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Title:
TEST SPECIMEN, TEST PISTON, TEST BASE, TEST ASSEMBLY AND TEST SPECIMEN MANUFACTURING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/020663
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a test specimen (100) and the components thereof, piston (200) and base (300), which allow implementation of a tensile test in a compression test machine without having to convert values to obtain equivalent results, eliminating any possibility of generating imprecise results and without using adhesives, screws or any other fastening means between the test machine and the piston (200) and the base (300). In addition, the present invention relates to a mould for a test specimen and a method for producing a test specimen.

Inventors:
RIBEIRO LUIZ CLÁUDIO ELECE (BR)
Application Number:
PCT/BR2023/050198
Publication Date:
February 01, 2024
Filing Date:
June 16, 2023
Export Citation:
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Assignee:
RIBEIRO LUIZ CLAUDIO ELECE (BR)
International Classes:
G01N3/02; G01N3/62; G01N3/00; G01N3/08
Foreign References:
US3975950A1976-08-24
US3616685A1971-11-02
US5712431A1998-01-27
US4192194A1980-03-11
CN108181165A2018-06-19
US2864253A1958-12-16
US5359903A1994-11-01
US3595072A1971-07-27
CN102089639A2011-06-08
CN106124312A2016-11-16
CN107632116A2018-01-26
CN101470107A2009-07-01
US20150330876A12015-11-19
FR2682321A11993-04-16
CN111707535A2020-09-25
CN106840888A2017-06-13
US6247356B12001-06-19
CN114895005A2022-08-12
CN109612801A2019-04-12
CN102507317A2012-06-20
CN105067454A2015-11-18
US3505860A1970-04-14
Attorney, Agent or Firm:
LICKS ATTORNEYS (BR)
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

1. Corpo de prova (100), caracterizado pelo fato de que compreende uma região superior (110), um orifício central (120) e uma haste (130), em que o corpo de prova (100) é formado como uma peça de corpo único e em que o orifício central (120) do corpo de prova (100) é adaptado para receber uma haste.

2. Corpo de prova (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o orifício central (120) do corpo de prova (100) compreende uma face interna (121) e um fundo interno (122), em que o orifício central (120) é posicionado centralmente na região superior (110) e possui uma geometria cilíndrica correspondente com um pistão, em que o orifício central (120) possui uma profundidade entre 40 e 90 mm, preferencialmente 70 mm e um diâmetro entre 10 e 35 mm, preferencialmente 15 mm.

3. Corpo de prova (100), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o corpo de prova (100) possui uma altura total entre 100 e 200 mm e compreende uma haste (130) em formato cilíndrico, que se projeta inteiramente dentro da base de ensaio (300).

4. Corpo de prova (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a haste (130) do corpo de prova (100) compreende um empescoçamento (131), uma face lateral (132) e uma face inferior (133), em que a haste (130) possui um formato cilíndrico e apresenta uma altura entre 50 e 90 mm e um diâmetro entre 30 e 70 mm.

5. Pistão de ensaio (200), caracterizado pelo fato de que compreende uma região superior (210) e uma haste (220), uma face superior (211), pelo menos um disco magnético (212), uma face lateral (213) e uma face inferior (214), em que a região superior (210) possui um formato de disco e em que o pistão de ensaio (200) é formado como uma peça de corpo único.

6. Pistão de ensaio (200), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a região superior (210) apresenta uma altura entre 5 e 15 mm, um diâmetro entre 100 e 140 mm e em que o pistão de ensaio (200) possui uma altura total entre 70,5 e 100 mm.

7. Pistão de ensaio (200), de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o diâmetro da haste (220) corresponde a um valor entre 8% e 20% do diâmetro da face lateral (213) da região superior (210).

8. Pistão de ensaio (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos um disco magnético (212) da região superior (210) possui superfície plana e é inserido no pistão de ensaio (200).

9. Base de ensaio (300), caracterizada pelo fato de que compreende uma região superior externa (310), uma região de contato (320), uma região lateral (330), uma região interna (340) um orifício inferior (350) e uma região inferior (360), em que a base de ensaio (300) é formada como uma peça de corpo único que possui uma altura total entre 110 e 170 mm e é posicionada em uma máquina de ensaio.

