O Laboratório de Estruturas
Por: João Victor Nunes Oliveira • 26/9/2023 • Relatório de pesquisa • 2.645 Palavras (11 Páginas) • 45 Visualizações
1 Objetivos
O objetivo deste trabalho foi qualificar e analisar o comportamento mecânico de fibras de
carbono bidirecional, de vidro bidirecional e do alumínio através de ensaios de tração. Esses
ensaios forneceram a tensão de ruptura, a curva de tensão-deformação, o limite de escoamento
(σe), o módulo de elasticidade (E) de cada material. Além disso, se baseando na literatura,
determinou-se o intervalo de temperatura aceitável para a realização dos ensaios, os diferentes
modos de medir a velocidade e quais os respectivos valores ideias, as diferentes geometrias
dos corpos de prova e suas respectivas dimensões. Como resultado, determinou-se também
a diferença entre o módulo secante Es e módulo tangente Et, e em quais circunstâncias eles
devem ser empregados. Por fim, realizou-se uma sucinta explicação do método de Hill e do
método Ramberg-Osgood utilizados neste trabalho.
O ensaio de tração forneceu as curvas de tensão-deformação para cada material, e assim,
determinou-se o limite de escoamento (σe), a tensão máxima de tração e a de ruptura, além
do módulo de tangente Et. A partir dos resultados obtidos experimentalmente foi possível
obter o módulo de tangente real e posteriormente, comparou-se com o módulo de tangente
resultante do método de Ramberg-Osgood. Além disso, comparou-se os resultados obtidos
nos ensaios de cada material com os resultados descritos na literatura, por meio de uma
comparação qualitativa entre as curvas obtidas.
2 Metodologia
Os corpos de prova constituídos de fibra de carbono, fibra de vidro e de alumínio 7075-
T6 foram utilizados nos ensaios de tração para determinar as curvas de tensão-deformação, o
limite de escoamento (σe), a tensão de ruptura e o módulo de elasticidade (E) para cada um dos
materiais empregados. Posteriormente, comparou-se os resultados obtidos experimentalmente
com os resultados descritos na literatura. Os equipamentos utilizados neste trabalho estão
mostrados abaixo:
• Máquina de ensaio de tração;
• Corpos de prova de liga de alumínio, fibra de carbono e fibra de vidro;
• Software para aquisição e registro de dados.
Por terem procedimentos diferentes, as metodologias para materiais compostos e metálicos
estão separadamente explicadas a seguir.
2.1 Materiais Metálicos
Para ensaios de materiais metálicos, a temperatura ambiente para execução do ensaio
deve ser de 10 a 38◦C. Já para a velocidade do teste, esta pode ser definida de acordo com os
seguintes requisitos:
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• taxa de deformação da amostra;
• taxa de tensão da amostra;
• velocidade de cruzeta;
• o tempo decorrido para completar parte ou todo o teste;
• velocidade da cruzeta de funcionamento livre (taxa de movimento da cruzeta da máquina
de teste quando não está sob carga).
Os corpos de prova podem ser classificados quanto a sua geometria, como pode ser visto
a seguir:
• Tipo em placa: esta geometria de corpo de prova é utilizado para testes de materiais
metálicos na forma de placas, chassis e materiais planos que tenha uma espessura
nominal de 5 mm (0,188 pol.) ou mais.
• Tipo em lâmina: esta geometria é utilizado para testes de materiais metálicos na forma
de lâminas, placas, fios planos, tiras, faixas, arcos, retângulos e formas que variam em
espessura nominal de 0,13 a 19 mm (0,005 a 0,750 pol.).
A imagem a seguir exemplifica as descrições dadas na Tabela 1.
Figura 1: Dimensões do corpo de prova
Tabela 1: Recomendações geométricas para corpo de prova de material composto
Dimensão Tipo placa (mm) Tipo lâmina (mm)
G - Comprimento da seção de teste 200,0±0,2 50,0±0,1
W - Largura 40,0±2,0 12,5±0,2
T - Espessura - Espessura do material
R - Raio 25 12,5
L - Comprimento 450 200
A - Comprimento da seção paralela reduzida 225 57
B - Comprimento da seção de grip 75 50
C - Largura da seção de grip 50 20
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2.2 Materiais Compostos
A metodologia empregada para medir a resistência final desse material se baseia na aplicação
de uma tensão monotonicamente carregada em um fragmento fino e plano do material,
que possui uma seção transversal retangular constante feito em uma máquina de ensaio mecânico.
Deste modo, a resistência final é determinada a partir da carga máxima suportada
antes da falha.
A resposta de tensão-deformação do material pode ser determinada caso a tensão seja
monitorada com transdutores de
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