O que é um teste de cisalhamento?
Um teste de cisalhamento é projetado especificamente para submeter um corpo de prova à tensão, induzindo uma falha por deslizamento ao longo de um plano paralelo às forças aplicadas. Normalmente, as forças de cisalhamento fazem com que uma superfície de um material se mova em uma direção, enquanto a superfície oposta se move na direção oposta, resultando em tensão por meio de um movimento de deslizamento. Ao contrário dos testes de tensão e compressão, em que as forças são perpendiculares às superfícies de contato, os testes de cisalhamento envolvem forças paralelas a essas superfícies.
Qual é a finalidade do teste de cisalhamento?
A principal aplicação de um teste de cisalhamento é a avaliação da resistência ao cisalhamento de um material, que representa a tensão máxima de cisalhamento que ele pode suportar antes de falhar. Essa característica tem importância significativa no projeto de vários fixadores, inclusive parafusos e roscas. Por exemplo, em cenários em que um parafuso prende duas placas, qualquer força paralela que atue sobre as placas pode sujeitar o parafuso a forças de cisalhamento. Se o fixador falhar sob tensão de cisalhamento, ele poderá desencadear uma série de falhas, o que pode resultar no colapso de uma estrutura maior.
Como realizar um teste de cisalhamento?
Para que você possa realizar um teste de cisalhamento corretamente, há várias etapas que devem ser seguidas.
Em primeiro lugar, há dois tipos comuns de testes de cisalhamento comumente usados.
O primeiro envolve a configuração da amostra em um dispositivo de flexão de três pontos ou de quatro pontos modificado. Nesse teste, a amostra é carregada para sofrer cisalhamento duplo, com forças aplicadas em dois locais. Ancorando cada extremidade da amostra, a força é exercida sobre a seção central, com o objetivo de removê-la de modo que ambas as extremidades permaneçam intactas.
O segundo método de teste exige que a amostra tenha extremidades cônicas, cada uma inserida em dispositivos de fixação deslocados do eixo vertical da amostra. A tensão é então aplicada para puxar as faces opostas da amostra em direções opostas, avaliando sua resistência ao cisalhamento.
Material em teste de cisalhamento
Os testes de cisalhamento geralmente abrangem três materiais: substratos rígidos, adesivos e compostos em camadas. Os substratos rígidos, que podem incluir metais, plásticos, cerâmicas, compostos ou madeiras, geralmente se manifestam em formas sólidas e servem como elementos de base ou fixadores em várias construções. Os adesivos, por outro lado, são empregados para unir dois materiais e sofrem tensão de cisalhamento quando submetidos a forças direcionais opostas, com o objetivo de separar os materiais unidos. Os compostos em camadas sofrem tensão de cisalhamento semelhante à dos adesivos, pois as forças de cisalhamento aplicadas agem sobre o adesivo ou laminado responsável por unir as camadas do composto.
Padrões populares em testes de cisalhamento
- ASTM D732 – Teste de resistência ao cisalhamento de plásticos
- ASTM D1002 – Teste de cisalhamento de junta sobreposta adesiva de metais
- ASTM D1037 – Teste de resistência de painéis de fibras e partículas à base de madeira
- ASTM D3846 – Resistência ao cisalhamento no plano de plásticos reforçados
- ASTM D4762 – Equipamento de teste de compósitos reforçados com fibras de matriz de polímero
- ASTM E143 – Equipamento de teste de módulo de cisalhamento por torção
- ISO 1827 – Equipamento de teste de adesão de borracha ao metal por cisalhamento
- ISO 4587 – Resistência ao cisalhamento por lapidação adesiva de conjuntos colados rígidos com rígidos
- ISO 10123 – Resistência ao cisalhamento de adesivos anaeróbicos
- ISO 14129 – Compósitos plásticos reforçados com fibras – Determinação da resposta da tensão de cisalhamento/deformação de cisalhamento no plano, incluindo o módulo de cisalhamento no plano e a resistência, pelo método de teste de tensão de ±45°
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