10. Conjunto de ensaio, caracterizado pelo fato de que compreende o corpo de prova (100), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, o pistão de ensaio (200), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 8 e a base de ensaio (300), conforme definida na reivindicação 9, em que: o corpo de prova (100) compreende uma haste (130) com uma altura que corresponde a um valor entre 35 e 55% da altura da base (300) e um diâmetro que corresponde a um valor entre 55 e 95% da face lateral (322) da base (300); e o pistão de ensaio (200) compreende uma haste (220) que possui dimensões que correspondam entre 100 e 130% da altura e entre 80 e 98% do diâmetro do orifício central (120) do corpo de prova (100).

11. Molde (400), caracterizado pelo fato de que compreende um corpo superior (410), uma haste cilíndrica (413), um recipiente (420) e uma base (430), em que o molde (400) visa produzir o corpo de prova (100), definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4 e a haste cilíndrica (413) do molde (400) é disposta de modo concêntrico e paralelo no recipiente (420).

12. Método de fabricação de corpo de prova, caracterizada pelo fato de que utiliza o molde, definido na reivindicação 11, para executar as etapas de:

I. encaixar o recipiente (420) na base (430);

II. encaixar as abas (424) do recipiente (420) nos pinos de encaixe (431) da base (430);

III. encaixar o corpo superior (410) no recipiente (420);

IV. encostar a face inferior do disco externo (412) na região superior da alça circular (422);

V. centralizar a haste cilíndrica (413) no recipiente (420);

VI. realizar o fechamento das abas de aperto (425) do recipiente (420);

VII. depositar o material em estado líquido no interior do molde (400); e

VIII. aguardar a cura do material para desenformar o corpo de prova (100).

Description:
CORPO DE PROVA, PISTÃO DE ENSAIO, BASE DE ENSAIO, CONJUNTO DE ENSAIO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE CORPO DE PROVA

Campo Técnico

[001] A presente invenção pertence ao campo da física, mais especificamente, a presente invenção pertence ao campo da investigação das propriedades de resistência de materiais sólidos mediante a aplicação de esforço mecânico.

Introdução

[002] A presente invenção se refere a um corpo de prova de concreto para ensaios de resistência a tração direta, seu método de fabricação e seus componentes associados, que propiciam o encaixe em máquinasde ensaio de compressão.

Fundamentos

[003] Conhecer as propriedades mecânicas de um material, bem como realizar a conferência da matéria-prima ou do produto acabado, avaliando se este apresenta características de segurança e eficiência com relação ao seu uso, é uma tarefa importante para os profissionais que trabalham no desenvolvimento de um novo produto, bem como para os fabricantes desse tipo de produto.

[004] Nesse contexto, o ensaio de tração tem grande importância, uma vez que serve não apenas para averiguação de suas propriedades, mas também para análises de novos materiais, realização de análises de risco, de possíveis falhas e verificação do comportamento do material sob determinadas condições de trabalho. Os ensaios mecânicos podem ser realizados em protótipos ou em corpos de prova.

[005] A importância da realização de ensaios em corpos de prova se dá pela possibilidade de uma verificação prática do comportamento do material sob condições de uso controladas desse objeto. Deste modo, é possível avaliar se o material projetado apresentaria características adequadas à sua função.

[006] No campo dos ensaios de tração, comumente se utilizam travas, parafusos, colas, dentre outros, que trazem uma tendência à geração de tensões secundárias, aumento da imprecisão do ensaio e uma dificuldade na operacionalização de ensaios.

[007] Portanto, é desejável um corpo de prova e novos acessórios para um equipamento de ensaio de tração direta que dispense a necessidade do uso de adesivos especiais ou travas para montagem do corpo de prova no equipamento, com potencial para aumentar significativamente o grau de precisão dos resultados dos ensaios.

[008] Adicionalmente, é desejável que seja gerada uma grande economia, não somente monetária, mas também de espaço físico nos laboratórios de ensaios com a possibilidade da utilização da mesma máquina utilizada para o ensaio de compressão.

