Aplicação da fotoelasticidade digital para análise de tensões em estudo de ligação metálica parafusada viga-coluna

Abstract

A fotoelasticidade é uma técnica experimental antiga de análise de tensão. Mesmo assim, nova atenção é dada a esse método devido aos progressos da fotoelasticidade digital. Esse artigo tem como objetivo a análise, por meio da fotoelasticidade de reflexão, de uma ligação parafusada, com viga perfil I em balanço, ligada a coluna e sujeita a carregamento concentrado na extremidade livre. Os níveis de tensão na mesa superior da viga e nos parafusos são avaliados. A araldite, preparada manualmente, foi escolhida como película birrefringente para recobrir as áreas de interesse. Utiliza-se um polariscópio circular em campo escuro e com luz branca que projeta luz polarizada e que é refletida pelo modelo. Nessas áreas iluminadas, aparecem franjas coloridas chamadas isocromáticas e que informam sobre o nível de tensão atuante. Os ensaios de carregamento foram precedidos por testes de calibração do revestimento fotoelástico. Um algoritmo, não comercial, escrito em Matlab faz o tratamento de dados para determinar o valor da constante fotoelástica. O código processa as franjas isocromáticas nas imagens registradas, no espaço de cores RGB. Successivamente, retorna os valores das ordens de franjas e os respectivos posicionamentos físicos. Enfim, fornece os valores de tensão procurados. Os resultados são comparados com a solução teórica e a numérica. Apresenta-se, também, o procedimento de calibração com o tratamento de imagens e a avaliação de erro. Atenção é dada para o potencial didático associado a essa técnica na sua essência mas, ao mesmo tempo, convidando os alunos a implementar próprios códigos ou melhorar os existentes.