Para cada diâmetro foram ensaiados dois protótipos, série branca/amarela (177,80 mm – 178,00 mm), identificados como A1 e A2 e série rosa (152,44 mm – 153,00 mm), identificados como A3 e A4.
O corpo de prova A1, com comprimento inicial de 543 mm e espessura inicial de 6,56 mm, após ser submetido ao ensaio de compressão apresentou flambagem local em sua parte superior, em região localizada entre o anel e o centro do tubo (Figura 64).
Figura 64 – Evolução da configuração deformada do protótipo A1
Fonte: Acervo fotográfico do Autor, 2018.
Os aspectos relacionados ao ensaio experimental do corpo de prova A1, quanto ao carregamento e as deformações ocorridas podem ser observados na Figura 65. A costura do tubo de aço está posicionada na direção do extensômetro S1.
Figura 65 – Seção de aço A1. (a) Média LVDT´s; (b) Extensômetros S0, S1, S2 e S3
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2018.
O valor atingido para a carga de plastificação da seção (aproximadamente 1749,25 kN), manteve-se muito próximo da carga última (em torno de 1822,01 kN), entretanto, esperava-se um comportamento diferente para o protótipo A1, onde houvesse uma variação um pouco maior entre ambas, característica dos aços doces, no tocante a sua ductilidade (com patamar de escoamento definido). Já as curvas representativas da deformação, mostram que havia uma excentricidade
inicial no eixo S0-S3, pois são as curvas que mais se afastam do eixo S2-S1, no qual a excentricidade é menor.
Já o corpo de prova A2, com comprimento inicial de 543 mm e espessura inicial de 6,56 mm, após ser submetido ao ensaio de compressão apresentou flambagem local em sua parte inferior, em região localizada entre o centro do tubo e o anel (Figura 66). Este corpo de prova, especificamente, é o único a receber uma coloração amarela, ao invés de branca, por um equívoco durante o processo de pintura, o que não invalida o resultado dos testes experimentais.
Os aspectos relacionados ao ensaio experimental do corpo de prova A2, quanto ao carregamento e as deformações ocorridas podem ser observados na Figura 67.
Figura 66 – Evolução da configuração deformada do protótipo A2
Fonte: Acervo fotográfico do Autor, 2018.
Figura 67 – Seção de aço A2. (a) Média LVDT´s; (b) Extensômetros S0, S1, S2 e S3
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2018.
Ambos os corpos de prova (A1 e A2) apresentaram comportamentos muito parecidos, no que diz respeito ao modo de falha, caracterizado pela plastificação da seção, seguida de flambagem local (Figura 68), entretanto é possível notar que a carga de plastificação de A2 (1350,90 kN) é menor que a de A1 (1749,25 kN), assim como se percebe que há uma variação maior entre a carga de plastificação e a carga máxima alcançada pelo protótipo (1717,6316 kN), em vista deste ensaio ter sido pontuado pelas observações obtidas no ensaio de A1 (primeiro ensaio), balizador do experimento como um todo.
As curvas apresentadas na Figura 69b também apontam para uma excentricidade quase nula, tanto para o eixo S0-S3, quanto para o eixo S1-S2, visto que praticamente as quatro curvas (S0, S1, S2 e S3) estão sobrepostas.
Figura 68 – Protótipos A1 e A2 após o ensaio de compressão
Fonte: Acervo fotográfico do Autor, 2018.
A exemplo da série branca/amarela, a série rosa, de menor diâmetro e comprimento inicial de 452 mm e espessura inicial de 6,55 mm 6,56 mm, respectivamente, é composta por dois corpos de prova, A3 e A4.
O corpo de prova A3, após ser submetido ao ensaio de compressão apresentou flambagem local em sua parte inferior, em região localizada próxima ao anel (Figura 69). Já o corpo de prova A4, após ser submetido ao ensaio de compressão apresentou flambagem local em sua parte superior, em região localizada próxima ao anel (Figura 70).
Figura 69 – Evolução da configuração deformada do protótipo A3
Fonte: Acervo fotográfico do Autor, 2018.
Figura 70 – Evolução da configuração deformada do protótipo A4
Fonte: Acervo fotográfico do Autor, 2018.
Os aspectos relacionados ao ensaio experimental dos corpos de prova A3 e A4, quanto ao carregamento e as deformações ocorridas podem ser observados nas Figuras 71 e 72. As curvas apresentadas nas Figuras 71a e 72a assemelham-se quanto ao valor da carga de plastificação e da carga máxima.
É possível observar na Figura 71b que a curva que representa o comportamento do protótipo é a curva eixo S0. As demais curvas, S1, S2 e S3 indicam que a leitura destes extensômetros foram perdidas.
Na Figura 72b verifica-se que as curvas que representam S0 e S1 também estão sobrepostas, caracterizando uma excentricidade quase nula nesta direção. Já as curvas S2 e S3 indicam que a leitura pertinente a estes extensômetros foi perdida.
Ambos os corpos de prova apresentaram comportamentos muito parecidos, no que diz respeito ao modo de falha, caracterizado pela plastificação da seção, seguida de flambagem local (Figura 73).
Em relação a A1 e A2, o comportamento de A3 e A4, foi similar quanto à sua trajetória de carregamento.
Figura 71 – Seção de aço A3. (a) Média LVDT´s; (b) Extensômetros S0, S1, S2 e S3
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2018.
Figura 72 – Seção de aço A4. (a) Média LVDT´s; (b) Extensômetros S0, S1, S2 e S3
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2018.
Figura 73 – Protótipos A3 e A4 após o ensaio de compressão
Fonte: Acervo fotográfico do Autor, 2018.
Um detalhe a ser observado é a região de flambagem local, que para os corpos de prova de aço localizam-se na região mais próxima aos anéis, onde a área de aço foi aumentada. Salienta-se que para o corpo de prova A1 os anéis foram posicionados com uma certa “folga” em relação à parede do tubo e nos demais a regulagem do aperto foi maior. Neste tubo em específico, a região de flambagem local afastou-se um pouco mais do posicionamento do anel (Figura 74a e 74b).
Figura 74 – Flambagem local das seções de aço. (a) Detalhe flambagem local A4; (b) Detalhe flambagem local A1
(a) (b)
Fonte: (a) e (b) Acervo fotográfico do Autor, 2018.
A Tabela 32 resume a diferença encontrada entre os valores teóricos encontrados para a carga de plastificação e os valores obtidos após os ensaios experimentais.
Tabela 32 – Dados de plastificação teórica e experimental – Seções de aço
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2018.
A Figura 75 mostra a superposição das curvas médias relativas aos ensaios dos corpos de prova A1, A2, A3 e A4, em relação ao deslocamento axial e às deformações. O desvio entre A1 e A2 é mais discrepante, e em parte se deve ao fato da seção A1 ter servido de base para calibragem da prensa hidráulica e nortear os procedimentos adotados para as demais seções. As seções A3 e A4 apresentam um comportamento similar e seguem a mesma trajetória de A2, exceto pela menor capacidade de carga em virtude da seção transversal ser de menor diâmetro. As deformações referentes à carga de escoamento são muito próximas entre os quatro protótipos.
Figura 75 – Superposição das curvas A1, A2, A3 e A4. (a) Curvas médias dos LVDT; (b) Curvas médias dos extensômetros
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2018.