Quais Parâmetros São Monitorados Por Extensômetros De Resistência De Alta Sensibilidade Durante A Compressão Axial?

Extensômetros de resistência de alta sensibilidade são empregados durante testes de compressão axial para capturar dois parâmetros específicos de deformação em tempo real: deformação de compressão longitudinal e deformação de expansão lateral. Fixados diretamente na superfície externa do tubo de aço inoxidável, esses sensores fornecem os dados brutos necessários para determinar como o tubo se deforma fisicamente ao confinar o núcleo de concreto sob carga.

O monitoramento simultâneo da deformação longitudinal e lateral não se trata apenas de medir a deformação; é o método fundamental para calcular o coeficiente de confinamento e rastrear a evolução da razão de Poisson do material através de diferentes fases de carregamento.

A Mecânica da Medição

Para entender a interação entre o tubo de aço e o concreto leve agregado, você deve isolar as forças direcionais específicas em jogo.

Deformação de Compressão Longitudinal

Este parâmetro mede o encurtamento do tubo de aço inoxidável ao longo do eixo da carga aplicada.

À medida que a máquina de teste aplica pressão vertical, os extensômetros registram o quanto o tubo comprime. Esses dados são cruciais para alinhar a deformação da casca de aço com a compressão do núcleo de concreto.

Deformação de Expansão Lateral

Simultaneamente, os extensômetros monitoram a expansão externa, ou "abaulamento", do tubo.

Esta medição é o indicador direto da força de confinamento. À medida que o núcleo de concreto tenta se expandir para fora sob pressão, o tubo de aço resiste a essa expansão, gerando o efeito de confinamento que aumenta a integridade estrutural da coluna.

Derivando Valor dos Dados de Deformação

Coletar dados brutos de deformação é o primeiro passo; o valor de engenharia mais profundo reside no que esses dois parâmetros revelam sobre o comportamento do material compósito.

Cálculo do Coeficiente de Confinamento

A eficácia de uma coluna de concreto confinada por tubo depende do coeficiente de confinamento.

Pesquisadores usam os dados em tempo real de mudanças laterais e longitudinais para calcular este coeficiente. Ele quantifica exatamente quanto suporte o tubo de aço está fornecendo ao concreto do núcleo em qualquer momento durante o teste.

Rastreamento da Evolução da Razão de Poisson

A relação entre a expansão lateral e a compressão longitudinal — conhecida como razão de Poisson — não é estática nesses materiais.

Extensômetros de alta sensibilidade permitem observar a mudança nessa razão à medida que o material cede. Você pode rastrear a transição do material da fase elástica, onde a razão é aproximadamente 0,3, para a fase elasto-plástica, onde a razão aumenta significativamente, variando de 0,3 a 0,7.

Entendendo o Contexto do Teste

Embora os extensômetros forneçam os "olhos" para o experimento, a validade dos dados depende muito de como a carga é aplicada.

O Papel do Controle de Carga

Extensômetros devem responder a entradas precisas. Uma máquina de teste de pressão servo-hidráulica controlada por microcomputador é usada para gerenciar a taxa de carregamento.

A máquina garante uma taxa de carga constante inicialmente, o que é vital para leituras precisas da fase elástica. Sem essa estabilidade, os dados do extensômetro poderiam ser erráticos, levando a cálculos incorretos da razão de Poisson inicial.

A Necessidade de Controle de Deslocamento

Uma vez que a amostra cede, a máquina de teste muda para controle de deslocamento de alta precisão.

Essa mudança permite que os extensômetros capturem o processo de redistribuição de tensões e a capacidade de carga residual. Depender apenas do controle de carga durante esta fase resultaria em uma falha rápida que os extensômetros podem não capturar com resolução suficiente.

Fazendo a Escolha Certa para Sua Análise

Ao analisar dados de testes de concreto confinado, sua interpretação das leituras do extensômetro deve depender de seus objetivos de engenharia específicos.

Se seu foco principal é o limite elástico: Concentre-se na estabilidade da razão de Poisson em torno de 0,3 para verificar o comportamento linear do material compósito.
Se seu foco principal é a mecânica de falha: Analise o rápido aumento da deformação lateral em relação à deformação longitudinal (razão de Poisson 0,3–0,7) para entender a capacidade elasto-plástica e o confinamento de pico fornecido pelo tubo.

O monitoramento preciso da deformação é a única maneira de mapear efetivamente a interação dinâmica entre a casca de aço inoxidável e seu núcleo de concreto.

Tabela Resumo:

Parâmetro	Direção	Propósito	Faixa da Razão de Poisson
Deformação de Compressão Longitudinal	Axial (Vertical)	Mede o encurtamento sob carga	0,3 (Fase Elástica)
Deformação de Expansão Lateral	Radial (Horizontal)	Mede o abaulamento/confinamento para fora	0,3 - 0,7 (Elasto-plástico)

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Referências

Ruiqing Zhu, Haitao Chen. A Study of the Performance of Short-Column Aggregate Concrete in Rectangular Stainless Steel Pipes under Axial Compression. DOI: 10.3390/buildings14030704

Este artigo também se baseia em informações técnicas de Kintek Press Base de Conhecimento .