OBTENÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE LONGITUDINAL DO COBRE ELETROLÍTICO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

OBTENÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE LONGITUDINAL DO COBRE ELETROLÍTICO

ITAJUBÁ

2015

OBTENÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE LONGITUDINAL DO COBRE ELETROLÍTICO

Ensaio de tração realizado com o objetivo de se obter o módulo de elasticidade longitudinal do cobre eletrolítico. O trabalho foi proposto pela professora Maris Stela, na disciplina de Resistência dos Materiais.

ITAJUBÁ

2015

Sumário

1. Introdução__________________________________________3
2. Objetivos___________________________________________3
3. Procedimentos______________________________________ 3
4. Comentários e conclusão______________________________9
5. Referências_________________________________________9

1. Introdução

O ensaio de tração é um dos ensaios mecânicos de tensão/deformação mais utilizados na engenharia devido ao grande número de propriedades que podem ser observadas e estudadas; São elas: tensão, deformação, limite de escoamento, módulo de elasticidade, limite de resistência à tração, tensão de ruptura, alongamento, coeficiente de estricção, módulo de tenacidade, módulo de resiliência.

Para este trabalho, foi realizado um ensaio menos preciso, de maneira rústica, onde pudemos ter um primeiro contato com a disciplina e seus conceitos práticos. Nesse primeiro momento, procuramos obter o módulo de elasticidade longitudinal de um material, denotado por E.

O material escolhido foi cobre eletrolítico, cujo módulo de elasticidade longitudinal teórico é de 110 GPa (referência 5).

1. Objetivos

O ensaio realizado tem como objetivo o estudo da resistência de um determinado material e a análise do seu comportamento quando submetido à tração, a fim de determinar suas características. Esse estudo complementa a grade do aluno e favorece experiências de trabalho em equipe, além de fornecer novas habilidades, estas, sempre bem vistas pelo mercado externo.

Mais especificamente, com este ensaio, buscamos determinar o modulo de elasticidade longitudinal do cobre de forma precisa, e comparar com outros resultados já realizados em outros laboratórios.

1. Procedimentos

O material escolhido foi o cobre eletrolítico, altamente presente em fiações elétricas, placas eletrônicas, enrolamento de bobinas, e outras aplicações que exijam alta condutividade elétrica.  Para a realização do ensaio, usamos um laboratório da universidade, o qual dispunha de vários equipamentos. O corpo de prova foi retirado de um cabo flexível de seção transversal circular de 16mm², que deu origem a um outro fio de seção circular. A seguir foi usado um micrômetro tal para medir seu diâmetro ().[pic 1]

[pic 2]

Assim, foi possível calcular a área da seção transversal do fio, cujo valor obtido foi:

[pic 3]

Figura 1 - Micrômetro

Figura 2 - Régua

Para medir o comprimento do fio, foi utilizada uma régua de 1 metro, cuja resolução era de 1(mm).

[pic 4]

A mesma régua foi utilizada durante todo procedimento para medir as diversas variações de comprimento do material ensaiado.

As massas utilizadas no ensaio não foram medidas pois continham seus respectivos valores marcados em suas superfícies. Apenas o porta massas  necessário foi medido usando uma balança presente no próprio laboratório.[pic 5]

[pic 6]

Figura 3 - Balança

 

As demais massas utilizadas dividiam-se em três modelos, as quais denotaremos aqui por e , onde:[pic 7][pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

Figura 4 - Pesos

O ensaio foi realizado enrolando uma extremidade do fio em um suporte vertical, enquanto na outra fora amarrado o porta massas.  Essa foi uma etapa problemática no ensaio. O fato de o fio não ser enrolado de maneira ideal, através de um instrumento próprio para isso, resultou em um maior número de tensões internas naquela região do material, tornando-a mais provável de arrebentar.

Figura 5 - Esquema utilizado

Devido à força necessária para romper o fio, e as massas disponíveis no laboratório, não pudemos trabalhar com apenas uma determinada massa e ainda obter um resultado preciso da tensão suportada pelo material. Assim, usamos as três massas já especificadas, diminuindo seus valores à medida que a tensão se aproximava da tensão de ruptura.

Com este procedimento, construímos a seguinte tabela:

	[pic 12]	[pic 13]	[pic 14]	[pic 15]	[pic 16]	[pic 17]	[pic 18]
1	500+25	0,50+0.025	3	0,003	0,9	5,150	57,22
2	1000+25	1,00+0.025	5	0,005	1,6	10,055	111,72
3	1500+25	1,50+0.025	7	0,007	2,2	14,960	166,22
4	1800+25	1,80+0.025	9	0,009	2,8	17,903	198,92
5	1850+25	1,85+0.025	9	0,009	2,8	18,394	204,38
6	1900+25	1,90+0.025	14	0,014	4,4	18,884	209,82

Tabela 1