3 - aula 3 tracao

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aula sobre tração

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  • Materiais de Construo

    Mecnica Aplicada

    Aula 3

  • Estrutura cristalina. Ensaios no destrutivos. Ensaios

    mecnicos nos materiais metlicos. Ruptura nos metais.

    Transformaes em ligas ferro-carbono. Noes de

    tratamentos trmicos e termoqumicos. Propriedades dos

    aos. Ferros fundidos. Metais e ligas no ferrosas.

    Ementa

  • Cronograma

    01/ago Inicio Apresentao, distribuio das turmas

    08/ago Aula 1 Cristalizao ensaio de LP

    15/ago Aula 1 Cristalizao ensaio de LP

    22/ago Aula 2 Ensaio de trao

    29/ago Aula 2 Ensaio de trao

    05/set Aula 3 Ensaio de dureza

    12/set Aula 3 Ensaio de dureza

    19/set Planto Planto

  • 10/out Inicio Tratamento de tmpera

    17/out Aula 4 Tratamento de tmpera

    24/out Aula 4 metalografia

    31/out Aula 5 metalografia

    07/nov Aula 5 Semi-slido

    14/nov Aula 6 Semi-slido

    Cronograma

  • Ensaio de trao

  • L

    0

    0AF

    F

    L

    0 +

    L

    A fora P aplicada

    resulta numa tenso

    oA

    P

    Deslocamento L a

    variao do comprimento

    inicial L0

    oL

    L

    Ensaio de trao

  • Tenso de engenharia:

    Deformao de engenharia:

    Onde:

    A0 rea da seo transversal original (no incio do teste);

    L0 distncia original entre as marcas do extensmetro;

    L distncia entre marcas do extensmetro aps aplicao

    da fora F.

    oA

    P

    oL

    L

    oL

    LL o

    Definies

  • Corpo-de-prova tpico, seo circular

    Deformao plstica uniforme

    (1) Deformao elstica

    oA

    P

    oL

    L

    Deformao

    plstica no-

    uniforme

    Resultados do ensaio

  • Propriedades Mecnicas Bsicas

    1) Resistncia Mecnica;

    2) Rigidez;

    3) Ductilidade;

    4) Resilincia;

    5) Tenacidade.

    Propriedades decorrentes

  • Capacidade do material em resistir a um evento de

    deformao plstica

    Tenso

    Deformao

    (LR) Esta propriedade pode ser caracterizada por trs tenses:

    Ponto A: Tenso limite de

    escoamento (LE);

    Ponto B: Tenso limite de

    resistncia (LR);

    Ponto C: Tenso de fratura (f)

    Resistncia mecnica

  • Capacidade do material em resistir deformao elstica.

    Esta propriedade medida pelo mdulo de elasticidade (E)

    propriedade fsica

    Etg

    Rigidez

  • Quanto MAIOR for o mdulo de elasticidade, MAIS

    rgido o material. Ou MENOR a sua capacidade de

    deformao elstica quando aplicada uma dada tenso.

    .Lei de Hooke.

    Rigidez

  • Deformao

    Tenso

    Capacidade de deformao PLSTICA do

    material (depende da microestrutura)

    Ductilidade

  • Alongamento total (ATLo): 100.

    o

    ofL

    TL

    LLA o

    Reduo de rea (RA) ou estrico: 100.

    o

    fo

    A

    AARA

    Ductilidade

    No corpo de prova inicial tinha-se: Distncia original entre marcas: 5,0 mm Dimetro original: 11 mm

  • %3,79100.

    11.4

    511.4

    2

    22

    RA

    Dimetro original: 11 mm Dimetro final: 5 mm 11

    5

    Ductilidade

  • 5 mm

    %4,82100.50

    502,9150

    mmTA

    Distncia original entre marcas: 50 mm Distncia final entre marcas: 91,2 mm

    Ductilidade

  • Energia armazenada por unidade de volume no trecho

    elstico e devolvida ao descarregar a amostra rea

    indicada por (1).

