Teste 03 - Impulso

Universidade Federal de Itajubá

Instituto de Engenharia Mecânica

EME405 – Resistência dos Materiais I

Laboratório – Prof. José Célio

Ensaio 03 – Tração

Matrícula: 14551

Nome: Cid Henrique Otoni de Carvalho

Turma: P3

Sumário

Introdução ----------------------------------------------------------------------------------------- 2

Objetivo -------------------------------------------------------------------------------------------- 2

Desenvolvimento --------------------------------------------------------------------------------- 2

Conclusão ------------------------------------------------------------------------------------------ 10

Bibliografia ---------------------------------------------------------------------------------------- 11

Anexos --------------------------------------------------------------------------------------------- 11

I – Introdução

O ensaio de tração é considerado um dos mais importantes dos ensaios de resistência dos materiais, pois é de fácil execução e reprodução.

Esta propriedade de um determinado material de resistir à tração é de suma importância no desenvolvimento de peças e estruturas em geral. Tendo conhecimento da carga que será aplicada a estrutura e do módulo de elasticidade do material, pode-se determinar o dimensionamento correto para esta estrutura.

Neste ensaio, submete-se o corpo de prova de um determinado material a um esforço que irá provocar um alongamento ou esticamento do mesmo. Este ensaio é feito em uma máquina universal de ensaios que aplica esforços crescentes no corpo de prova, com as medidas de deformação sendo analisadas em um aparelho à parte. É importante destacar que o corpo de prova é padronizado, tornando possível a comparação entre diversos ensaios.

II – Objetivos

O ensaio de tração tem como objetivos a análise da região fraturada, caso esta ocorra, a determinação da resistência a tração do material, além da análise da curva tensão-deformação do material em estudo.

III – Desenvolvimento

III.1 - Aspectos teóricos

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 rompe.

A aplicação de uma força axial de tração num corpo preso produz uma deformação no corpo, isto é, um aumento no seu comprimento com diminuição da área da seção transversal. Este aumento de comprimento recebe o nome de alongamento.

Na norma brasileira, o alongamento é representado pela letra A e é calculado subtraindo-se o comprimento inicial do comprimento final e dividindo-se o resultado pelo comprimento inicial. Em linguagem matemática, esta afirmação pode ser expressa pela seguinte igualdade:

sendo que Lo representa o comprimento inicial antes do ensaio e Lf representa o comprimento final após o ensaio.

Há dois tipos de deformação, que se sucedem quando o material é submetido a uma força de tração: a elástica e a plástica.

• Deformação elástica: não é permanente. Uma vez cessados os esforços, o material volta à sua forma original.

• Deformação plástica: é permanente. Uma vez cessados os esforços, o material recupera a deformação elástica, mas fica com uma deformação residual plástica, não voltando mais à sua forma original.

A força de tração atua sobre a área da seção transversal do material. Tem-se assim uma relação entre essa força aplicada e a área do material que está sendo exigida, denominada tensão. Tensão (T) é a relação entre uma força (F) e uma unidade de área (S):

Diagrama tensão-deformação

Quando um corpo de prova é submetido a um ensaio de tração, a máquina de ensaio fornece um gráfico que mostra as relações entre a força aplicada e as deformações ocorridas durante o ensaio. Mas o que nos interessa para a determinação das propriedades do material ensaiado é a relação entre tensão e deformação. No ensaio de tração convencionou-se que a área da seção utilizada para os cálculos é a da seção inicial (So). Assim, aplicando a fórmula podemos obter os valores de tensão para montar um gráfico que mostre as relações entre tensão e deformação. Este gráfico é conhecido por diagrama tensão-deformação. Os valores de deformação, representados pela letra grega minúscula e (epsílon), são indicados no eixo das abscissas (x) e os valores de tensão são indicados no eixo das ordenadas (y). A curva resultante apresenta certas características que são comuns a diversos tipos de materiais usados na área da Mecânica.

Analisando o diagrama tensão-deformação passo a passo, podem-se conhecer cada uma das propriedades que ele permite determinar.

Limite elástico

Observando-se o diagrama a seguir, nota-se que foi marcado um ponto A no final da parte reta do gráfico. Este ponto representa o limite elástico.

O limite elástico recebe este nome porque, se o ensaio for interrompido antes deste ponto e a força de tração for retirada, o corpo volta à sua forma original, como faz um elástico. Na fase elástica os metais obedecem