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ENSAIO DE COMPRESSÃO Apresentação 1. OBJETIVO O experimento tem por objetivo determinar as propriedades dos materiais quando sujeitos à esforços de compressão. O experimento demonstra também o uso das placas de compressão, bomba manual e manômetro, que são utilizados para a aplicação da carga sobre o corpo de prova ensaiado. Para a realização do experimento, será utilizada a máquina universal de ensaios associada a placa de compressão, bomba manual, manômetro, corpos de prova de diferentes composições e um relógio comparador que medirá a redução do comprimento do corpo de prova à medida em que a carga é aplicada. O experimento consiste na aplicação da carga no corpo de prova até que este reduza seu comprimento pela metade. Você deverá utilizar um paquímetro para realizar as medições das dimensões do copo de prova antes e após o ensaio e calcular a resistência a compressão para cada tipo de material ensaiado. Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de: determinar o módulo de elasticidade dos materiais;• construir gráficos de “tensão x deformação” para corpos sujeitos a compressão;• analisar um gráfico de tensão x deformação de corpos sujeitos a compressão;• determinar o limite de resistência a compressão dos materiais;• analisar a resistência a compressão dos diversos materiais ensaiados.• 2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS? A resistência à compressão de um material é uma propriedade mecânica que mede a capacidade deste material em resistir a esforços compressivos. Um material com baixa resistência à compressão poderá falhar facilmente ao ser submetido a um esforço de compressão. Por outro lado, se você deseja submeter um peça a grandes esforços compressivos, deve especificar um material com alta resistência à compressão. Como exemplo, um pistão utilizado em uma prensa hidráulica deve possuir uma excelente resistência à compressão. Desta forma, conhecer a resistência à compressão de um material é, portanto, requisito indispensável para aqueles que desejam projetar e especificar estruturas, equipamentos e máquinas utilizados nas mais diversas áreas. 3. O EXPERIMENTO Neste experimento você fará uso dos seguintes instrumentos: máquina universal para ensaios em materiais, placa de compressão, bomba manual, corpos de prova, paquímetro e relógio comparador. A resistência a compressão do material é determinada utilizando as placas de compressão e o paquímetro é usado para a medição das dimensões do corpo de prova antes e posteriormente à realização do ensaio. Através do acionamento da bomba manual a carga específica para cada tipo de material será aplicada sobre o corpo de prova mediante a movimentação do pistão da máquina universal. A carga é aplicada até que o corpo de prova reduza pela metade seu comprimento inicial, sendo está variação de comprimento medida pelo relógio comparador ao longo do ensaio. E quando esta redução ocorre, a carga aplicada é removida para que sejam medidas as dimensões do corpo de prova. 4. SEGURANÇA O experimento foi pensando para não trazer riscos físicos, então você irá utilizar objetos pouco nocivos e leves. Mesmo com essas precauções, o uso de equipamentos de proteção individual (EPIs) é de extrema importância para a segurança durante a realização de experimentos. Neste experimento, recomenda-se o uso do jaleco. 5. CENÁRIO O experimento apresenta os seguintes materiais: máquina universal para ensaios em materiais, bomba manual, relógio comparador, corpos de prova, placa de compressão e paquímetro. Máquina universal: Máquina onde se posiciona as pontas de prova, garras, corpos de prova para a realização de diversos tipos de ensaio de esforços mecânicos. Relógio comparador: Instrumento de medição utilizado para dimensionar as deformações sofridas pelos corpos de prova durante a realização dos ensaios. Bomba manual: Utilizada para aplicação de carga nos corpos de prova durante a realização do ensaio. Placa de compressão: Utilizado junto a máquina universal para promover a compressão no corpo de prova. Paquímetro: Instrumento de medição utilizado para obter o diâmetro e comprimento finais do corpo de prova após a realização do ensaio. Bons estudos. Sumário teórico Acesse o sumário: 1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO ENSAIO DE COMPRESSÃO Observa-se o esforço mecânico de compressão em diversas áreas, mas principalmente em elementos estruturais, tais como barramentos, suportes de máquinas etc. Para a confecção de diversas peças, como as descritas anteriormente, a premissa na escolha do material de confecção é que ele apresente uma notável resistência à compressão, além de não sofrer grandes deformações durante a solicitação ao esforço e que possua uma precisão dimensional dentro dos padrões requeridos. O ensaio de compressão é o mais indicado para avaliar essas características. É também recomendado para materiais poliméricos (plásticos). Entretanto, não é muito comum se realizar ensaios de compressão em materiais metálicos. 