Ensaio De Tração

Sumário

Introdução:_____________________________________________________1

Diagrama de Tensão x Deformação Convencional:___________________________________________________2

Elasticidade e Lei de Hooke:_________________________________________________________ 3

Plasticidade:_____________________________________________________4

Ductilidade:_____________________________________________________6

Tensões Residuais:________________________________________________6

Ensaio de Tração:_________________________________________________7

Equipamentos para Ensaio de Tração:__________________________________________________________9

Corpos de Prova:_________________________________________________9

Conclusão:______________________________________________________11

Referências bibliográficas:_________________________________________12

Introdução

A Resistência dos Materiais é um ramo da Mecânica Aplicada que estuda o comportamento dos sólidos quando estão sujeitos a diferentes tipos de carregamento.

Os sólidos considerados nesta disciplina são barras carregadas axialmente, eixos, vigas e colunas, bem como estruturas que possam ser formadas por esses elementos.

Geralmente, o objetivo da análise será a determinação das tensões, deformações específicas e deformações totais produzidas pelas cargas; se essas quantidades puderem ser determinadas para todos os valores crescentes de carga, até o ponto da fratura, tem-se um quadro completo do corpo.

A resistência de um material depende de sua capacidade de suportar uma carga sem deformação excessiva ou ruptura. Essa propriedade é inerente ao próprio material e deve ser determinada por métodos experimentais, como o ensaio detração ou compressão. Uma máquina de teste é projetada para ler a carga exigida para manter a taxa de alongamento uniforme ate a ruptura

 

Diagrama de tensão x Deformação Convencional

Os conceitos de tensão e deformação podem ser ilustrados, de modo elementar, considerando-se o alongamento de uma barra prismática, figura 1 (a).

Uma barra prismática tem seção constante em todo o comprimento e eixo reto. Nesta figura, supõe-se a barra carregada nas extremidades por forças axiais, P, que produzem alongamento uniforme ou tração na barra. Fazendo um corte imaginário (corte mm) na barra, normal ao seu eixo, é possível isolar parte dela como corpo livre, figura 2 (b). A força P é aplicada na extremidade direita, aparecendo à esquerda as forças que traduzem a ação da parte removida sobre a que ficou.

A força por unidade de área é denominada tensão, sendo comumente designada pela letra grega σ. Supondo que a tensão seja uniformemente distribuída sobre toda a seção transversal, pode-se ver facilmente que a resultante é dada pelo produto da intensidade de σ pela área A, da seção transversal da barra, equação.

σ P

A

Nesta equação, percebe-se que a unidade que mede a tensão é uma força dividida por uma área, ou seja, N/m2 (Pascal - Pa). Quando a barra está sendo alongada pela força P, como na figura, a tensão resultante é uma tensão normal de tração; se as forças tiverem o sentido oposto, comprimindo a barra, a tensão é de compressão. Inicialmente, supõe-se que a força é aplicada no centróide da barra. Quando isto não acontecer e houver uma excentricidade na aplicação da barra, surgirá um esforço de flexão na mesma, sendo este caso, objeto de estudos futuros. O alongamento total de uma barra que suporta uma força axial será designado pela letra grega δ. Assim, o alongamento por unidade de comprimento, ou alongamento específico, denominado deformação, ε, é calculado pela equação.

ε δ

L

Onde L é o comprimento total da barra. Note-se que a deformação ε é uma quantidade adimensional, podendo ser determinada pela equação caso o alongamento seja uniforme ao longo da barra. Se a barra estiver sob tração, ter-se-á uma deformação detração, representando um alongamento do material; se a barra estiver sob compressão, tem-se uma deformação de compressão, o que significa que as seções transversais adjacentes aproximar-se-ão. A obtenção do diagrama tensão x deformação deve ser realizada para os diferentes tipos de material podendo ser feita através de um ensaio de tração.

Elasticidade e Lei de Hooke

Quando um corpo de prova de um material durante um ensaio, por exemplo, de tração, é descarregado, a deformação sofrida durante o carregamento pode desaparecer parcial ou totalmente. A propriedade do material, pela qual ele tende a retornar à forma original é denominada elasticidade. Quando a barra volta totalmente à forma original, ela é perfeitamente elástica, mas se não retornar ela é parcialmente elástica e a deformação que fica é a deformação permanente figura 3.

Alguns materiais elásticos apresentam uma relação essencialmente linear entre tensão e deformação. Tais materiais são chamados de linearmente elásticos (aço). Outros são não linearmente elásticos (borracha), como mostra a figura 4.

Define-se limite elástico o ponto em que a tensão induz uma deformação permanente. Par os aços essa tensão é equivalente a do limite de proporcionalidade. Para a borracha o limite elástico pode continuar muito além do limite de proporcionalidade.

É a Relação linear entre tensão e deformação na região de elasticidade. Foi descoberta por Robert Hooke, em 1676, com o auxílio de molas.

σ = Eε (3)

Onde E é a constante de proporcionalidade, módulo de elasticidade ou módulo de Young, nome derivado de Thomas Young