O COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS MATERIAIS ENSAIO DE TRAÇÃO (ALUMÍNIO)

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ – CAMPUS PETRÔNIO PORTELLA[pic 1]

CENTRO DE TECNOLOGIA - CT

ENGENHARIA MECÂNICA

COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS MATERIAIS

ENSAIO DE TRAÇÃO (ALUMÍNIO)

                                                                                       CARLOS RENATO NOLETO

DAVID VERAS HOLANDA

DIEGO FERNANDO M. MENESES

ELVIS SOUSA COSTA

EDIUIN ALDRIN N. MONTEIRO

TERESINA, 20 DE SETEMBRO DE 2018

Sumário

Resumo .............................................................................................................. 2

Introdução ...........................................................................................................3

Referencial teórico ..............................................................................................6

Objetivos .............................................................................................................7

Resultados e discussão ......................................................................................8

Conclusão ...........................................................................................................9

Resumo

O ensaio de tração consiste em submeter o material a uma carga axial que tende a alongá-lo até a ruptura. No ensaio de tração o corpo é deformado por alongamento, até o momento em que se rompe. Os ensaios de tração permitem conhecer como os materiais reagem aos esforços de tração, quais os limites de tração que suportam e a carga aplicada no qual o corpo rompe. Para tal teste, foi utilizado um corpo de prova de alumínio afim de obter tais resultados. Através de um software, foi traçado o gráfico conhecido como diagrama tensão-deformação com os dados relativos às forças aplicadas e deformações sofridas pelo corpo de prova até a ruptura. Ao analisarmos esse gráfico obteremos o módulo de elasticidade, o limite de escoamento, limite de resistência mecânico e a tensão de ruptura. Levando em consideração alguns fatores externos (como o desgaste das garras de fixação) os resultados foram satisfatórios e dentro da faixa esperada realização do ensaio. Por fim, O ensaio de tração foi de grande importância para termos um conhecimento prático deste assunto. Além de aprendermos a obter as propriedades mecânicas, através dos gráficos, necessárias à engenharia de determinado material.

Introdução

        O ensaio de tração é um dos ensaios mais importantes da atualidade, devido á sua fácil execução e reprodutividade, advindos do alto desenvolvimento da tecnologia atual. Consiste na aplicação de uma força axial que tende a esticar o material promovendo uma deformação.

Este processo é realizado por máquinas capazes de aumentar gradativamente a carga aplicada sobre o corpo de prova, enquanto um software realiza a leitura do comportamento do material durante o processo e, quando a peça é esticada até o seu rompimento, os dados relacionados à tensão aplicada e deformação sofrida são plotados em um computador. A baixa velocidade do aumento do esforço sobre o corpo permite a avaliação satisfatória da resistência do material.

Os corpos de prova geralmente são padronizados de forma que os resultados possam ser comparados ou reproduzidos. Contudo, os dados obtidos podem ter pequenas variações entre alguns testes, pois a precisão do ensaio de tração depende de diversos fatores, como a precisão dos sensores da máquina, alinhamento e fixação da peça (para evitar esforços assimétricos e escorregamentos).

Para compreender o que ocorre durante o ensaio de tração é necessário analisar os conceitos de tensão e deformação.

Tensão: resistência interna de um corpo a uma força aplicada sobre o mesmo, por unidade de área.

Deformação: variação de uma dimensão qualquer desse corpo, por unidade da mesma dimensão, quando esse corpo é submetido a um esforço qualquer.

[pic 2]

Figura 1: tensão

        A tensão pode ser definida matematicamente como a razão entre uma carga axial  agindo sobre o eixo de uma barra com área de secção transversal  (figura 1).[pic 3][pic 4]

Esta tensão gera uma deformação , dada pela razão do aumento  do comprimento da barra, por seu valor inicial :[pic 5][pic 6][pic 7]

[pic 8]

          Quando um corpo de prova metálico é submetido a um ensaio de tração, pode-se construir um gráfico tensão-deformação como mostrado:

[pic 9]

          Inicialmente, o gráfico obedece à Lei de Hooke, onde a tensão é proporcional à deformação e tem como constante de proporcionalidade a constante E, conhecida como módulo de elasticidade ou módulo de Young.

          A linearidade do diagrama termina em um ponto A, denominado limite elástico. Terminada a zona elástica, atinge-se a zona plástica, onde a deformação do metal torna-se permanente. O início da plasticidade é verificado em vários metais e ligas dúcteis pelo fenômeno do escoamento, que é uma região do gráfico em que há uma grande variação da deformação para pequenas variações de tensão.

          Terminando o escoamento, o metal entra na fase plástica e o ensaio prossegue até ser atingida uma tensão máxima suportada pelo metal, que caracteriza o final da zona plástica.

          Após ser atingida a carga máxima, o material entra na fase de ruptura, caracterizada pelo fenômeno da estricção, onde a seção transversal do material começa a diminuir visivelmente. É nessa região que se dá a ruptura do corpo de prova, finalizando o ensaio.

          A melhor maneira para se determinar as propriedades mecânicas  de um metal por tração é ensaiar um corpo de prova retirado da peça.