Relatório Ensaio de Tração

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS

FAEN - FACULDADE DE ENGENHARIA

ALEXANDRE SPOLADORE

IGOR SCARABELLI

KEVIN FERREIRA

LUIZ GUILHERME

LETÍCIA RUMÃO

RELATÓRIO DA PRÁTICA DE ENSAIO DE TRAÇÃO

DOURADOS – MS

2017

ALEXANDRE SPOLADORE

IGOR SCARABELLI

KEVIN FERREIRA

LUIZ GUILHERME

LETÍCIA RUMÃO

RELATÓRIO DA PRÁTICA DE ENSAIO DE TRAÇÃO

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DOURADOS – MS

2017

1. OBJETIVO

        

O ensaio de tração auxilia o estudo da resistência de um determinado material que se utiliza no experimento, disponibilizando dados que facilitam maior análise do material empregado no procedimento experimental.

        Sucintamente, o ensaio consiste em tracionar um corpo de prova cilíndrico até o seu rompimento. Neste ensaio é possível coletar informações que auxiliem o processo de análise das características e especificações do material.

1. INTRODUÇÃO

O ensaio de tração tem como objetivo a coleta de dados para análise de informações básicas sobre a resistência dos materiais. De acordo com Souza (1982), o ensaio de tração corresponde à aplicação de uma carga de tração uniaxial em um corpo de prova, muitas vezes padronizado, onde se pode chegar à conclusão de que as deformações são uniformemente distribuídas no corpo de prova.

Essa uniformidade da deformação permite ainda alcançar medições precisas da variação da deformação obtida no procedimento experimental. Entretanto ao se obter o ponto de tensão máxima resistida pelo material, a universidade na deformação acaba devido ao surgimento de estricção, ou simplesmente a diminuição da seção do corpo de prova, para metais com determinadas ductilidade. A ruptura então surge na parte estreita do material, ao menos que alguns defeitos internos promovam a ruptura em outra localidade fora dessa região, fenômeno raro de ocorrer.

Segundo Neto (2013), o ensaio de tração como ensaio mecânico consegue um dos melhores resultados visando o custo-benefício, entendendo que seu custo assegurando das condições e exigências, pode ser menor que os demais. De acordo com Nery (2012), é comum o uso do ensaio de tração na engenharia com a finalidade de se obter informações básicas da propriedade dos materiais.

Durante a realização do ensaio de tração é possível observar uma região do material sendo deformada, sendo assim, Callister (2002), descreve que durante os ensaios, a deformação do corpo de prova é confinada a uma região menor e possuí uma seção reta uniforme ao longo do seu comprimento.  

1. Tipos de Deformação

1. Deformação Elástica

Representa à primeira fase da deformação, assume-se que a deformação elástica é independente do tempo, ou seja, quando uma carga é aplicada, a deformação elástica permanece constante durante o período em que a carga é mantida constante, quando retirado a carga, a deformação é recuperada. A fase de deformação elástica obedece a lei de Hooke dada pela Equação 1. Suas deformações são diretamente proporcionais às tensões aplicadas:

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Equação 1. Obtenção da Tensão, a partir do módulo de Elasticidade e Deformação.      

O “E” denominado de módulo de elasticidade ou módulo de Young é a resistência mecânica do material  ou rigidez. Quanto maior for o módulo,menor será deformação elástica resultante da aplicação de uma tensão, e mais rígido será o  material. Nessa fase existe um limite de proporcionalidade no qual as tensões são diretamente proporcionais a deformação (Figura 1), a fase então é representada como uma reta linear, possibilitando que o módulo de elasticidade possa ser obtido pela inclinação da reta (na fase elástica).

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Figura 1. Diagrama Tensão x Deformação e Módulo de Elasticidade

1. Escoamento

Na região do escoamento plástico os materiais depois de sofrerem certa tensão, começa a sofre uma deformação plástica, ou seja, ocorrem deformações permanentes. Essas deformações se tornam significativas quando atingem o ponto do limite de escoamento.

Esse limite acontece quando ocorre um aumento relativamente grande da deformação, acompanhada por uma variação na tensão em materiais dúctil.

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Fig 2. Limite de escoamento

A tensão de escoamento (Equação 2) seria a tensão máxima na qual ocorre o fenômeno de escoamento no material, dada pela expressão

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Equação 2. Tensão de escoamento.

Após o escoamento sofrer uma grande deformação e atingir o ponto máximo de carga ocorre o encruamento que é um endurecimento. O material resiste cada vez mais à tração externa necessitando de uma tensão cada vez maior para se deformar.

1. Deformação Plástica

Nessa fase as deformações são permanentes, mesmo após o fim da tensão aplicada, ainda haverá uma deformação residual. Quando a tensão é aplicada na área de deformação plástica, essa deformação tende a cresce e chega ao limite de resistência, que seria a máxima tensão que o material suporta sem se romper, e serve para especificar os materiais, calculado pela divisão da carga máxima aplicada (Fmáx) dividida pela área da seção inicial do corpo de prova (So)

LR = Fmáx/So

Equação 4. Limite de Resistência.

Logo após atingir o limite de resistência, ocorre um decréscimo da carga, devido uma redução da seção transversal do corpo de prova, atingindo o limite de ruptura (Figura 3), que consiste no ponto de fratura do material, logo o limite de fratura é inferior ao limite de resistência.

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Figura 3. Representação do ponto de ruptura.

1. Curva tensão/deformação

Quando um corpo de prova é submetido a um ensaio de tração, a máquina de ensaio fornece um gráfico que mostra as relações entre a força aplicada e as deformações ocorridas durante o ciclo. A partir da relação de tensão e deformação é possível determinar as propriedades do material.