Desenvolvimento de um equipamento para a caracterização não-destrutiva dos módulos elásticos de materiais cerâmicos Development of equipment for non-destructive characterization of elastic moduli of ceramic materials

• Main Authors: A. H. A Pereira, M Venet, T Tonnesen, J. A Rodrigues
• Format: Article
• Language: English
• Published: Associação Brasileira de Cerâmica 2010-06-01
• Series: Cerâmica
• Subjects: módulos elásticos; razão de Poisson; ressonância de barras; cerâmicas; elastic moduli; Poisson's ratio; resonance of bars; ceramics
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0366-69132010000200004
• ISSN: 0366-6913; 1678-4553

Foi desenvolvido um equipamento para a caracterização não-destrutiva dos módulos elásticos aplicável a cerâmicas, concretos e materiais frágeis baseado na norma ASTM E 1875-00. Pode-se medir com exatidão, praticidade e simultaneidade o módulo de Young, de cisalhamento e a razão de Poisson. O equipamento obtém, via espectroscopia de ressonância sônica, as freqüências naturais de vibração flexurais e torcionais do corpo de prova e calcula os módulos. O equipamento foi desenvolvido em três partes: suporte do corpo de prova, eletrônica e software. O suporte aplica as condições de contorno mecânicas e a excitação necessária, a eletrônica gera e capta os sinais e o software executa os cálculos. A validação foi realizada com ensaios inter-técnicas e inter-laboratoriais de materiais refratários e de referência. Os resultados mostraram que o equipamento é mais versátil do que as opções atuais para a medida simultânea das três propriedades elásticas apresentadas acima.<br>In this work was developed an equipment for non-destructive characterization of elastic moduli applicable to ceramics, concretes, and brittle materials based on ASTM E 1875-00 standard. The Young's modulus, shear modulus and Poisson's ratio can be simultaneously and easily measured with accuracy applying the new equipment. The natural torsional and flexural vibration frequencies of the sample are measured through sonic resonance spectroscopy. This permits the calculation of the elastic moduli. The system was developed in three parts: the sample holder, the electronics and the software. The sample holder applies the mechanical boundary conditions and excitation. The electronics captures and generates the signals. Finally, the software performs the calculations. The validation was carried out with inter-laboratory and inter-technique tests of refractories and reference materials. The results showed that the equipment is more versatile than the current options to the simultaneous measurement of the elastic moduli.