Estado da técnica

[009] Soluções conhecidas do estado da técnica para corpos de prova da natureza aqui tratada podem ser verificadas em documentos do estado da técnica tais como o documento patentário US 3595072, intitulado "Meios de ensaio de concreto", que apresenta um ensaio para estruturas de concreto em que um elemento é afixado em um corpo de prova, que é adaptado e calibrado com dimensõesconhecidas. Então uma força mensurável é aplicada ao referido corpo de prova através do elemento, que compreende uma haste com uma cabeça alargada com a extremidade externa da haste nivelada com a referida superfície do concreto, a referida haste tendo meios para permitir que a força mensurável seja aplicada ao corpo de prova a partir da superfície do concreto. [010] Na solução apresentada no documento US 3595072, a haste é parafusada na cabeça e rosqueada na haste do pistão, além do membro de fixação ser inserido no concreto. Consequentemente, tal configuração demanda a utilização de membros de fixação diretamente no corpo de prova, que muitas vezes podem apresentar defeitos ou inconformidades entre si e que, necessa riamente, demandam maisetapas na realizaçãode ensaios. Além disso, por envolver membros de fixação, as etapas de análise dos resultados acabam por possuir a necessidade de conversão de valores para se obter resultados equivalentes, podendo gerar imprecisão nos resultados.

[011] Outro documento patentário pertinente do estado da técnica é o documento CN 102507317A, intitulado “ Dispositivodeensaiode tensão limite de concreto embutido e método de reforço de amostra de concreto", que descreve um dispositivo de ensaio de limite de tensão de concreto embutido e um método de reforço de amostra de concreto. O dispositivo compreende uma junta universal e uma haste roscada embutida, em que a junta universal compreende um eixo de fixaçãoe uma luva; a parte inferiordo eixo de fixação se estende para dentro da luva e está em uma forma de cavidade inversa; a forma da parte superior da cavidade interna da luva é combinada com a da parte inferior do eixo de fixação; a parte superior da haste roscada embutida se estende de forma destacável na luva; e a parte inferior da haste roscada embutida é pré-embutida no concreto.

[012] Na solução apresentada pelo documento CN 102507317A, é possível observar um dispositivo de ensaio que traz um aparelho de ensaio de tração de concreto embutido. Porém, tal como no documento anterior, a invenção depende do uso de parafusos, adesivos especiais ou travas, que muitas vezes podem apresentar defeitos ou inconformidades entre si e que, necessariamente, demandam mais etapas na realização de ensaios. Além disso, por envolver membros de fixação, as etapas da análise dos resultados acabam por possuir a necessidade de conversão de valores para se obter resultados equivalentes, podendo gerar imprecisão nos resultados.

[013] Ainda outro documento patentário do estado da técnica cuja solução pode ser mencionada é o documento chinês CN 106124312A, intitulado "Dispositivo e método de ensaio de desempenho de barra de aço e concreto", que descreve um dispositivo que compreende uma região de ensaio de tração e uma região de ensaio de pressão. A região de ensaio de tração pode realizar ensaios em barras de aço e desempenho de ligação de concreto. A região de ensaio de pressão pode conduzir ensaios de desempenho mecânico em blocos de ensaio de concreto e vigas. O dispositivo e o método adotam uma estrutura de carregamento com parafusos de avanço em dois lados.

[014] Na solução apresentada pelo documento CN 106124312A, é possível observar a amostra de concreto e aço sendo presa por garra para o ensaio de tração. Porém, tal como nos documentos anteriores, a invenção depende do uso de parafusos, adesivos especiais ou travas que, muitas vezes, podem apresentar defeitos ou inconformidades entre si e que, necessariamente, demandam mais etapas na realização de ensaios. Além disso, por envolver membros de fixação, as etapas da análise dos resultados acabam por possuir a necessidade de conversão de valores para se obter resultados equivalentes, podendo gerar imprecisão nos resultados.

[015] Existe, portanto, espaço para um corpo de prova de concreto com acessórios correspondentes, que incluem um encaixe da base e um êmbolo, de modo a permitir a realização de ensaios de tração em uma máquina de ensaio de compressão que: a) forneça resultados mais confiáveis para estudos e experimentos que façam uso da tração direta; b) possibilite a utilização de um corpo de prova de geometria simples que permita aplicação noutros equipamentos; c) possibilite que o corpo de prova seja inteiriço; d) garanta o uso do corpo de prova e acessórios correspondentes tanto para máquinas de ensaio de tração quanto para máquinas para ensaio de compressão, no estudo de cargasde tração axial em concreto, compósitos e outros materiais, obtendo-se resultados práticos confiáveis; e) possibilite que o corpo de prova seja inteiriço, dispensando o uso de meios de união, permanentes ou não, de modo a simplificar a operação; f) dispense fixadores extrínsecos para o corpo de prova, evitando afetar as propriedades da amostra pelo uso de acopladores, parafusos e prensagem, facilitando acoplamento do corpo de prova à máquina, sem interferência dos meios de fixação; g) possibilite medir forças cisalhantes, reduzindo a menor base do corpo de prova; e h) permita medir com maior precisão as propriedades de resistência a tração, esforços cortantes efissuração usando uma máquina de ensaios de compressão.

