinas. A HBM oferece cadeias completas de medição para estes ensaios, incluindo strain gages, sensores de força e deslocamento, amplificadores e software para aquisição de dados.
Ensaio de Fadiga de Materiais e Estruturas
Motivados pela necessidade de aumentar a eficiência energética dos veículos e máquinas, a fabricação de partes mecânicas e componentes necessita chegar ao limite da fadiga dos materiais conhecidos ou de novos materiais. Para uma segurança relevante dos componentes estruturais, como eixos e rodas de veículos, uma falha por fadiga durante sua operação deve ser excluída de todas as maneiras. Da mesma forma, uma falha por fadiga de componentes funcionais críticos, como no eixo central do motor ou em bielas que pode levar a um defeito em todo o veículo ou máquina também deve ser evitado.
Para componentes leves, utiliza-se um software de simulação em combinação com o ensaio de fadiga: o ensaio de fadiga de material é feito para determinar o ciclo de vida do material, como por exemplo, sua curva de fadiga (curva Woehler) ou curva de fadiga de amplitude variável (curva Gassner). Estas características do material são informações importantes para modelos de simulação de durabilidade. Simulações baseadas no modelo FEM são feitas tipicamente em fases iniciais do projeto para avaliar alternativas de design ou para identificar pontos críticos dos componentes estruturais.
O ensaio de durabilidade no laboratório começa com os primeiros protótipos físicos das peças ou dos componentes. No estágio inicial de desenvolvimento, um ensaio de carga dinâmica deve utilizar um sistema simplificado para comparar variáveis do projeto. Em fases posteriores, dados reais de carga gravados em campo são reproduzidos no banco do ensaio de durabilidade e verificado o ciclo absoluto de fadiga do componente escolhido.
Além do ensaio de carga dinâmica de longa duração para se determinar o ciclo de fadiga do corpo de prova, o ensaio de durabilidade também inclui um ensaio de carga estática para se determinar a força estática máxima ou tensão que o corpo de prova pode tolerar, como ensaios de tração, de compressão, de flexão e de torção. Em um ensaio de caracterização, a distribuição da tensão ao longo da estrutura é determinado para validar um modelo FEM.
Vantagens
A HBM oferece as seguintes vantagens para ensaios de fadiga e de durabilidade:
- Cadeia completa de medição com strain gages, amplificadores e software de aquisição de dados, desenvolvidos e testados para trabalharem conjuntamente;
- Solução completa em software para as aplicações, com interface amigável, sem a necessidade de programação;
- Alta proteção contra interferência eletromagnética e desvio térmico devido à tecnologia de frequência portadora, módulos amplificados distribuíveis e ajuste automático em todos os canais;
- Compensação dos efeitos de cabos, com tecnologia patenteada de amplificador baseada em circuitos de 4, 5 e 6 fios;
- Amplo portfólio de strain gages elétricos, incluindo pré-cabeados para uso imediato;
- Strain gages óticos e interrogators para ensaios de fadiga de elevada deformação em materiais compostos.
Telas do software de aquisição de dados catman da HBM
Contagem de ciclo Span pair
Contagem de ciclos online e pós-processo da carga aplicada, usando o método de contagem de ciclo span-pair, como por exemplo, para comparação visual de cargas
Contagem de ciclo Rainflow
Contagem de ciclos Rainflow online e pós-processo da carga aplicada, seja como matriz Range-Mean ou como matriz De-Para
Gráficos de tendências
Visualização dos valores de pico de respostas por estímulo (por exemplo: deslocamento sobre força) para todos os ciclos para detectar um possível aparecimento de danos no corpo da prova, incluindo alarme quando os limites de tolerância forem ultrapassados
Alarmes em eventos inesperados
E-Mail, notificação visual ou sonora do usuário e mensagens de log quando os valores medidos excederem os intervalos esperados
Análise de tensão
Cálculos online pré-definidos e pós-processo das principais deformações e tensões a partir de rosetas de medição de deformação
Alarmes em eventos inesperados
E-Mail, notificação visual ou sonora do usuário e mensagens de log quando os valores medidos excederem os intervalos esperados
Fácil configuração de canais
Configuração rápida e simples de canais, simplesmente arrastando e soltando o tipo apropriado de ponte de strain gage do banco de dados do sensor sobre os canais a serem configurados
Gravação apenas de ciclos selecionados
Possibilidade de gravar apenas ciclos selecionados durante testes de longa duração (por exemplo, gravar 1 ciclo completo a cada 10 ciclos), incluindo detecção automática dos ciclos
Gravação de picos e vales apenas
Prepare seqüências para gravar apenas picos e vales durante testes de longa duração (por exemplo: gravar picos e vales de todos os ciclos, ou apenas para 1 ciclo a cada 10 ciclos), incluindo detecção automática dos ciclos
Integração com equipamentos de teste de material Zwick
Integração de medições de deformação complementar com strain gages na sonda dentro dos equipamentos de teste de material Zwick, como por exemplo, para verificação do alinhamento da base da sonda ou para testes CAI (Compression After Impact - Compressão Após o Impacto) de materiais compostos
Medições de strain gages óticos
Integração de interrogators para strain gages óticos da Rede de Bragg e conversão automática do pico do comprimento de onda da medição em deformações