Ensaio de flexão em pequenos pratos para materiais metálicos segundo a norma VDA 238-100
A VDA 238-100 descreve a realização do ensaio de flexão em amostras de materiais metálicos, como ligas de alumínio e aços de alta resistência (resistência à tração Rm ≥ 780 MPa). Desde 2017, as exigências para o dispositivo de ensaio são muito rigorosas, para que o ângulo de flexão medido reflita apenas o próprio material e não seja influenciado pelo dispositivo de ensaio. Assim, a capacidade de conformação do material pode ser avaliada de forma mais precisa.
As informações a seguir fornecem uma visão abrangente. Para garantir a execução conforme a norma do ensaio de flexão em plaquetas segundo a VDA 238-100, a aquisição da norma completa é indispensável.
Objetivo & Área de aplicação Preparação de amostras & Amostras Requisitos de rigidez Execução de ensaio Execução do ensaio com dispositivo de flexão em 3 pontosFunções ópticasSolicitar orientação
VDA 238-100 Objetivo e Área de Aplicação
O ensaio de flexão em pequenos pratos conforme a norma VDA 238-100 serve para determinar o ângulo de flexão, por exemplo, de chapas de carroceria, com o objetivo de obter conclusões sobre o comportamento de deformação e a suscetibilidade à falha de materiais metálicos em processos de conformação com predominância de esforços de flexão (como operações de dobra) ou sob cargas de impacto.
A diretriz foi desenvolvida em colaboração entre fabricantes e fornecedores da indústria automotiva, com o propósito de estabelecer um padrão uniforme mundial para aplicações automotivas.
VDA 238-100 Preparação das amostras e amostras
A qualidade da preparação das amostras tem grande influência no ensaio. Por isso, a VDA 238-100 prevê várias etapas para uma preparação cuidadosa das amostras. A superfície da amostra deve estar limpa e as bordas devem ser, se necessário, desbarbadas, lixadas ou tratadas de outra forma.
As amostras para o ensaio de flexão em pequenos pratos são pequenas chapas metálicas planas com tamanho padrão de 60 mm × 60 mm. Se forem esperadas forças de ensaio elevadas, a largura da amostra pode ser reduzida em acordo com o cliente.
Materiais com alta capacidade de conformação podem ser pré-alongados para uma caracterização mais precisa.
VDA 238-100 Requisitos de rigidez para o dispositivo de ensaio
A rigidez do dispositivo de ensaio é determinante para os resultados do ensaio. Se a rigidez for baixa, a deformação do dispositivo de ensaio influencia o ângulo de flexão determinado, ou seja, o valor medido será menor do que o real. Para ângulos de flexão αsoll superiores a 130°, deve-se comprovar a rigidez do dispositivo de ensaio. Com uma força do punção de 3000 N, a expansão total dos roletes não deve ultrapassar 0,1 mm (Fonte:VDA 238‑100:2020‑07, Ponto 4 – Instalação e Equipamentos de Ensaio, Editor: Associação Alemã da Indústria Automobilística (VDA – Verband der Automobilindustrie e.V.).
A elevada rigidez exigida é atendida pelo nosso dispositivo de ensaio para ensaios de flexão em plaquetas, com a mais alta precisão.
Preparação do ensaio conforme a norma VDA 238-100
O dispositivo de flexão é posicionado na máquina de ensaio de tração de forma que os roletes fiquem paralelos e centralizados sob o punção de flexão com uma tolerância de ±0,05 mm. A Rollenabstand distância entre os rolos, conforme definido na VDA 238-100, depende do ângulo de flexão teórico calculado (αsoll):
| Aço | 2 tm + 0,5 mm | |
| Ligas de alumínio | αsoll ≤ 130° | 2 tm |
| αsoll > 130° | 2 tm + 0,5 mm para t ≤ 2,0 mm |
tm = Espessura da amostra antes do ensaio, t = espessura nominal
As amostras devem ser posicionadas simetricamente sobre os rolos, de modo que a força seja aplicada com o punção de flexão exatamente no centro da distância de apoio. Dependendo do material e da espessura da amostra, o raio do punção de flexão é escolhido da seguinte forma:
| Aço (Rm ≥ 780 MPa) | 0,4 mm | |
| Ligas de alumínio | 0,2 mm für t ≤ 2,0 mm | 0,4 mm für t > 2,0 mm |
VDA 238-100 Execução do ensaio
A amostra é dobrada com velocidades de ensaio definidas até que um dos três critérios de desligamento seja atingido:
- Redução de força:
Aço = 60 N
Alumínio t ≤ 2,0 mm = 30 N
Alumínio t > 2,0 mm = 60 N - Desligamento com base no curso da travessa, que garante um ângulo de flexão após a queda de força esperada de 30 N ou 60 N e antes do travamento
- Desligamento em caso de aumento significativo da força
Determinação do ângulo de flexão
Para a avaliação, a VDA 238-100 descreve três métodos para a determinação do ângulo de flexão:
- Manual (αₘ) conforme o Apêndice C: O ângulo de flexão α é medido manualmente com um transferidor após a remoção da amostra do dispositivo de flexão. Neste caso, mede-se apenas a deformação plástica.
- Cálculo (α꜀) conforme o Apêndice D: O ângulo de flexão α꜀ é calculado por meio de software com base no movimento da travessa, abrangendo tanto a deformação plástica quanto a elástica.
- Óptico (αₒ) conforme o Apêndice E: O ângulo de flexão αₒ é determinado com a ajuda de um sistema de câmeras de alta precisão durante a aplicação da carga na amostra. Para isso, uma câmera mede o ângulo de flexão diretamente na amostra durante o ensaio. Neste ensaio, são medidas tanto a deformação plástica quanto a elástica.
"Por meio da nossa estreita colaboração com os principais atores do setor, sabemos que um ângulo de flexão elevado é um critério central para alta qualidade do material. Para isso, por sua vez, a alta rigidez do dispositivo de ensaio é fundamental. E exatamente isso esteve no foco do desenvolvimento. Mas também uma operação simples, rápida e segura era importante para nós — pois assim o equipamento atende às exigências do uso diário. Junto com os clientes, ensaiamos e desenvolvemos intensamente o dispositivo de ensaio. Assim, surgiu um produto que, além da precisão técnica, oferece sobretudo uma coisa: conhecimento prático genuíno e aplicado.”
Dr. Erhard Reimann, gerente de produto para sistemas de ensaio estáticos para metais
Ensaio de flexão em placas segundo VDA 238-100 com ZwickRoell
O dispositivo de flexão para placas da ZwickRoell foi desenvolvido em colaboração com um grande fabricante automotivo. Ela não apenas atende aos requisitos da VDA 238-100, mas também é perfeitamente adaptada ao dia a dia dos ensaios: Fácil manuseio, mínima influência do operador e suporte inteligente por meio de opções ópticas de medição e análise.
Você também utiliza a máquina de ensaio para outras aplicações? Não é necessário remover o dispositivo de ensaio. Vários suportes de amostras ou ferramentas de ensaio podem ser montados diretamente no dispositivo de flexão de placas usando um adaptador.
Downloads
- Informações do produto: Dispositivo de flexão de 3 pontos para ensaio de flexão em pequenos pratos em materiais metálicos PDF 492 KB
- Informações do produto: Máquinas de ensaio de materiais AllroundLine Z005 a Z100 PDF 1 MB
- Informações do produto: Máquinas de ensaio de materiais ProLine Z005 a Z100 PDF 1 MB