Relatório Técnico – Ensaio de Cisalhamento

Relatório Técnico – Ensaio de Cisalhamento

1. INTRODUÇÃO

No cisalhamento, a força é aplicada ao corpo na direção perpendicular ao seu eixo longitudinal. Esta força cortante, aplicada no plano da seção transversal (plano de tensão), provoca o cisalhamento. Como resposta ao esforço cortante, o material desenvolve em cada um dos pontos de sua seção transversal uma reação chamada resistência ao cisalhamento [1].[pic 1]

Figura 01: Representação do cisalhamento [1]

Propriedades do aço, cobre e alumínio. (CHIAVERINI)

2. JUSTIFICATIVA

        O ensaio de cisalhamento é realizado com o intuito de obter e caracterizar a resistência de um material ao cisalhamento, dentro de uma determinada situação de uso. Assim pode-se através de um fator de segurança projetar a peça e escolher o seu material de custo-benefício mais adequado a aplicação, evitando o rompimento por cisalhamento da mesma.

        

3. OBJETIVO

O ensaio foi realizado com intuito de obter informações sobre o comportamento no regime de cisalhamento de certos materiais (aço/alumínio/cobre) e de dois tipos de pregos (Gerdau/Distrilar), analisar as suas aplicações industriais, complementando os exemplos estudados nas aulas teóricas.

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4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 Materiais

• Máquina de ensaios universais EMIC – DL3000, com capacidade máxima de 30kN.
• Paquímetro DIGIMESS: faixa de medição = 0-150mm; resolução: 0,02mm.
• Corpos de prova:

Corpo de Prova	Diâmetro(mm)
Pino de aço	2,57
Pino de alumínio	2,54
Pino de cobre	2,57
Prego Gerdau	3,20
Prego Distrilar	3,25

Tabela 01: Diâmetro dos corpos de prova

4. 2 Métodos

        Os ensaios de cisalhamento foram realizados na máquina de ensaios universais. Para a montagem do corpo de prova no equipamento, foi necessário medir o seu diâmetro, utilizando o paquímetro. Com o diâmetro adquirido, o corpo de prova era inserido em furos presentes nas chapas ligadas à máquina.

[pic 2]

Figura 02: Máquina de Ensaio Universal [2]

        Após a fixação do corpo de prova, iniciou-se o processo de cisalhamento, inserindo os dados de material e diâmetro no software da máquina de ensaios, e liberando a carga no corpo de prova.

        A máquina de ensaios tem uma velocidade de 5mm/min. Nos primeiros instantes ocorre a acomodação do sistema (representada nos gráficos por uma linha constante, anterior à deformação).

        Passado o tempo de acomodação, iniciou-se a fase de deformação, até a ruptura do corpo de prova, momento em que o sistema para e os dados são obtidos.

6. RESULTADOS

        Após os ensaios, obtivemos dados relacionados à força, tempo e deformação, que foram analisados através de tabelas e gráficos.

        Através dos dados primários adquiridos, foram calculados valores de área, tensão de cisalhamento média e tensão de cisalhamento máxima.

6.1. Fórmulas utilizadas

        Sendo d o diâmetro do corpo de prova e V a força obtida no ensaio, temos:

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

        6.2. Análise dos corpos de prova

        Utilizando as fórmulas acima, assim como gráficos de Força x Tempo (mostra a forma como o cisalhamento ocorreu de uma maneira mais compreensível), os resultados a seguir foram obtidos para cada corpo de prova:

• Pino de aço:

Tipo de fratura: Frágil.

Aspecto da fratura: deslizamento dos planos pequeno antes do rompimento do corpo de prova.

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

• Pino de alumínio:

Tipo de fratura: Dúctil.

Aspecto da fratura: deslizamento dos planos grande antes do rompimento do corpo de prova.

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

• Cobre:

Tipo de fratura: Dúctil.

Aspecto da fratura: deslizamento dos planos grande antes do rompimento do corpo de prova.

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

• Prego Gerdau:

Tipo de fratura: Frágil.

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

• Prego Distrilar:

Tipo de fratura: Frágil.

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]