Módulo De Elasticidade

ÍNDICE

OBJETIVO 2

RESUMO 2

INTRODUÇÃO 3

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 5

RESULTADOS 8

CONCLUSÃO 11

BIBLIOGRAFIA 12

 

OBJETIVO

Este relatório tem como objetivo determinar o módulo de elasticidade de uma barra de aço, engastada e submetida a esforços de flexão devido à ação de um carregamento.

RESUMO

O presente relatório foi elaborado a partir do ensaio de flexão utilizando uma barra metálica engastada e submetida à ação de uma força. Utilizando um equipamento denominado Strain Gage, é capaz de descobrir do alongamento sofrido na barra, e então possibilita a determinação do Módulo de Elasticidade do material, que é uma característica constante onde indica sua rigidez.

 

INTRODUÇÃO

A determinação das propriedades mecânicas de um material metálico é realizada por meio de vários ensaios mecânicos. Estes ensaios são realizados pela aplicação, em um material, de um dos esforços possíveis (tração, compressão, flexão, torção, cisalhamento e pressão interna) para determinar a resistência do material a cada um desses esforços. A escolha do ensaio mecânico mais adequado para cada produto metálico depende da finalidade do material, dos tipos de esforços que esse material vai sofrer e das propriedades mecânicas que se deseja medir.

Módulo de Elasticidade (E)

O módulo de elasticidade é a medida da rigidez do material. Quanto maior o módulo, menor será a deformação elástica resultante da aplicação de uma tensão e mais rígido será o metal. Isto ocorre pelo fato de que no regime elástico, ou seja, até o um ponto inferior ao escoamento, a tensão é diretamente proporcional à deformação. Essa relação é conhecida como Lei de Hooke, nome que se deve ao matemático inglês Robert Hooke (1635 – 1703) que descobriu esta relação em 1673, para molas, e pode ser expressa como.

σ=E*ε

Nesta expressão E representa a constante de proporcionalidade, denominada módulo de elasticidade ou módulo de Young, nome que se deve a Thomas Young, que publicou uma explicação sobre o módulo em 1807.

. No caso da figura 1, a liga I é mais rígida que a liga II, porque Ε_Ι>Ε_ΙΙ, devido à deformação ℇ_A<ℇ_B, para a mesma tensão σ.

Extensômetro (Strain Cage)

Os medidores de deformação chamados extensômetros elétricos (Figura 2) são dispositivos de medida que transformam pequenas variações nas dimensões equivalentes em sua resistência elétrica.

O extensômetro é baseado no fato de que os metais mudam sua resistência elétrica quando sofrem uma deformação. A resistência de um condutor é definida pela equação

R= (L*ρ)/A

Onde:

R = Resistência elétrica do condutor (Ohm)

ρ=Resistividade do material do condutor (Ohm*m)

L=Comprimento do condutor (m)

A=Área da seção transversal do condutor (m^2)

Se deformarmos mecanicamente esse condutor observa-se uma modificação na resistência total, isto ocorre devido às variações dimensionais ocorridas no comprimento e na área do Strain Gage.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Equipamentos utilizados

Cavaletes de fixação das barras;

Barra de aço inox (G. 2,070 R 120)

Extensômetro

Indicador de alongamento P-3500

10 pesos para carregamento

Haste para suporte dos pesos

Ligação elétrica no indicador de alongamento

Os condutores ligados ao Strain Gage devem ser ligado da seguinte maneira no conjunto flexor como mostra a figura a seguir.

Os condutores do conjunto flexor devem ser ligados da seguinte maneira no indicador de alongamento P-3500.

Regulagens do indicador P-3500

Ligar o aparelho pressionando o botão POWER.

Zerar o amplificador interno dos sinais elétricos pressionando o botão AMP ZERO e efetuar a regulagem no respectivo botão de ajuste.

Selecionar o fator de medição Strain Gage pressionando o botão GAGE FACTOR, efetuando o ajuste para 2,070. (Barra de aço)

Pressionar o botão RUN e efetuar uma possível correção que possa ocorrer no indicador de alongamento devido a alguma variação.

Pressionar o botão CAL5000 e comparar o valor encontrado a fim de verificar se os ajustes estão corretos. Este valor é encontrado a partir da equação

Cal=(5000*2)/FG±5%

Pressionar o botão RUN novamente para realizar a leitura dos alongamentos gerados com o carregamento, a leitura é realizada em με.

Após toda a regulagem posicionar a haste e zerar o aparelho, sendo assim o mesmo indicará apenas as deformações causadas pelas cargas.

Colocar os pesos um a um, anotando cada alongamento.

Determinação da tensão

Sendo conhecidas as dimensões da barra, a tensão é função direta da carga aplicada e pode ser calculada pela fórmula abaixo:

σ= (6*P*L)/(b*t^2 )

Onde:

σ=Tensão