Tensão Tração

TECNOLOGIA DOS MATERIAIS

AULA PRÁTICA NÚMERO 1 – 160312

ENSAIOS DE TRAÇÃO TENSÃO

Introdução

Como sabemos, as propriedades mecânicas constituem uma das características mais importantes dos metais em suas várias aplicações na engenharia, visto que o projeto e a fabricação de produtos se baseiam principalmente no comportamento destas propriedades. A determinação das propriedades mecânicas dos materiais é obtida por meio de ensaios mecânicos, realizados no próprio produto ou em corpos de prova de dimensões e formas especificadas, segundo procedimentos padronizados por normas brasileiras e estrangeiras.

2. Ensaio de tração x deformação

O ensaio de tração consiste em submeter o material a um esforço que tende a alongá-lo até a ruptura. Os esforços ou cargas são medidos na própria máquina de ensaio. No ensaio de tração o corpo é deformado por alongamento, até o momento em que se rompe. Os ensaios de tração permitem conhecer como os materiais reagem aos esforços de tração, quais os limites de tração que suportam e a partir de que momento se rompem.

A uniformidade da deformação permite obter medições para a variação dessa deformação em função da tensão aplicada. Essa variação, extremamente útil para o engenheiro, é determinada pelo traçado da curva tensão-deformação a qual pode ser obtida diretamente pela máquina ou por pontos. A uniformidade termina no momento em que é atingida a carga máxima suportada pelo material, quando começa a aparecer o fenômeno da estricção ou da diminuição da secção do corpo de prova, no caso de matérias com certa ductilidade. A ruptura sempre se dá na região mais estreita do material, a menos que um defeito interno no material, fora dessa região, promova a ruptura do mesmo, o que raramente acontece.

Inicialmente será utilizada uma máquina universal de tração para a realização dos ensaios. Serão realizados três ensaios em sequência para a avaliação dos resultados: ensaio sem o software de apoio, um ensaio com o software e um ensaio com o software e o extensômetro.

Figura 1 – Máquina de Tração

3. Preparação para os testes

Para estes ensaios serão utilizados corpos de prova específicos, originais no caso destes ensaios. Eles são fixados na máquina por meio de mordentes:

Figura 2 – Tipos de mordentes

Figura 3 – Fixação do CP.

Devem ser efetuados os devidos ajustes de parâmetros na máquina, onde a velocidade de ensaio tem influência direta no resultado do teste. A máquina utilizada tem capacidade de até 300 mm min, e realizaremos o teste com 9 mmmin que correspondem á 3% da sua velocidade máxima de trabalho.

4. Primeiro ensaio

Será realizado, inicialmente, um ensaio sem o software de apoio, para se entender o processo e como funcionam os cálculos durante os testes.

Figura 4– Corpo de Prova

O corpo de prova é medido e seu comprimento inicial é de 100 mm e sua área é de 31.16 mm², então este é preso entre os dois mordentes da máquina, a velocidade de ensaio é ajustada para 9 mm min. e o teste é iniciado.

Figura 5– Corpo de Prova no momento de estricção

Após a realização do teste, o comprimento do corpo de prova também é avaliado utilizando a seguinte fórmula:

Onde se observa que o seu comprimento após o teste passo para 125 mm e a deformação linear sofrida pelo corpo de prova foi de 25%.

A Força máxima obtida foi de 1566 kgf e a Força de ruptura foi de 1006 kgf, assim, temos:

4.1 Resultados obtidos

Comprimento do C.P. = 100 mm

Deformação Linear = 25 mm

Deformação Específica = 25%

Área do C.P. = 31,16 mm².

Força Máxima = 1566 Kgf

Resistência Máxima = 50,26 Kgf/mm²

Força de Ruptura = 1066 Kgf

Tensão de Ruptura = 32,28 Kgf/mm²

=F/A = 1566/31.16 = 50.26kgfmm²

=Fr/A = 1006/31.16 = 32.28kgfmm²

5. Segundo ensaio

O segundo ensaio também foi realizado com o mesmo tipo de corpo de prova, porém foi usado o software de apoio aos cálculos com geração dos gráficos de tensãotração.

Utilizando a velocidade de ensaio de 10 mmmin., a carga máxima foi de 1557.5 kgf, a carga de ruptura foi de 1006kgf e a deformação linear foi de 23.905mm, 23.9% também, conforme anexo 1.

5.1 Resultados obtidos

Comprimento Inicial (Lo) do C.P. = 100 mm

Área do C.P. = 31,172 mm²

Força Máxima = 1557,5 Kgf

Resistência Máxima = 49,963 Kgf/mm²

Deformação Linear = 23,905 mm

Deformação Específica = 23,905%

Deformação Permanente = 20,420%

Patamar de Escoamento = 38,937 Kgf/mm²

Módulo de Elasticidade = 1249,0 Kgf/mm²

Figura 6– Gráfico de deformação

6. Terceiro ensaio

O terceiro ensaio foi realizado com o apoio do software e mais uma ferramenta de grande importância: o extensômetro,