mc aula 03 - ensaio de tracao

7/24/2019 Mc Aula 03 - Ensaio de Tracao

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Ensaio de tração NBR 5162

Em um ensaio de tração, um corpo de prova é submetido a um esforço que o alonga (estica )até a sua ruptura, ou seja até que o material rompa.

Tensão (σ sigma): É a intensidade da força interna que atua sobre a área analizada.

Portando calcula-se a tensão aplicada através da equação:

Corpo de prova: É uma amostra do material, geralmente com forma cilíndrica e comdimensões específicas, definidas de acordo com a norma utilizada para o ensaio (ISO, ABNT,DIN...) para que os resultados obtidos possam ser comparados ou, se necessário, reproduzidos.

Figura 01 – representação esquemática de um corpo de prova astes de ser submetido ao ensaio de tração.

Deformação (ξ épson):É a variação do comprimento do material devido a força nele aplicada. Esta

variação é proporcional ao módulo de elasticidade de cada material, normalmente expressa em

mm/mm (ou seja é um adimensional).

Módulo de elasticidade (E ):É a máxima tensão que o material pode suportar sem sofrer deformações plásticas, é

constante e próprio de cada material, normalmente expresso em GPa ou Kgf/mm 2

Metal(a 20 °C)

Módulo de Elasticidade EGPa

Módulo de Elasticidade EKgf/mm2

Alumínio 70,3 7140

Cádmio 49,9 5040Cromo 279,1 28350Cobre 129,8 13160Ouro 78 7910Ferro 211,4 21420Magnésio 44,7 4550 Niquel 199,5 20230Prata 82,7 8400Titaneo 115,7 11760Tungstênio 411,0 41720Vanadio 127,6 12950



A relação entre a tensão e a deformação e dada pela equação: σ = E. ξ

Figura 02 – Esquema de uma máquina de ensaio de tração:

Procedimento do ensaio:

O corpo de prova é fixado na máquina por suas extremidades através de garras de fixação.A máquina é projetada para alongar o corpo de prova a uma taxa constante através daaplicação de esforços crescentes na sua direção axial, sendo medidas as deformaçõescorrespondentes.

O corpo de prova sujeito a essa força sofre deformações, variação de suas dimensões.Os esforços ou cargas (Forças), são mensurados (medidos) na própria máquina assim como a

deformação do material. O ensaio ocorre até a ruptura do material.

Resultados:Em um ensaio de tração, obtém-se o gráfico tensão-deformação, na qual é possível analisar o

comportamento do material ao longo do ensaio.

Figura 03 – Diagrama tensão deformação característico de um material frágil

Curva característica de um material frágil: É quando o material resiste a tensão até o limite de proporcionalidade elástica, após este valor (de tensão) o material é incapaz de suportar e rompe.

Observamos que esta curva apresenta duas regiões, uma correspondente ao regime elástico,que indica o limite de resistência elástica e o ponto de ruptura (limite de resistência de ruptura).



Figura 03: Corpo de prova instantes antes da ruptura

Curva característica de um material dúctil, pois apresenta além da deformação elástica, acapacidade de deformar-se plasticamente, até o limite de tensão de ruptura, onde o material rompe.

Regiões:

● Regime elástico: Região onde acontece uma deformação elástica, proporcional aintensidade da força aplicada, ali, cessando a força o material volta a sua forma original semdeformações permanentes.

● Escoamento: O escoamento é o fenômeno caracterizado pela deformação permanente domaterial sem que haja aumento de carga, fenômeno que antecede o regime plástico.

● Regime plástico: Região onde o material sofre deformação plástica, com o aumento daforça aplicada as transformações no material são permanentes.

● Encruamento (estricção): Ponto do ensaio onde ocorre significativa redução na área docorpo de prova, quanto mais dúctil foi o material maior será a região de estricção.

● Limite de resistência: É o maior valor de tensão que o material eé capaz de suportar.● Ruptura: Ponto limite do material, momento onde ocorre o rompimento do corpo de prova.



Lei de Hooke

A lei de hooke supõe que os materias tenham um comportamento perfeitamento elástico eenuncia que a deformação apresentada por um material é diretamente proporcional à tensão neleaplicada.

Desta forma, sempre que considerarmos a região elástica expressa no diagrama tensão X

deformação, e esta região apresentar uma linha retilinia (comportamento linear) dis-se que omaterial analizado obedece a lei de Hooke.

Considerações finais:

● O ensaio de tração é um ensaio destrutivo, ou seja, para que se possa verificar as propriedades dos materiais é necessário leva-os até a Ruptura (destruição).

● Nem todos os ensaios são destrutivos, outros ensaios testam as características dosmateriais sem danifica-lo (raio X, liquido penetrante, ultrasom,...)

● As normas técnicas mais comuns aplicadas aos ensaios de tração são elaborados por:ASTM (American Society for Testing and Materials)

ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas)● A Tenacidade é a propriedade que apresenta a capacidade total do material em absorver

energia (deformar-se elasticamente ou plasticamente) antes na ruptura e pode ser calculada atravésda área obtida no diagrama tensão x deformação.

Verificando o entendimento:

1)

Porque o corpo de prova utilizado no ensaio de tração apresenta uma região com diâmetroreduzido?

2) Explique o que é deformação: Qual a diferença entre a deformação plástica e a deformaçãoelástica?

3) Se utilizarmos dois materiais diferentes para o corpo de prova em um ensaio de tração, um éo alumínio e o outro o vanádio. Qual apresentará menor deformação? Justifique:

4)

Observando os gráficos obtidos no ensaio de tração, diga qual a principal diferença entre ummaterial frágil e um material dúctil:

5) Dois materiais (A e B) foram submetidos a um ensaio de tração e apresentaramas seguintes curvas de tensão-deformação:Qual dos materiais apresenta maior deformação permanente?

A ( )B ( )

Figura do exercício 5

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