Objetivos

[016] O objetivo da invenção é, portanto, prover um corpo de prova, de acordo com as características da reivindicação 1 do quadro reivindicatório anexo.

[017] Outro objetivo da invenção é prover um pistão de ensaio, de acordo com as características da reivindicação 5 do quadro reivindicatório anexo.

[018] Um outro objetivo da invenção é prover uma base de ensaio, de acordo com as características da reivindicação 9 do quadro reivindicatório anexo.

[019] Ainda outro objetivo da presente invenção é prover um conjunto de ensaio, de acordo com as características da reivindicação 10 do quadro reivindicatório anexo.

[020] Outro objetivo adicional da presente invenção é prover um molde, de acordo com as características da reivindicação 11 do quadro reivindicatório anexo.

[021] Finalmente, outro objetivo da presente invenção é prover um método de fabricação de corpo de prova, de acordo com as características da reivindicação 12 do quadro reivindicatório anexo.

[022] Demais características e detalhamentos das características são representados pelas diferentes modalidades contidas na presente invenção.

Descrição das figuras

[023] Para melhor entendimento e visualização do objeto da presente invenção, este será agora descrito com referência às figuras anexas, representando a melhoria funcional obtida, em que:

Figura 1: apresenta uma vista em perspectiva isométrica de um corpo de prova, tal como descrito pela presente invenção;

Figura 2: apresenta uma vista superior do corpo de prova da Figura 1;

Figura 3: apresenta uma vista lateral do corpo de prova da Figura 1; Figura 4: apresenta uma vista em perspectiva isométrica de um pistão, tal como descrito pela presente invenção;

Figura 5: apresenta uma vista superior do pistão da Figura 4;

Figura 6: apresenta uma vista lateral do pistão da Figura 4;

Figura 7: apresenta uma vista em perspectiva isométrica de uma base, tal como descrita pela presente invenção;

Figura 8: apresenta uma vista lateral da base da Figura 7;

Figura 9: apresenta uma vista superior da base da Figura 7;

Figura 10: apresenta uma vista inferior da base da Figura 7;

Figura 11: apresenta uma vista lateral explodida de um conjunto formado pelo corpo de prova, pistão e base das Figuras 1, 4 e 7, respectiva mente;

Figura 12: apresenta uma vista lateral da montagem correspondente dos membros presentes no conjunto da Figura 11;

Figura 13: apresenta uma vista lateral em corte representando graficamente o esquema de ação das forças que agem no corpo de prova da Figura 1, quando este está sob ação de forças de uma máquina de ensaio de compressão;

Figura 14: apresenta uma vista em perspectiva isométrica de um molde de corpo de prova, tal como descrito pela presente invenção;

Figura 15: apresenta uma vista lateral do molde de corpo de prova da Figura 14;

Figura 16: apresenta uma vista em perspectiva isométrica de um corpo superior do molde de corpo de prova da Figura 14; Figura 17: apresenta uma vista em perspectiva isométrica de um recipiente do molde de corpo de prova da Figura 14; e

Figura 18: apresenta uma vista em perspectiva isométrica de uma base do molde de corpo de prova da Figura 14.

Descrição Detalhada da invenção

[024] Um corpo de prova (100), um pistão de ensaio (200) e uma base de ensaio (300), de acordo com a presente invenção, serão descritos em detalhes a seguir.

Corpo de prova (100)

[025] O corpo de prova (100) da presente invenção compreende uma região superior (110), um orifício central (120) e uma haste (130), em que o corpo de prova (100) é formado, em um exemplo não limitante, como uma peça de corpo único, possuindo preferencialmente uma altura total entre 100 e 200 mm.

[026] Além disso, o corpo de prova (100) pode ser inteiramente fabricado em uma gama variada de materiais diferentes, dentre eles: metais, elastômeros, plásticos, termoplásticos, borrachas, concretos, cerâmicos, rochas, ou mesmo de outros materia is sólidos que inicia Imente se apresentam em forma líquida ou pastosa.

