Relatório Física

Relatório 1 – Resistência dos Materiais A – Ensaio de Tração e compressão

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Campinas – SP – 2019

Índice

1. Descrição da atividade ...................................................... 2
2. Introdução .......................................................................... 2

1. Tração e deformação ................................................... 3
2. Diagramas Tensão- Deformação (x ) ..................... 5[pic 6][pic 7]

1. Equipamentos e materiais ................................................ 6
2. Procedimento experimental .............................................. 7
3. Análise dos resultados e discussão ................................... 8
4. Memória de cálculo ......................................................... 11
5. Conclusão ......................................................................... 12
6. Bibliografia ...................................................................... 13

1. Descrição da atividade

Foi realizado um ensaio de tração e compressão que constitui o objetivo de demonstrar na prática o comportamento de dois tipos de materiais visando um melhor entendimento de como é o processo físico no momento da ruptura e compressão. Este ensaio é um dos principais empregados na Indústria, tendo grande importância para a determinação e caracterização dos materiais e propriedades intrínsecas aos mesmos.

1. Introdução

Durante o desenvolvimento e criação de componentes, seja em qualquer âmbito, deve-se considerar a geometria e material adequado de acordo com sua utilidade, podendo, assim, resistir às forças atuantes que são impostas. Como por exemplo, a viga, que resiste a esforços solicitantes, sendo tracionada e comprimida.

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 Figura (1) – Tração e Compressão

2.1 Tração e deformação

Quando solicitamos um esforço de tração ocorre consequentemente níveis de deformação.

Produzindo forças axiais na barra abaixo, podemos observar uma deformação  provocada pelos esforços de tração (), gerando um corte  .[pic 9][pic 10][pic 11]

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Figura (2) Tração sobre barra

Onde a Tensão Normal é dada por;

      (1)[pic 13]

Onde  representa a força atuante na barra, e  representa a área do material, sendo, portanto, uma unidade de força sobre a distância em área.[pic 14][pic 15]

Já na compressão podemos perceber que  provoca deformação de [pic 16][pic 17]

[pic 18]Figura (3) Compressão sobre barra

Tal deformação  pode ser dada por;[pic 19]

 =        (2)[pic 20][pic 21]

Tanto para a deformação existente no esforço de compressão quanto no de tração.

Se considerarmos que tais esforços são acompanhados de adição e subtração de medidas, em relação aos ensaios citados, podemos assumir que a tração promove adição da medida do material, pelo alongamento, enquanto a compressão promove a diminuição de medidas, pela compactação do material. Sendo assim podemos definir o comportamento segundo a direção da força solicitada, de modo que;

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2.2 Diagramas Tensão- Deformação (x ).[pic 24][pic 25]

O diagrama de tensão por deformação (x ) é obtido durante o ensaio de tração e compressão, sendo (1) em função de (2) como mostrado anteriormente. De forma controlada é aumentada a carga gradualmente sobre um corpo de prova, variando a sua deformação. As propriedades do material posto à prova é quem vai descrever o formato da curva desse gráfico, podendo ter mais deformação antes do ponto de ruptura ou menos.  [pic 26][pic 27]

Gráfico (1) – Tensão- Deformação

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Observamos mediante a representação gráfica que o material apresenta deformação elástica até o ponto A. E entre o ponto A e D apresenta deformação plástica.

Os materiais que são dúcteis (que possuem mais resistência a tração e uma melhor facilidade para ser moldado em fios) têm um maior período de deformação antes que haja a ruptura. Já materiais que possuem característica frágil (que não são resistentes à tração) possuem menos deformação antes do ponto de ruptura.

1. Equipamentos e materiais

A máquina de tração e compressão DL30000, que fez o experimento de tração do aço (especificado na NBR NM 6892/2002)F, que tem a capacidade da célula de carga de 30 toneladas e velocidade constante de 10 mm/min no experimento. A máquina de compressão hidráulica da marca EMIC modificada para retornar os dados diretamente para o computador, usada para compressão de um corpo de prova de concreto (especificado na NBR 5739), com capacidade da célula de carga de axial e diametral de 200 toneladas e velocidade indeterminada, devido ao fato do uso constante do óleo hidráulico mudar as propriedades do fluido, como a sua viscosidade, que afeta diretamente a velocidade de deformação.

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Figura (4)- máquina de tração

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Figura (5) Sistema de ensaio

Os materiais usados nos experimentos, foram uma liga de aço estrutural, que tem peso específico de 0.84 lb/pol³, módulo de elasticidade 29.0 (10³) Ksi, módulo de elasticidade transversal 11.0 (10³) Ksi, tensão de escoamento por compressão 36 Ksi, limite de resistência por tração e compressão 58Ksi, porcentagem de alongamento em corpo de prova de 50mm 30%, coeficiente de Poisson 0.32 e coeficiente de dilatação térmica 6.60 ()°F, enquanto o concreto alta resistência usado tem peso específico de 2.38 Mg/m³, módulo de elasticidade 29.0 GPa, tensão de escoamento por cisalhamento 38 MPa, coeficiente de Poisson 0,34 e coeficiente de dilatação térmica 11 ()/°C.[pic 31][pic 32]