Relatorio De Flexão

ENSAIOS DE FLEXÃO

Resumo: Neste experimento foram realizados ensaios de flexão no aço 1045 recozido e no alumínio comercial, a fim de encontrar o módulo de elasticidade dos dois materiais e comparar com o módulo encontrado no ensaio de tração. Os resultados do módulo de elasticidade encontrados nos ensaios de tração e de flexão foram parecidos. Eles são também parecidos com os módulos encontrados na literatura.

Palavras-chave: Ensaio, Tração, Flexão, Alumínio comercial, Aço 1045.

1. OBJETIVO

Aplicar o ensaio de flexão em um corpos-de-prova de alumínio comercial e de aço 1045 recozido. Comparar o módulo de elasticidade encontrado no ensaio de tração com o módulo encontrado no ensaio de flexão.

2. INTRODUÇÃO

2.1 Ensaio de Flexão

O ensaio de flexão é realizado com o objetivo de determinar a tensão de flexão e a deformação (flexa), além de permitir avaliar importantes propriedades mecânicas, como o módulo de elasticidade. O ensaio é muito utilizado na indústria de cerâmicos e metais duros, como ferro fundido, aço-ferramenta e aço rápido, pois esses materiais, devido à baixa ductilidade, não permitem ou dificultam a utilização de outros tipos de ensaios mecânicos, como, por exemplo, a tração. A grande vantagem do ensaio de flexão é permitir utilizar corpos-de-prova de geometrias mais simples e fáceis de usinar do que os corpos-de-prova utilizados em ensaios de tração.

O ensaio de flexão consiste na aplicação de uma carga P no centro de um corpo-de-prova específico, apoiado em dois pontos. A carga aplicada parte de um valor inicialmente igual a zero e aumenta lentamente. O valor da carga aplicada versus o deslocamento do ponto central é a resposta do ensaio. Se no ensaio for utilizada uma barra biapoiada com aplicação de carga no centro da distância entre os apoios, ou seja, se existirem três pontos de carga, o ensaio é chamado de ensaio de flexão em três pontos, conforme mostra a Figura 1.

Figura 1 Ensaio de flexão em três pontos [2].

Se o ensaio consistir em uma barra biapoiada com aplicação de carga em dois pontos eqüidistantes dos apoios, ou seja, se existirem quatro pontos de carga, o ensaio será chamado de ensaio de flexão em quatro pontos, conforme mostra a Figura 2 [2].

Figura 2 – Ensaio de flexão em quatro pontos [2].

A Figura 3 apresenta um esboço simplificado de um ensaio de flexão de 3 pontos. Onde:

Figura 3 Esboço representativo do ensaio de flexão de 3 pontos.

3. MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Materiais Utilizados

- Corpos-de-prova de aço 1045 recozido e alumínio comercial;

- Paquímetro digital;

- Régua milimétrica;

- Máquina de Ensaio Universal.

3.2 Procedimento Experimental

Utilizando o paquímetro digital foram feitas três medições em lugares pré-determinados da base (b) e da altura (h) euma medida do comprimento (L) de ambos os corpos de prova. Em seguida, os corpos de prova são colocados de modo que fiquem centralizados na máquina.

Inicia-se o experimento com aplicação de força que aumenta gradualmente a uma velocidade de 1 kgf/(mm2.s), são anotados os valores de flexa (f) a cada 50 kgf, este experimento é repetido duas vezes para cada material, então é feita a média das flexas de cada corpo de prova.

4. RESULTADO E DISCUSSÃO

As medidas das amostras são:

- Alumínio comercial:

Base: 50,56 mm

50,61 mm → Média: 50,59 mm = 0,05059 m

50,60 mm

Altura: 50,77 mm

50,57 mm → Média: 50,64 mm = 0,05064 m

50,59 mm

Comprimento: 901 mm = 0,901 m

- Aço 1045 recozido:

Base: 50,72 mm

50,66 mm → Média: 50,67 mm = 0,05067 m

50,65 mm

Altura: 50,60 mm

50,70 mm → Média: 50,62 mm = 0,05062 m

50,58 mm

Comprimento: 901 mm = 0,901 m

A força obtida pela máquina de ensaio, é na unidade de kgf, mas é convertida (1 kgf = 9,80665 newtons) para newtons para a realização dos cálculos.

A medida das flexas (f) de acordo com as forças (F) aplicadas em cada corpo de prova estão na Tabela 1.

Tabela 1 Resultado dos ensaios de flexão:

Força

(N) Aço 1045 recozido – flexa (m) Al comercial – flexa (m)

f1 f2 f1 f2

490,3325 0,00002 0,00003 0,00016 0,00015

980,665 0,00008 0,0001 0,00033 0,00031

1470,998 0,00015 0,00015 0,00049 0,00046

1961,33 0,00021 0,00022 0,00067 0,00068

2451,663 0,00027 0,00027 0,00084 0,00081

2941,995 0,00034 0,00031 0,00103 0,001

3432,328 0,00041 0,00042 0,0012 0,00118

3922,66 0,00049 0,00049 0,0014 0,00138

Utilizando a equação:

(1)

e a equação do momento de inércia para corpos-de-prova com