[027] O corpo de prova (100) pode ser usado tanto em ensaios de tração, quanto em ensaios de compressão e de tração indireta em que todos os ensaios podem ser realizados em uma mesma máquina de ensaio de compressão (não mostrada), desde que sejam empregadas condições adequadas de mensuração ao longo dos ensaios, já conhecidas e esperadas por uma pessoa ordinariamente versada na técnica.

[028] A região superior (110) do corpo de prova (100) compreende uma face superior (111) uma face lateral (112) e uma face inferior (113), em que a região superior (110) possui um formato cilíndrico, apresentando, em um exemplo não limita nte, entre 60 mm e 100 mm, preferencialmente 90 mm, de diâmetro.

[029] É evidente que outras dimensões podem ser adotadas em função da conveniência dos estudos e características do material em ensaio.

[030] A face superior (111) da região superior (110) possui um formato circular plano e é voltada para fora.

[031] A face lateral (112) da região superior (110) é uma região voltada para fora perpendicular à ambas as faces (111, 113) e possui uma altura entre 15 e 40 mm, preferencialmente 30 mm.

[032] A face inferior (113) da região superior (110) possui um formato circular plano e é voltada para fora, de modo a tocar a base (300).

[033] O orifício central (120) do corpo de prova (100) compreende uma face interna (121) e um fundo interno (122), em que o orifício central (120) é posicionado centralmente na região superior (110) e possui uma geometria cilíndrica correspondente com o pistão (200), apresentando uma profundidade entre 40 e 90 mm, preferencialmente 70 mm e um diâmetro entre 10 e 35 mm, preferencialmente 15 mm.

[034] A face interna (121) do orifício central (120) possui uma face lisa e uma relação de perpendicularidade com o fundo interno (122) e com a região superior (110).

[035] O fundo interno (122) do orifício central (120) é uma seção reta, com formato circular e paralela à região superior (110).

[036] A haste (130) do corpo de prova (100) compreende um empescoçamento (131), uma face lateral (132) e uma face inferior (133), em que a haste (130) possui um formato cilíndrico, apresentando uma altura entre 50 e 90 mm e um diâmetro entre 30 e 70 mm. [037] É de se notarque a altura do orifício central (120) deve ser menor que a altura do corpo de prova (100), de modo que o orifício central (120) não transpasse o corpo de prova (100).

[038] Adicionalmente, a haste (130) se projeta inteiramente dentro da base (300) e é a região onde ocorre o rompimento.

[039] O empescoçamento (131) da haste (130) é uma região filetada que se encontra entre a face inferior (113) da região superior (110) e a face lateral (132) da haste (130), em que o filete do empescoçamento (131) possui um raio entre 1 e 9 mm, preferencialmente de 5 mm.

[040] Adicionalmente, o empescoçamento (131) atua de modo a evitar concentração de tensões na regiãoda haste (130) próxima a face inferior (113) da região superior (110), de modo a concentrar os esforços de tração do corpo de prova (100) na haste (130).

[041] A face lateral (132) da haste (130) é uma região voltada para fora e, preferencialmente, adentra completamente no interior da base (300), porém, a face lateral (132) fica suspensa na montagem, sem tocar o fundo da base, de modo a permitir que ocorra o rompimento do corpo de prova (100).

[042] A face inferior (133) da haste (130) é uma região circular plana, paralela a face superior (111).

Pistão de ensaio (200)

[043] O pistão de ensaio (200), ou pistão (200), compreende uma região superior (210) e uma haste (220), em que, preferencialmente, o pistão (200) é formado como uma peça de corpo único, possuindo uma altura total entre 70,5 e 100 mm, preferencialmente 88,5 mm.

[044] Adicionalmente, o pistão (200) pode ser inteiramente fabricado em uma gama variada de ligas metálicas diferentes, preferencialmente, o pistão (200) pode ser inteiramente fabricado em ligas de aço, ou em uma liga metálica que possua propriedades mais duras e/ou resistentes que as do corpo de prova (100).

[045] O pistão (200) deverá ser acoplado a uma máquina de ensaio de compressão para que possam ser realizados ensaios de tração em corpos de prova (100).

[046] A região superior (210) do pistão (200) compreende uma face superior (211), uma pluralidade de discos magnéticos (212), uma face lateral (213) e uma face inferior (214), em que a região superior (210) possui um formato de disco, apresentando uma altura entre 5 e 15 mm, preferencialmente de 9 mm e um diâmetro entre 100 e 140 mm.

