24-11-2015

1

SENSORES DE DEFORMAÇÃO

• TENSÃO E DEFORMAÇÃO

• NO ESTUDO DE CORPOS SÓLIDOS ASSUME-SE NORMALMENTE QUE AS PARTÍCULASCONSTITUÍDAS SE ENCONTRAM RIGIDAMENTE LIGADAS CONSTITUINDO UM TODOINDEFORMÁVEL. NA REALIDADE SABE-SE QUE ESTA AFIRMAÇÃO NÃO É DE TODO VERDADEIRA.EFETIVAMENTE OS CORPOS RÍGIDOS DEFORMA-SE QUANDO SUJEITOS À ACÃO DE FORÇAS.

24-11-2015

2

• AS DEFORMAÇÕES PODEM SER:

• PLÁSTICAS (QUANDO O CORPO APÓS DEFORMADO PELA ACÇÃO DE UMA FORÇA NÃO RETORNA Á SUA FORMA INICIAL).

• ELÁSTICAS (QUANDO O CORPO APÓS DEFORMADO PELA ACÇÃO DE UMA FORÇA RETORNA Á SUA FORMA INICIAL).

• DEFINE-SE DEFORMAÇÃO RELATIVA ENTRE A DEFORMAÇÃO ABSOLUTA OU AXIAL SOFRIDAPELO CORPO RÍGIDO E O COMPRIMENTO INICIAL DO CORPO L.

• A DEFORMAÇÃO DO CORPO SÓ É POSSÍVEL QUANDO ESTE FICA SUJEITO A UMA DADATENSÃO MECÂNICA DADA POR:

• LEI DE HOOKE. MODULO DE ELASTICIDADE

• QUALQUER CORPO SÓLIDO DE DETERMINADO MATERIAL QUANDO SOB O EFEITO DE UMA TENSÃO COMPORTA-SE GENERICAMENTE COMO DESCRITO NO GRÁFICO SEGUINTE.

• A EXPERIÊNCIA MOSTRA QUE EXISTE UMA RELAÇÃO ENTRE DEFORMAÇÃO RELATIVA E TENSÃO MECÂNICA – LEI DE HOOKE

24-11-2015

3

• SENDO Y O MODULO DE ELASTICIDADE DE YOUNG, QUE DEPENDE DA NATUREZA DOMATERIAL.

• NO GRÁFICO PODEM IGUALMENTE DISTINGUIR-SE DUAS ZONAS:• ZONA ELÁSTICA (LEI DE HOOKE)

• ZONA PLÁSTICA

• OBSERVANDO NOVAMENTE A FIGURA PODEMOS AINDA CONSTATAR QUE NO PLANOPERPENDICULAR A F DESENVOLVE-SE UMA DEFORMAÇÃO X MENOR QUE A DEFORMAÇÃONO SENTIDO DA LONGITUDE QUE EM VALOR RELATIVO É DESIGNADA POR T E QUE PODE SERRELACIONADA COM L DA SEGUINTE FORMA:

• SENDO O COEFICIENTE DE POISSON. PARA GRANDE PARTE DOS MATERIAIS CONSIDERA-SE=0.3.

• EXTENSÓMETROS

• PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO

• OS EXTENSÓMETROS SÃO DISPOSITIVOS UTILIZADOS PARA MEDIR DEFORMAÇÕES DEMATERIAIS. O SEU PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO BASEIA-SE NA VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIAELÉTRICA DE UM FIO CONDUTOR.

• SENDO A RESISTIVIDADE ELÉTRICA CARACTERÍSTICA DO MATERIAL UTILIZADO.

