Ensaios dos Materiais - 2022-1 - Ensaio de Torção

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Professora: Estephanie NOBRE DANTAS GRASSI
Campina Grande, 2021.1e
Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Ciências e Tecnologia
Unidade Acadêmica de Engenharia Mecânica
Ensaios dos Materiais – UAEM/UFCG – 2021.1e
Ensaio de torção
Ensaios dos Materiais – UAEM/UFCG – 2021.1e
Ensaio de torção
Características do ensaio
Um momento torsor é aplicado em uma amostra ou peça (geralmente 
cilíndricos);
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Ensaio de torção
*Momento de uma força
Momento de uma força é o produto da intensidade da força (F) pela 
distância do ponto de aplicação ao eixo do corpo sobre o qual a força 
está sendo aplicada (r). Assim, 𝑀𝑡 = 𝐹. 𝑟
𝑟 raio
𝐿 comprimento
𝐷 diâmetro
𝑀𝑡 momento torsor
𝜑 ângulo de deformação longitudinal
𝜃 ângulo de deformação transversal (torção)
𝐹
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Ensaio de torção
Equações de tensão e deformação em torção
Ângulo de torção: 𝜃 =
𝑀𝑡𝐿
𝐺𝐽
𝐽 =
𝜋
2
𝑟0
4 − 𝑟𝑖
4
𝐽 =
𝜋𝑟4
2
Momento polar de inércia:
𝑟𝑖
𝑟0 𝑟
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Ensaio de torção
Equações de tensão e deformação em torção
Ângulo de torção: 𝜃 =
𝑀𝑡𝐿
𝐺𝐽
• Medido experimentalmente 
pelo troptômetro;
• Pode ser usado para identificar 
G (módulo de cisalhamento).
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Ensaio de torção
Equações de tensão e deformação em torção
Deformação de cisalhamento: 𝛾𝑚á𝑥 =
𝑟𝜃
𝐿
𝛾 =
𝜌𝜃
𝐿
→
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Ensaio de torção
Equações de tensão e deformação em torção
Tensão de cisalhamento: 𝜏 =
𝑀𝑡𝜌
𝐽
→ 𝜏𝑚á𝑥 =
𝑀𝑡𝑟
𝐽
Obs.: Como as tensões são maiores nas proximidades da superfície, esta região deverá 
alcançar o regime plástico mais cedo que o centro. 
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Ensaio de torção
Características do ensaio
Assim, como no ensaio de tração, 
a curva de momento x ângulo de 
torção permite determinar várias 
propriedades. 
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Ensaio de torção
Características do ensaio em peças prontas
Porém, devido à complexidade dos cálculos para determinar propriedades, 
o ensaio de torção é mais usado para assegurar a qualidade de peças 
sujeitas à torção:
Molas helicoidais Parafusos Eixos de transmissão
O máximo torque que deve ser aplicado a 
uma peça que sofrerá torção deve ser 
inferior ao momento torsor no limite de 
proporcionalidade.
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Ensaio de torção
Características do ensaio em corpos de prova
• Quando é necessário verificar o comportamento de materiais, utilizam-se corpos 
de prova de seção circular cheia ou vazada (barras ou tubos);
• Para ensaios em tubos, deve-se usar mandris internos para impedir 
amassamentos pelas garras da máquina de ensaio;
• Raramente se escolhe o ensaio de to~rsão como critério de qualidade de um 
material, a não ser em situações especiais, como para verificar os efeitos de 
vários tipos de tratamentos térmicos em aços, principalmente naqueles em que a 
superfície do corpo de prova ou da peça é a mais atingida; 
• O comprimento e o diâmetro do corpo de prova devem ser tais que permitam as 
medições de momentos e ângulos de torção com precisão e também que não 
dificultem o engastamento nas garras da máquina de ensaio;
• Também é muito importante uma centragem precisa do corpo de prova na 
máquina de ensaio, porque a força deve ser aplicada no centro do corpo de prova.
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Ensaio de torção
Máquina de ensaio de torção
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Ensaio de torção
Máquina de ensaio de torção
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Ensaio de torção
Fratura
Material frágil Material dúctil
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Ensaio de torção
Fratura
Fratura dúctil
Fratura frágil
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Ensaio de torção
Fratura
Assim, a fratura frágil ocorre 
devido à tensão normal (de 
tração) máxima, que ocorre 
no plano que está a 45º em 
relação à direção do 
cisalhamento. 
Assim, a superfície da fratura 
é helicoidal.
A resistência do material 
frágil é menor sob tração que 
sob cisalhamento.
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Ensaio de torção
Tipos de ensaios de torção
Torsion pura: Aplicando apenas cargas de torção ao corpo de prova.
Torsão-Axial: Aplicação de forças axiais (tensão ou compressão) e de torção ao 
corpo de prova.
Teste de falha: torcendo o produto, componente ou amostra até a falha. A falha 
pode ser classificada como uma ruptura física ou uma dobra/defeito na amostra.
Teste de prova: Aplicando uma carga de torção e mantendo essa carga de torque 
por um período fixo de tempo.
Teste funcional: Teste de conjuntos ou produtos completos, como tampas de 
garrafas, interruptores, canetas de discagem ou colunas de direção para verificar se 
o produto funciona conforme o esperado sob cargas de torção.
Vídeo com exemplos de ensaios de torção da Instron:
https://www.instron.com/en/our-company/library/test-types/torsion-test?region=Global%20Site&lang=en