    EU LER

    .2

    2

    Resilincia

  • Exerccio 1: Calcular a tenso produzida num corpo-de-

    prova de Al de 12,5mm, quando uma fora de 3000kgf

    aplicada axialmente ao corpo-de-prova. Resp : 240 N/mm2

    Exerccio 2: Comparar a fora requerida para produzir

    uma tenso de 170 MPa numa barra com dimetro igual a

    25 mm e outra com 50 mm.

    oA

    P

    Resp : 25 mm = 83446,50 N

    50 mm = 333378,0 N

    Exerccio

  • Exerccio 3 - Um catlogo fornece o valor da estrico

    (47%) para um determinado metal. Um fabricante deseja

    laminar a frio chapas desse metal, da espessura inicial de

    10mm para a final de 5mm. Sabe-se que ao laminar a

    chapa, sua largura passa de 100mm para 110mm. O

    fabricante pode fazer isso utilizando uma nica reduo?

    Justifique.

    100.

    o

    fo

    A

    AARA

    Exerccio

  • R tenso real

    (verdadeira) imposta ao

    material, sendo Ai a rea

    instantnea da seo

    transversal direo de

    aplicao da fora F

    i

    RA

    F

    Para obter a deformao

    real (verdadeira) deve-se

    considerar variaes

    instantneas de

    comprimento, com L0

    (ou L=dL)

    o

    RL

    Lln

    Tenso real

  • 1

    oo

    o

    o L

    L

    L

    LL

    L

    L

    oL

    L1

    o

    RL

    Lln

    1ln R

    Relao entre deformao real e

    deformao de engenharia

    Tenso real

  • A deformao verdadeira e convencional calculadas

    resultam em valores quase idnticos se

  • Assumindo volume constante durante o processo de

    deformao causada pela fora F, pode-se escrever:

    iioo LALA o

    i

    i

    o

    L

    L

    A

    A

    o

    i

    L

    L1

    i

    o

    A

    A1

    Deformao real

  • Sabe-se que:

    i

    o

    oo

    o

    ii

    RA

    A

    A

    F

    A

    A

    A

    F

    A

    F

    oA

    F

    i

    o

    A

    A1

    1 RRelao entre tenso real e tenso de engenharia

    Deformao real

  • 1 R 1ln R

    Relao entre tenso real e

    tenso de engenharia

    Relao entre deformao real e

    deformao de engenharia

    Estas relaes de converso so vlidas enquanto a

    deformao for uniforme, ou seja, enquanto a rea A for

    uniforme ao longo do comprimento L0 de referncia. Num

    ensaio de trao, so vlidas at a tenso limite de

    resistncia (LR).

    Deformao real

  • Curva tenso-deformao verdadeira

    Deformao real

  • A relao tenso/deformao plstica num estado

    uniaxial de trao reais de materiais metlicos descrita

    pela Equao de Hollomon:

    n

    pR H

    H ou K: coeficiente de resistncia

    n: expoente de encruamento

    p ou v : deformao plstica real

    n

    vv K

    Encruamento

  • O valor do expoente de encruamento numericamente

    igual a deformao real uniforme apresentada pelo

    material:

    realn

    Encruamento

  • Tabela de valores de n e H n H (MPa)

    Ao baixo carbono recozido 0,26 530

    Ao ABNT 4140 recozido 0,15 640

    Ao inox ABNT 304 recozido 0,45 1275

    Alumnio recozido 0,20 180

    Liga de alumnio ABNT 2024 -T4 0,16 690

    Cobre recozido 0,54 315

    Lato 70 - 30 recozido 0,49 895

    Encruamento

  • At tenso limite de resistncia (LR), vale as relaes:

    Regio de

    deformao elstica

    Regio de

    deformao plstica

    uniforme (antes de

    formar o pescoo)

    RR E n

    pR H

    Encruamento

  • Determinao de H e n:

    n

    pR H pR nH logloglog

    1p HR

    Quando:

    OBS: a inclinao da reta log-log representa o valor

    de n.

    Encruamento

  • FIM