[047] Afacesuperior(211) da região superior (210) é uma região plana, lisa e voltada para cima, de modo a contatar paralelamente a máquina de ensaios, mais especificamente na região de superfície das células de carga de uma máquina de ensaios.

[048] Os discos magnéticos (212) da região superior (210) possuem superfície plana e são inseridos no pistão (200) sem o auxílio de colas, parafusos, soldagem, ou qualquer outro meio de fixação.

[049] A quantidade de discos magnéticos (212) pode variar de acordo com a configuração do pistão (200) e dos discos magnéticos (212), podendo estes serem dispostos entre 1 e 7 discos magnéticos (212), preferencialmente, podendo ser dispostos entre 2 e 5 discos magnéticos (212).

[050] Adicionalmente, os discos magnéticos (212) são dispostos de modo simétrico, preferencialmente, podem ser dispostos em um padrão circular, igualmente afastados um dos outros, podendo, ou não, possuir um disco magnético (212) central. No caso de haver apenas um disco magnético (212), este poderá ser disposto na região central da região superior (210) do pistão (200). [051] Com a quantidade de discos magnéticos (212) sendo maior que um, a distância entreeles deveserde 40% a 60% do raio da facesuperior(211) da região superior (210) do pistão (200), preferencialmente de 50% a 60%.

[052] Além disso, os discos magnéticos (212) são instalados de modo a permanecem inteiramente dentro do pistão (200), restando apenas sua superfície superior à mostra, de modo que esta superfície fique inteiramente nivelada com a face superior (211) da região superior (210).

[053] Por ser disposto inteiramente dentro do pistão (200), os discos magnéticos (212) são capazes de exercer uma força magnética maior com o pistão (200) do que com a superfície das células de carga de uma máquina de ensaios, permitindo que o pistão (200) possa ser desacoplado da máquina de ensaios, sem que seus discos magnéticos (212) se soltem do pistão (200) e fiquem presos na máquina de ensaios.

[054] A face lateral (213) da região superior (210) é uma face plana de formato cilíndrico, que possui entre 80 e 140 mm, preferencialmente entre 100 e 130 mm, de diâmetro e entre 5 e 15 mm de altura.

[055] A face inferior (214) da região superior (210) é uma face plana de formato circular que possui diâmetro correspondente com a face superior (211).

[056] A haste (220) do pistão (200) compreende uma face lateral (221) e uma face inferior (222), em que a haste (220) possui um formato cilíndrico, apresentando entre 60 e 110 mm, preferencialmente entre 70 e 90 mm, de altura e entre 12 e 16 mm, preferencialmente 14 mm, de diâmetro.

[057] Assim, e com base no exemplo não limitante acima, fica claro que se estabelece uma relação entre o diâmetro da face lateral (213) da região superior (210) e o diâmetro da haste (220) do pistão (200). A presente invenção prevê que o diâmetro da haste (220) deve corresponder a um valor entre 10% e 22% do diâmetro da face lateral (213) da região superior (210).

[058] Adicionalmente, a haste (220) é a região que aplica a força de tração no corpo de prova (100) e se projeta inteiramente dentro deste.

[059] A face lateral (221) da haste (220) é uma face plana de formato cilíndrico.

[060] A face inferior (222) da haste (220) é uma face plana de formato circular, em que a face inferior (222) contata a face inferior (133) do corpo de prova (100).

Base de ensaio (300)

[061] A base de ensaio (300), ou base (300), compreende uma região superior externa (310), uma região de contato (320), uma região lateral (330), uma região interna (340) um orifício inferior (350) e uma região inferior (360), em que a base (300) é formada como uma peça metálica de corpo único, possuindo uma altura total entre 110 e 170 mm, preferencialmente entre 130 e 150 mm.

[062] A região superior externa (310) da base (300) compreende uma face superior (311) e uma face lateral (312).

[063] A face superior (311) da região superior externa (310) possui um diâmetro externo entre 110 e 150 mm, preferencialmente de 130 mm.

[064] A face lateral (312) da região superior externa (310) é a face voltada para o interior da base (300) e possui uma altura entre 1 e 3 mm, preferencialmente, 2 mm.

[065] A região de contato (320) compreende uma face superior (321) e uma face lateral (322), em que a região de contato (320) é a região que contata o corpo de prova (100), em que a geometria da região de contato (320) da base (300) varia conforme a geometria da haste (130) do corpo de prova (100). [066] A face superior (321) da região de contato (320) possui um formato de disco com um diâmetro externo entre 100 e 130 mm e um diâmetro interno entre 40 e 80 mm, em que o diâmetro da facesuperior(321) é maior que o diâmetro da região superior (110) do corpo de prova (100).

