Aplicação de técnicas de moiré de sombra na medição de tensões em elementos estruturais submetidos a ensaio de tração

Orientadores: Inacio Maria Dal Fabbro, Jonathan Gazzola Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: No setor agrícola, cada vez mais as máquinas estão substituindo as pessoas em nome da tecnologia e da maior produtividade. Neste contexto, a otimização em projetos de máquinas ocupa um lugar importante, pois a qualidade destas está baseada no uso de materiais que apresentam comportamentos mecânicos desejáveis. As peças envolvidas são dimensionadas de forma que não estejam sujeitas a falhas. O procedimento de cálculo toma como base os dados de propriedades mecânicas obtidos por meio de ensaios tecnológicos destrutivos. No entanto, problemas particulares em materiais ocorrem frequentemente e não podem ser detectados por meio dos destrutivos, tendo como opção os não destrutivos, destacadamente as técnicas acústicas e as técnicas ópticas. As técnicas ópticas, passíveis de serem utilizadas em ensaios não destrutivos, podem ser divididas em Fotoelásticas e Fotomecânicas. Esta última é uma técnica que permite obter o mapa de deslocamento de um corpo solicitado e, quando associada à metodologia híbrida, pode fornecer mapas de tensão e deformação de forma qualitativa e quantitativa. Holografia Interferométrica, Speckle Interferométrico e de moiré são exemplos destes métodos. Baseadas na fenomenologia moiré, estas técnicas caracterizam-se por terem um efeito resultante da interferência geométrica entre duas ou mais grades de amplitudes próximas, sobrepostas, gerando padrões de linhas mais largas e escuras denominadas franjas padrões de moiré. Este trabalho visa desenvolver uma análise qualitativa das franjas obtidas com as técnicas fotomecânicas (moiré de sombra), para determinar esforços de tração em materiais metálicos. Os ensaios ópticos foram baseados nos parâmetros: deslocamentos aproximado de 1,00 mm e força próxima de 4000 N. A análise das imagens permitiu verificar a utilização da técnica de moiré de sombra como instrumento eficaz e confiável na determinação de distribuição de tensões e deformação e também como meio válido para ensaio não destrutivo de materiais submetido a esforços de tração Abstract: In the agricultural sector, more and more machines are replacing people in the name of technology and increased productivity. In this context, the optimization in machines designs play an important role, because the machine's quality is based on the use of materials that exhibit desirable mechanical behavior. The parts used are made so they are not subject to failure. The calculation procedure takes as basis the data of mechanical properties obtained by destructive testing technology. However, particular problems often occur in materials and can not be detected by the destructive technique, having optionally the nondestructive, divided in acoustic techniques and optical techniques. The optical techniques, which can be used in non-destructive testing, can be divided into photoelastic and photomechanical. The photomechanical is a technique that gives the displacement map of a requested body and, when combined with hybrid methodology, can provide voltage maps and deformation qualitatively and quantitatively. Holographic interferometry, Speckle Interferometry and moiré are examples of these methods. Based on the moire phenomenology, these techniques are characterized by having an effect resulted from the geometrical interference between two or more grids of amplitudes close, overlapping patterns creating wider lines and dark fringes called of moiré patterns. This work will develop an qualitative analysis of fringes with photomechanical techniques (shadow moiré) for determining tensile stresses in metallic materials. Optical tests were based on the parameters: approximate displacement of 1,00 mm and force 4000 N. Image analysis has shown the use of moiré technique as an effective and reliable tool in determining stress distribution and deformation as well as means valid for non-destructive testing of materials subjected to tensile stresses Mestrado Máquinas Agrícolas Mestre em Engenharia Agrícola