I&D+I 60 são, o M-E revela grãos alongados e partículas precipitadas alinhadas. Na direção transversal, essas mesmas partículas surgem com morfologia mais irregular, tendendo a globulizar-se. Estes precipitados são fases intermetálicas típicas desta família de ligas, formadas durante a solidificação, que contribuem diretamente para o endurecimento por precipitação e para a resistência mecânica final do material. AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA Sete provetes de M-E foram sujeitos a ensaios de tração uniaxial segundo a norma ASTM E8/E8M, com elevada repetibilidade entre resultados, o coeficiente de variação manteve-se sempre abaixo de 2% em todas as propriedades medidas. A tensão de cedência (Rp0,2), a tensão de rotura (Rm) e a extensão total (At) obtidas superam todas o mínimo exigido pela norma de referência da liga, confirmando que a matéria-prima cumpre integralmente os requisitos funcionais do novo eixo. Como os valores absolutos de engenharia (em MPa e %) constituem informação proprietária sob acordo de confidencialidade (NDA), os resultados são aqui reportados através de um índice relativo: cada valor medido foi dividido pelo respetivo mínimo normativo aplicável, de forma que o índice 1,00 corresponda exatamente ao limiar mínimo exigido pela norma de referência. Um índice de 1,05, por exemplo, significa que a propriedade medida excede em 5% o mínimo normativo, sem que o valor absoluto de engenharia seja divulgado. Aplicando esta normalização, o M-E obteve um índice médio de 1,05 ± 0,01 para a tensão de cedência, 1,02 ± 0,01 para a tensão de rotura e 1,14 ± 0,00 para a extensão total, todos acima da unidade e, portanto, em conformidade folgada com a norma aplicável, com dispersão experimental muito reduzida entre os sete provetes ensaiados. O mesmo princípio de indexação foi usado para comparar a resistência mecânica dos cinco materiais entre si, desta vez normalizando cada valor face ao material de referência de maior resistência absoluta (índice 1,00). Nessa escala relativa, o M-E regista um índice de resistência mecânica de 0,52, ou seja, inferior, como seria de esperar, ao dos materiais de elevada densidade (0,68 a 1,00) e ao do material de densidade intermédia (0,84). Mas essa leitura muda por completo quando se pondera a resistência pela densidade relativa de cada material, isto é, quando se calcula a resistência específica. Nessa métrica, o M-E iguala o material de referência de densidade intermédia e supera claramente os três materiais de elevada densidade, traduzindo-se numa redução de peso do componente entre 60% e 65% face à solução convencional que se traduz num ganho substancial, particularmente relevante nas bicicletas elétricas, onde cada grama poupado nos componentes estruturais compensa o peso acrescentado pelo motor e pela bateria. LUZ VERDE DA SIMULAÇÃO NUMÉRICA Conhecidas as propriedades do material, faltava validar o comportamento do conjunto completo - crenco e eixo montados - nas condições reais de utilização previstas pela norma. Para isso, combinou-se ensaios experimentais de deformação, com aplicação de força vertical alternada segundo a ISO 4210-8:2014, com simulação numérica por elementos finitos, modelando os crencos como corpos rígidos e o eixo como corpo deformável, figura 4. O comportamento plástico do eixo foi descrito por uma lei de plasticidade isotrópica não linear do tipo Voce [4], calibrada diretamente com os dados experimentais obtidos nos ensaios de tração do M-E. A análise da distribuição de tensões equivalentes de von Mises mostra que a tensão máxima se localiza na zona de transição geométrica entre o veio e o ajuste do crenco ativo, situando-se significativamente abaixo do limite de Figura 3: Microestrutura do material E observada ao microscópio ótico: grãos alongados e precipitados alinhados na direção longitudinal (esquerda); precipitados de morfologia mais irregular na direção transversal (direita).
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