[067] A face lateral (322) da região de contato (320) é uma região cilíndrica com diâmetro entre 40 e 80 mm, em que a face lateral (322) possui diâmetro correspondente com o diâmetro da haste (130) do corpo de prova (100), de modo a permitir que a haste (130) possa passar pela face lateral (322) sem gerar atrito/interferência entre os dois corpos.

[068] Adicionalmente, entre a face lateral (322) e a face superior (321), encontra-se uma região filetada, em que o filete possui um raio entre 1 e 9 mm, preferencialmente de 5 mm e correspondente com o filete do empescoçamento (131) da haste (130).

[069] A região lateral (330) da base (300) compreende pelo menos dois orifícios laterais (331), em que a região lateral (330) possui uma forma cilíndrica com um diâmetro entre 110 e 150 mm.

[070] Os orifícios laterais (331) da região lateral (330) são orifícios oblongos que permitem a limpeza do interior da base (300), sem que esta precise ser movida de lugar, além de permitir que um observador possa acompanhar visualmente o ensaio de tração.

[071] Adicionalmente, os orifícios laterais (331) contribuem para a redução de massa da base (300).

[072] A região interna (340) da base (300) compreende uma face superior (341), uma face lateral (342) e uma face inferior (343), em que a região interna (340) é uma base interna em formato de disco.

[073] A face lateral (342) da região interna (340) possui um formato cilíndrico, com um diâmetro entre 60 e 90 mm e uma altura entre 10 e 30 mm, em que a face lateral (342).

[074] A face inferior (343) da região interna (340) possui um formato circularcom um diâmetro entre 60 e 90 mm, comdiâmetro grandeo bastante para permitir que, após o ensaio, a parte inferior do corpo de prova (100) possa ser removida da base (300) sem interferência.

[075] O orifício inferior (350) da base (300) possui um formato cilíndrico com um diâmetro entre 10 e 30 mm e uma altura entre 5 e 15 mm, em que o orifício inferior (350) possui um diâmetro menor que o diâmetro da haste (130) do corpo de prova (100) e da face lateral (322), de modo que, em caso de ruptura, a parte inferior do corpo de prova (100) possa ser retirada de dentro da base (300), sem que esta dificulte sua retirada.

[076] A região inferior (360) da base (300) é a região de contato entre a base (300) e a área de apoio da máquina de ensaios.

[077] É de se notar que a base (300) pode possuir apenas a face lateral (322) da região de contato (320) como orifício.

Molde do corpo de prova

[078] O corpo de prova (100) é produzido por moldagem com a utilização de um molde (400), onde o molde (400) compreende um corpo superior (410), um recipiente (420) e uma base (430).

[079] Adicionalmente, o molde (400) pode ser fabricado em plástico ou metal, sendo, preferencialmente, produzido em um torno mecânico.

[080] O corpo superior (410) compreende uma alça (411), um disco externo (412) e uma haste cilíndrica (413), em que o corpo superior (410) é a região em que ocorre a moldagem da região superior (110) do corpo de prova (100).

[081] A alça (411) é utilizada para alinhar o orifício central (120) do corpo de prova (100) e, ao ser girada, permite que a superfície se torne lisa e nivelada, além de facilitar o encaixe do corpo superior (410) no recipiente (420).

[082] O disco externo (412) é fixado na alça (411) e se apoia no recipiente (420), dando sustentação para o corpo superior (410).

[083] A haste cilíndrica (413) é fixada na alça (411) e possui um formato cilíndrico fechado. Adiciona Imente, a haste cilíndrica (413) é disposta de modo concêntrico e paralelo no recipiente (420), permitindo que seja criado o orifício central (120) no corpo de prova (100).

[084] O recipiente (420) compreende uma região circular (421), um filete (422), uma base circular (423), pelo menos duas abas inferiores (424) e pelo menos um par de abas de aperto (425), em que o recipiente (420) é a região onde é depositado o material que irá formar o corpo de prova (100).

[085] A região circular (421) é localizada na região superior do molde (400) e é uma região cilíndrica.

[086] O filete (422) se encontra entre a região circular (421) e a base circular (423). Adicionalmente, o filete (422) possui um raio entre 1 e 9 mm e facilita a remoção do corpo de prova (100) do molde (400) após a cura deste.

