Desenvolvimento de uma roseta óptica para medição de tensões e deformações utilizando holografia eletrônica

Abstract

O conhecimento do estado de tensões que se desenvolve localmente em componentes e estruturas mecânicas nas condições de serviço é de grande importância para assegurar níveis satisfatórios de confiabilidade e resistência. A caracterização do estado de tensões em regiões localizadas é tipicamente realizada por rosetas extensométricas, isto é, um conjunto de três extensômetros de resistência previamente alinhados e posicionados. A instalação de uma roseta é trabalhosa: envolve a limpeza e preparação da superfície, o posicionamento e colagem do extensômetro, sua ligação elétrica e a aquisição ou registro do sinal. O novo tipo de interferômetro, o interferômetro radial, permite a medição de deformações e tensões com holografia eletrônica a partir de uma única condição de iluminação. Esta nova configuração permitiu a construção de um medidor compacto capaz de caracterizar o estado de tensões de um ponto. Citam-se como vantagens do novo dispositivo a sensível redução no tempo de instalação e a simplicidade operacional. Embora existam no mercado outros sistemas compactos para medição de tensões com holografia eletrônica, estes envolvem a combinação de várias condições de iluminação diferentes e, por isto, são mais complexos e caros. Este trabalho materializa um novo tipo de sistema que usa o interferômetro radial para a medição de um campo de tensões de maneira análoga a uma roseta extensométrica. Nele, são descritos as diretrizes de projeto e os detalhes construtivos do primeiro protótipo da Roseta Óptica. O modelo matemático para a determinação da intensidade e orientação das tensões principais é também apresentado. Por fim, os resultados das primeiras medições realizadas são discutidos, seguidos de algumas sugestões de melhoria para a construção de um segundo protótipo do medidor.