Resistência e módulo de elasticidade à tração paralela às fibras
Este método de ensaio consiste na determinação da resistência à tração paralela às fibras em corpos de prova retirados de partes do colmo de bambu. Determina-se a resistência à tração paralela às fibras pela aplicação de uma carga gradualmente no corpo de prova.
Aparelhagem
Máquina de ensaio com garras que assegurem que a carga seja aplicada ao longo do eixo longitudinal do corpo de prova e impeçam a torção longitudinal. O corpo de prova deve ser preso perpendicularmente às fibras e na direção radial. Aplicar a carga continuamente ao longo do ensaio, a uma velocidade de deformação de 0,01 mm/s, com precisão de 10 N. As dimensões transversais da porção central do corpo de prova devem ser medidas com precisão de 0,1mm.
Preparação dos corpos de prova
Os corpos de prova devem ser extraídos das partes basal, mediana e superior de cada colmo, devendo ser marcados com as letras B, M e T. O ensaio de resistência à tração paralela às fibras deve ser realizado em corpos de prova com nó, o qual deve estar na sua parte central. Esta indicação é válida no caso de ensaio para fins comerciais. No caso de investigação cientifica pode-se adotar outro procedimento.
O corpo de prova deve ser extraído de um pedaço de colmo, paralelamente às fibras. O trecho central do corpo de prova, com 50 mm a 100 mm de comprimento, deve ter uma seção transversal retangular, com largura igual à espessura da parede do colmo t e espessura b no máximo igual à metade deste valor e menor que 20 mm, conforme a Figura 3.
Nas extremidades do corpo de prova é permitido usar lâminas metálicas ou lâminas de bambu coladas firmemente, para facilitar prendê-lo nas garras do aparelho de ensaio. Não podem ser considerados resultados quando a ruptura ocorrer na região das garras.
Figura 3: Corpo de prova para ensaio de tração paralela às fibras
Para determinar o módulo de elasticidade à tração paralela às fibras Et0, o medidor de deformação deve ser posicionado na parte central do de prova.
Procedimento de ensaio
Medir as dimensões da seção transversal da porção central do corpo de prova em três pontos, com precisão de 0,1 mm, e calcular o valor médio.
Fixar as extremidades do corpo de prova entre as garras da máquina, a uma distância segura da porção central. Aplicar carga com taxa constante a uma velocidade de deformação de 0,01 mm/s, com precisão de 10 N. Após o ensaio. determinar a umidade dos corpos de prova.
Caso seja necessário, ler os medidores de deformação um número suficiente de vezes para se obter um diagrama carga-deformação preciso, a partir do qual o módulo de elasticidade à tração paralela às fibras possa ser obtido.
Cálculo e expressão dos resultados
A resistência à tração paralela às fibras, em megapascals, é determinada pela equação:
fT0 é a resistência à tração paralela às fibras, expressa com precisão de 1 MPa; Fmáx é a carga máxima lida no equipamento de tração, expressa em newtons (N); A é a área média da seção transversal do corpo de prova, em milímetros quadrados (mm2).
A seguir um exemplo de cálculo para resistência a tração utilizando valores hipotéticos:
Cálculadora de resistência à tração
Carga máxima lida no equipamento de tração:
Área média da seção transversal do corpo de prova
O módulo de elasticidade à tração paralela às fibras, Eto, em gigapascals, pode ser calculado no trecho linear do diagrama tensão-deformação, entre 20% e 60% da tensão de ruptura, conforme a seguinte equação:
F60 é a força correspondente a 60% da carga de ruptura no ensaio e F20 é a força a 20% da carga de ruptura no ensaio, ambas expressas em newtons (N); A, corresponde à área média da seção transversal da parte cental do corpo de prova, expressa em milímetros quadrados (mm2); ε60 é a deformação específica à força F60 e ε20 é a deformação específica à força F20, ambos expressos em partes por mil (‰).
A seguir um exemplo de cálculo para módulo de elasticidade à tração paralela às fibras utilizando valores hipotéticos:
Cálculadora de módulo de elasticidade à tração:
Força correspondente a 60% da carga de ruptura no ensaio:
Força correspondente a 20% da carga de ruptura no ensaio
Área da seção transversal do corpo de prova
Deformação específica correspondente à força F60
Deformação específica correspondente à força F20,
Relatório de ensaio
O resultado deve ser mencionado no relatório de ensaio como descrito na seção de métodos de ensaios 👆