• SE O CONDUTOR ELÉTRICO FOR SUJEITO A UMA FORÇA LONGITUDINAL SOFRE UMADEFORMAÇÃO QUE PROVOCARÁ UMA ALTERAÇÃO DE L, S E MESMO DE ENTÃO:

• (1)

24-11-2015

4

• CONFORME SE VIU DL/L É A DEFORMAÇÃO RELATIVA AXIAL A E VIU-SE IGUALMENTE AEXISTÊNCIA DE UMA DEFORMAÇÃO TRANSVERSAL DADA POR 휀 = −휗휀 . NESTA CONDIÇÃO ESUPONDO O CONDUTOR DE SECÇÃO CIRCULAR, DE DIÂMETRO INICIAL D0, O DIÂMETROFINAL DF APÓS DEFORMAÇÃO É DADO POR:

• E A VARIAÇÃO RELATIVA DA SECÇÃO É:

• PARA DEFORMAÇÕES PEQUENAS PODE-SE CONSIDERAR SIMPLESMENTE QUE:

• SUBSTITUINDO NA EQUAÇÃO 1 FICA:

(2)

• SE O MATERIAL NÃO SOFRER ALTERAÇÕES NA SUA RESISTIVIDADE ELÉTRICA DURANTE OPROCESSO DE DEFORMAÇÃO AINDA PODEMOS ESCREVER.

24-11-2015

5

• SENSIBILIDADE.

• A SENSIBILIDADE DO MATERIAL DO EXTENSÓMETRO S É DADO PELA RELAÇÃO ENTRE A VARIAÇÃO RELATIVA DA SUA RESISTÊNCIA E A DEFORMAÇÃO QUE LHE DEU ORIGEM.

• SUBSTITUINDO A EQUAÇÃO 2 NESTA ULTIMA FICA:

• POR OUTRO LADO SABE-SE QUE NEM TODA A DEFORMAÇÃO DO MATERIAL SE DÁ NADIREÇÃO PARALELA AO EXTENSÓMETRO, HÁ PEQUENOS TROÇOS DA RESISTÊNCIA QUE NÃOESTÃO SUJEITOS A DEFORMAÇÃO LONGITUDINAL. POR ESTA RAZÃO A SENSIBILIDADEGLOBAL DO EXTENSÓMETRO É INFERIOR À SENSIBILIDADE DO MATERIAL NO SENTIDOLONGITUDINAL. A SENSIBILIDADE GLOBAL DO EXTENSÓMETRO TAMBÉM PODE SERDESIGNADA POR FATOR DO EXTENSÓMETRO.

• A VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA É NORMALMENTE LINEAR PARA DEFORMAÇÕES QUE NÃO ULTRAPASSEM OS 5 A 10%.

24-11-2015

6

• CARATERÍSTICAS CONSTRUTIVAS.

NA TABELA SEGUINTE APRESENTA-SE UMA LISTA DE MATERIAIS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO DE EXTENSÓMETROS INDICANDO-SE TAMBÉM AS RESPETIVAS SENSIBILIDADES.

• OS EXTENSÓMETROS CONSTROEM-SE COM CONDUTORES COM RESISTÊNCIAS TÍPICAS DE 120, 350, 500, 1000 E 5000 .

• EXISTEM AINDA, EMBORA MENOS USUAIS, OUTROS TIPOS DE PROCESSOS QUE PODEM SER UTILIZADOS COMO EXTENSÓMETROS. SÃO O CASO DOS ULTRA SONS, LASER, MICRO ONDAS E AS FIBRAS ÓPTICAS.

• UTILIZAÇÃO:

• OS EXTENSÓMETROS SÃO UTILIZADOS PARA MEDIR DEFORMAÇÕES SUPERFICIAIS DEMATERIAIS NOMEADAMENTE EM: ESTRUTURAS METÁLICAS, PONTES, NA INDÚSTRIAAEROESPACIAL, NA INDÚSTRIA AERONÁUTICA, NA INDÚSTRIA NAVAL, EM VEIOS DE MOTORESETC. PODENDO MEDIR DEFORMAÇÕES DA ORDEM DOS MILÍMETROS ATÉ ÁS DEZENAS DECENTÍMETROS.