CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS ENSAIO DE TRAÇÃO

CEFET/MG– Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Departamento de Engenharia de Materiais

Curso: Graduação em Engenharia de Materiais

Disciplina: Caracterização e Ensaios de Materiais

Professor: Wellington Lopes

 

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS

                                                   ENSAIO DE TRAÇÃO 

NÚMERO DE PRÁTICA 01 

Curso: Graduação em Engenharia de Materiais

Disciplina: Caracterização e Ensaios de Materiais

Professor: Wellington Lopes

Nomes dos alunos (Grupo): Guilherme Heleno, Pedro Ernesto, Maria Eunice Mesquita da Rocha, Isabela Silva Paiva.

Data de realização da prática: 29/10/2021

1. OBJETIVO

O objetivo do ensaio de tração é fornecer dados quantitativos que permitirão cálculos matemáticos para a determinação de parâmetros importantes de modo que os profissionais que trabalham na área de materiais possam decidir quanto à utilização de um material específico para determinado fim.

1.1 Objetivos específicos

• Obter as curvas tensão convencional versus deformação convencional para as três amostras em estudo.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1. Materiais utilizados e Insumos

• Aço Fio de Cabelo
• Aço GO (Aço Grão Orientado)
• Aço AISI 444

2.2. Equipamentos: descrição básica do equipamento

• Máquina Universal de Ensaios INSTRON 5982

A Máquina Universal de Ensaios Biopdi, conforme mostrada na figura 1, tem como propósito realizar de maneira rápida, eficaz e precisa a maioria dos ensaios mecânicos em materiais e produtos. A Máquina Universal de Ensaios pode realizar diversos tipos de ensaios mecânicos como: ensaio de tração, ensaio de microtração, ensaio de compressão, ensaio de cisalhamento, ensaio de dobramento, ensaio de embutimento, ensaio de flexão, etc.

Figura 1 - Máquina universal de ensaios INSTRON 5982 (carga máx. 100 kN).

[pic 1]

• Máquina Universal de Ensaios Shimadzu AGX-X

Possui estrutura com alta rigidez; multiprocessadores, alta frequência de amostragem com controle automático de alta precisão; travessão inteligente; limites de curso (físicos e eletrônicos); segurança elevada; controladora inteligente equipada com interface de usuário progressiva; e software que permite a criação de forma intuitiva as condições de teste e processamento de dados1. A mesma é representada na figura 2:

Figura 2 -Máquina Universal de Ensaios Shimadzu AGX-X (carga máx. 1 kN).[pic 2]

2.3. Procedimento Experimental: a partir dos comentários do professor

Em um primeiro momento as amostras foram confeccionadas, nos casos das amostras 2 e 3, e devidamente medidas (comprimento útil, largura e espessura ou diâmetro). Nesse aspecto é importante salientar que a amostra de aço GO foi confeccionada sem uso de norma específica, já a amostra de aço AISI 444 atende as especificações da norma ASTM E-8.

Em seguida as amostras foram adequadamente marcadas e fixadas nas máquinas universais disponíveis para a realização do ensaio.2 A amostra “Aço Fio de Cabelo” foi ensaiada na Máquina Universal de Ensaios Instron 5982 que tem capacidade de 100 kN. Também para essa amostra foi utilizado um dispositivo especial para fixação do fio de cabelo à máquina. Para as outras duas amostras de aço foi utilizada a Máquina Universal de Ensaios Shimadzu AGX-X com capacidade de 1 kN.

Ao final dos ensaios de tração as amostras foram novamente medidas para verificação das novas dimensões dos corpos de prova. A partir dos resultados obtidos nos ensaios foram efetuados os devidos cálculos para a obtenção dos valores de tensão e deformação convencional de cada amostra.

Inicialmente, utilizou-se o comprimento útil e taxa de deformação das amostras fornecidas pelo professor para o cálculo da velocidade do ensaio. Tal cálculo foi realizado através da equação 1:

 [pic 3]

Onde:  v = Velocidade do ensaio (mm/min)

                     l = comprimento útil (mm)

                    de/dt = Taxa de deformação inicial (s-1)

Em seguida, iniciou-se o processo de construção das curvas de tensão x deformação. Para isso, foram utilizados os dados de deslocamento do cabeçote e carga dos ensaios obtidos experimentalmente em conjunto com os dados dimensionais citados anteriormente.

A partir dos resultados, o cálculo dos valores de tensão e deformação convencionais foram realizados através das equações 1 e 2. Finalmente, os gráficos foram construídos utilizando Excel.

[pic 4]

 

[pic 5]

 

Onde:  

[pic 6]                            = Tensão convencional à tração (Mpa)

                     F = Carga (N)

                    A = Área inicial da seção transversal da amostra (mm2)[pic 7]

                         = Deformação convencional (%)[pic 8]

    = Alongamento da amostra (mm)

 

Para a tensão e deformação reais das amostras, os gráficos foram construídos de acordo com as equações 4 e 5:

[pic 9]

Onde: [pic 10]

                     =  Tensão real à tração (Mpa)[pic 11]

                         =  Deformação real (%)