[087] A base circular (423), é a região inferior do molde (400) e possui um formato cilíndrico.

[088] Destaca-se que região circular (421), o filete (422) e a base circular (423), proporcionam a correta moldagem do corpo de prova (100) em suas respectivas regiões, a saber, a região superior (110); o empescoçamento (131); e a haste (130).

[089] As abas (424) permitem o a parafusa mento do recipiente (420) na base (430), impedindo que ocorra vazamento de material entre o recipiente (420) e a base (430). Adicionalmente, as abas (424) são desparafusadas da base (430) após a cura do corpo de prova (100), permitindo que este seja facilmente removido do molde (400).

[090] As abas de aperto (425) recebem pelo menos um dentre: parafuso, arruela, rebite, pino, porca, chaveta, cupilha, dentre outros, e permitem o fechamento, ou abertura, lateral das duas partes do recipiente (420) do molde (400), impedindo o vazamento lateral do material inserido para fabricação do corpo de prova (100) e sua liberação após a cura.

[091] A base (430) compreende pelo menos dois pinos de encaixe (431) e uma chapa (432), em que a base (430) faz a sustentação e fixação inferior do conjunto do molde (400).

[092] Os pinos de encaixe (431) são pinos dispostos verticalmente em extremidades opostas da chapa (432) e recebem as abas (424).

[093] A chapa (432) é uma chapa que pode possuir qualquer formato e qualquer tamanho, desde que permita a correta fixação do molde (400) na base (430).

[094] É de se notar que é possível utilizar óleo no molde (400) para evitar prendimento e/ou deformação do corpo de prova (100) após sua cura.

[095] Além disso, fica evidente para um técnico no assunto que, independentemente das formas exemplares/modalidades citadas anteriormente, o molde deve corresponder, em medida e em formato, ao corpo de prova (100) com as tolerâncias e/ou sobras que lhe são esperadas.

Método de fabricação do corpo de prova

[096] O método de obtenção de um corpo de prova (100), compreende as etapas de:

I. encaixar o recipiente (420) na base (430);

II. encaixar e fixar as abas (424) do recipiente (420), através dos pinos de encaixe (431) da base (430);

III. encaixar o corpo superior (410) no recipiente (420); IV. encostar a face inferior do disco externo (412) na região superior da alça circular (422);

V. centralizar a haste cilíndrica (413) no recipiente (420);

VI. realizar o fechamento das abas de aperto (425) do recipiente (420);

VII. depositar o material em estado líquido no interior do molde (400); e

VIII. aguardar a cura do material para desenformar o corpo de prova (100).

Considerações finais

[097] A presente invenção descreve um conjunto formado pelo corpo de prova (100), o pistão (200) e a base (300) que permite a realização de ensaios de tração em uma máquina de ensaios de compressão, sem depender da utilização de parafusos, adesivos especiais ou travas, para unir corpo de prova. Adicionalmente, o presente processo é realizado com maior simplicidade de operação e que dispensa a necessidade de conversão de valores para se obter resultados equivalentes.

[098] É evidente que as medidas e relações entre medidas descritas para a presente invenção podem variar de acordo com o dimensionamento do corpo de prova (100), do pistão (200) e da base (300). Entretanto, as referidas medidas e suas relações são altamente confiáveis e reproduzíveis, além de serem altamente eficientes e eficazes.

[099] Além disso, independentemente das medidas adotadas pelo corpo de prova (100), pelo pistão (200) e pela base (300), certas relações de proporção precisam ser respeitadas para o correto funcionamento da invenção, tais como: I. o corpo de prova (100) deve compreender uma haste (130) com uma altura que corresponda a um valor entre 35 e 55% da altura da base (300) e um diâmetro que corresponda a um valor entre 55 e 95% da face lateral (322) da base (300); e

II. o pistão de ensaio (200) deve compreender uma haste (220) que corresponda a um valor entre 100 e 130% da altura e entre 80 e 98% do diâmetro do orifício central (120) do corpo de prova (100).

Conclusão

[100] Será facilmente compreendido pelos técnicos no assunto que modificações podem ser realizadas na presente invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição acima. Essas modificações devem ser consideradas como compreendidas pelo escopo da presente invenção. Consequentemente, as concretizações particulares descritas em detalhe anteriormente são somente ilustrativas e exemplares e não limitativas quanto ao escopo da presente invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes desta.