Relatório de Ensaio de Tração Newton Paiva

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Centro Universitário Newton Paiva

ENSAIO DE TRAÇÃO

ÁULA PRATICA 2

Orientadora: Michelle Duarte

Autor: Igor A. Barbosa Moreira

ABRIL / 2016

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Frente a evolução natural e constante das tecnologias desenvolvidas pela humanidade, faz-se necessária a criação e o aperfeiçoamento de técnicas que levem a resultados cada vez mais eficientes em todos os ramos do conhecimento. No âmbito da tecnologia e ciência dos materiais não é diferente. Novas demandas e a busca pela eficiência e excelência levaram ao desenvolvimento de diversas tecnologias e técnicas, dentre elas, máquinas capazes de testar e ensaiar mecanicamente diferentes materiais afim de otimizar o seu emprego no cotidiano, prevenindo falhas, minimizando problemas decorridos do uso, aumentando sua eficiência e melhorando seu custo-benefício, dentre outras finalidades. Uma dessas técnicas de ensaio mecânico, objeto específico deste estudo, é o de tração.

De acordo com alguns autores (Van Vlack, 1984 e Callister, 2000), ensaios mecânicos são importantes para determinar os parâmetros dos materiais em condições de trabalho, ou seja, quando há solicitação mecânica. Dentre as principais solicitações mecânicas, encontram-se a tração, a compressão, o cisalhamento, e a flexão. O ensaio de tração em especial, é o responsável por obter as principais propriedades mecânicas dos materiais.

De acordo com Souza (1982), o ensaio de tração consiste na aplicação de uma carga de tração uniaxial em um corpo de prova, geralmente padronizado, onde se pode afirmar que as deformações são uniformemente distribuídas ao longo de todo o material até a ruptura. A uniformidade da deformação permite ainda obter medições precisas da variação dessa deformação em função da força aplicada.
Com isso, o ensaio de tração é utilizado na caracterização mecânica dos materiais, como o limite de resistência a tração e de escoamento, módulo de elasticidade, módulo de resiliência, módulo de tenacidade, ductilidade, coeficientes de encruamento e de resistência.

Segundo Bluhm (1965), a facilidade na execução e a possibilidade de reprodução dos resultados coloca o ensaio de tração como um dos mais importantes meios de se determinar propriedades mecânicas dos materiais em engenharia, sendo considerado um dos melhores ensaios visando à relação custo-benefício uma vez que o seu custo efetivo, tomadas as devidas condições e exigências, pode ser muito menor que outros ensaios de mesmo cunho.

A representação gráfica da relação tensão x deformação gera uma curva que nos fornece importantes informações a respeito do material ensaiado. Genericamente, a curva que representa o ensaio de tração apresenta os seguintes pontos fundamentais:

Fase de deformação elástica, caracterizada por uma curva linear, onde a deformação aumenta de forma diretamente proporcional à aplicação da força. Nesta fase as deformações são reversíveis e desaparecem quando a tensão é removida, ela precede a fase plástica.

Fase de deformação plástica, caracterizada por uma curva parabólica, onde a deformação varia de forma não linear (desproporcional) mediante a continuidade da aplicação de força, mais especificamente a taxa de variação da deformação é consideravelmente maior que a taxa de variação da tensão aplicada. Nesta fase as deformações são irreversíveis, pois envolvem o deslocamento dos átomos envolvidos.

Escoamento, caracterizada por uma curva praticamente paralela ao eixo da deformação onde há baixa oscilação da tensão aplicada, ou seja, existe deformação a uma tensão praticamente constante. Esta fase está posicionada na transição entre as fases de deformação elástica e plástica, sendo que nela o material se deforma plasticamente, pois mesmo sem aumento da carga ocorre uma deformação permanente.

Limite de resistência à tração (M), se caracteriza por ser o ponto mais alto da curva, é a carga máxima a qual resiste aquele material. Ver figura 1, página 4.

Ponto de fratura ou ruptura (F), se caracteriza por ser o ponto em que o material se rompe, uma vez que ele ainda está submetido a uma tensão de tracionamento. Ver figura 1, página 4.

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Figura 1: Comportamento típico da curva Tensão x Deformação até a fratura do material, no ponto F. O limite de resistência à tração, LRT, está indicado pelo ponto M.

1. OBJETIVOS

Tracionar um corpo de prova cilíndrico (barra de aço SAE 1020), afim de aferir e calcular as deformações provocadas pela ação das forças aplicadas.

1. MATERIAIS, INSTRUMENTOS E/OU EQUIPAMENTOS

• Barra de Aço SAE 1020 (nervurada)

Diâmetro inicial – Øo = 0,62 cm ou 6,2 x 10-1 cm

Comprimento inicial – Lo = 6,2 cm

• Paquímetro Universal Starret 8 Pol. / 200 mm 125 meb Em Aço Inox
• Régua milimetrada
• Pincel atônico
• Máquina de ensaio universal – função tração

1. PROCEDIMENTOS / METODOLOGIA

Tomando como objeto de análise um corpo de prova de formato cilíndrico regular cujas dimensões foram medidas com o auxílio de um paquímetro analógico, a saber 116 mm de comprimento e 6,2 mm de diâmetro, procedeu-se da seguinte forma: com o auxílio de um pincel atômico de ponta fina, foi realizada uma marcação perimetral, ao longo da circunferência do objeto, localizada no centro do comprimento do mesmo. Considerando o diâmetro da barra / corpo de prova medido (Ø 6,2 mm), calculou-se o comprimento útil (lo) a ser adotado em 10 vezes o valor desse diâmetro, ou seja, 10x6,2 mm = 62 mm.

Uma vez definido qual seria o comprimento útil (lo) do corpo de prova (Comp. 62 mm), fez-se marcações de modo que, em ambos os lados a partir do centro do objeto, obtivéssemos um comprimento útil igual a metade do comprimento útil total. Desta forma, o comprimento útil desejado (Comp. 62 mm) ficou centralizado em relação ao comprimento do corpo de prova, deixando em suas duas extremidades cabeças com comprimento de 27 mm.

Uma vez definidos os comprimentos da parte útil (lo = 62 mm) e das cabeças (27 mm) iniciasse o teste propriamente dito, prendendo-se a barra / corpo de prova à máquina de ensaio universal com o uso de mordentes adequados. A máquina de ensaio universal é devidamente operada por um técnico capacitado e calibrada para a devida finalidade, tracionar a barra / corpo de prova.