1. SIMILARIDADES ENTRE A COMPRESSÃO E TRAÇÃO De uma forma geral, pode-se definir “compressão” como o esforço sofrido por um corpo no sentido axial, tendente a proporcionar uma redução em seu comprimento. No ensaio de compressão, a carga é aplicada sobre o corpo de prova (constituído de materiais poliméricos) até que este reduza seu comprimento inicial pela metade. Figura 1 – Ensaio de compressão 2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO Nos ensaios de compressão a força (axial) à qual o corpo de prova é submetido, é distribuída por toda a área da seção transversal. O ensaio de compressão, de forma similar ao ensaio de tração, pode ser executado na máquina universal de ensaio, necessitando apenas da substituição das pontas de prova, sendo neste caso duas placas lisas (uma fixa e outra móvel). O corpo de prova a ser ensaiado é apoiado entre as placas e então a carga é aplicada, inicialmente deformando o corpo de prova elasticamente e depois a depender da intensidade da carga, plasticamente. A figura abaixo descreve a deformação elastica em um corpo de prova submetido a compressão. Figura 2 – Deformação elastica em um material submetido a compressão As propriedades do material com relação ao esforço mecânico de compressão podem ser obtidas utilizando as equações descritas abaixo. Para a obtenção da tensão normal, deve-se dividir a força que atua no corpo de prova pela sua área da seção transversal. No caso da máquina de ensaios manual utilizada neste experimento, a força aplicada pelo pistão hidráulico é obtida indiretamente pela expressão abaixo: 𝐹 = 𝑝. 𝐴𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜 Onde, • F é a força que o cilindro imprime no corpo de prova; • p é a pressão do fluido hidráulico medida no manômetro; • Acilindro é a área do cilindro hidráulico, que vale 6,5 cm2. 3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO Logo, a tensão normal pode ser calculada por: 𝜎 = 𝐹 𝐴𝐶𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑣𝑎 Onde, • 𝜎 é a tensão normal; • 𝐹 é o esforço solicitante normal que no ensaio de compressão é a força que o cilindro hidráulico imprime; • 𝐴𝐶𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑣𝑎 é a área da seção transversal do corpo de prova. 2. CURVA TENSÃO-DEFORMAÇÃO Com as medidas de diversos pontos de tensão normal e sua correspondente deformação específica, é possível traçar o diagrama tensão-deformação. Nele, diversas propriedades mecânicas do material ensaiado podem ser obtidas. O diagramatensão- deformação a seguir é característico de um material dúctil sujeito ao esforço de tração. A curva “tensão-deformação” apresenta as duas formas de deformação possíveis que um material pode vir a sofrer em um ensaio de compressão ou tração. Estas são conhecidas como deformação elástica e deformação plástica. A primeira trata das deformações não permanentes nas quais o material é submetido, ou seja, ao se retirar a carga, o corpo de prova retorna as suas dimensões iniciais. A deformação plástica indica as deformações permanentes que o material sofre ao longo do ensaio, ou seja, mesmo que a carga sobre o corpo de prova seja removida, suas dimensões não retornarão para os valores iniciais. A região que define a transição da deformação sofrida pelo material de recuperável (elástica) para permanente (plástica), é conhecida como “Zona de escoamento” e está associada à um limite (de escoamento) que determina o ponto no qual a deformação plástica é iniciada. 4 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO De forma contrária ao ensaio de tração, os materiais utilizados no experimento de compressão apresentam uma diminuição no seu comprimento, além de não sofrerem total ruptura. 3. EQUAÇÕES DA COMPRESSÃO • Tensão de compressão: 𝑇 = 𝐹 𝐴 Onde: T = Tensão de compressão; F = Força de compressão; A = Área da seção do corpo de prova. • Deformação: 𝜀 = 𝐿0 − 𝐿𝑓 𝐿0 Onde: ε = Deformação; 5 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO 𝐿𝑜 = Comprimento inicial do corpo; 𝐿𝑓 = Comprimento final do corpo. • Módulo de elasticidade: 𝐸 = 𝑇 𝜀 Onde: ε = Deformação; 𝐸 = Módulo de elasticidade; 𝑇 = Tensão de compressão. Roteiro Acesse o roteiro: 1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO INSTRUÇÕES GERAIS 1. Neste experimento, você irá determinar as propriedades dos materiais quando submetidos a esforços mecânicos de compressão. 2. Utilize a seção “Recomendações de Acesso” para melhor aproveitamento da experiência virtual e para respostas às perguntas frequentes a respeito do VirtuaLab. 3. Caso não saiba como manipular o Laboratório Virtual, utilize o “Tutorial VirtuaLab” presente neste Roteiro. 4. Caso já possua familiaridade com o Laboratório Virtual, você encontrará as instruções para realização desta prática na subseção “Procedimentos”. 5. Ao finalizar o experimento, responda aos questionamentos da seção “Avaliação de Resultados”. 2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO RECOMENDAÇÕES DE ACESSO PARA ACESSAR O VIRTUALAB 1. Caso utilize o Windows 10, dê preferência ao navegador Google Chrome; 2. Caso utilize o Windows 7, dê preferência ao navegador Mozilla Firefox; 3. Feche outros programas que podem sobrecarregar o seu computador; 4. Verifique se o seu navegador está atualizado; 5. Realize teste de velocidade da internet. Na página a seguir, apresentamos as duas principais dúvidas na utilização dos Laboratórios Virtuais. Caso elas não se apliquem ao seu problema, consulte a nossa seção de “Perguntas Frequentes”, disponível em: https://algetec.movidesk.com/kb/pt-br/ Neste mesmo link, você poderá usar o chat ou abrir um chamado para o contato com nossa central de suporte. Se preferir, utilize os QR CODEs para um contato direto por Whatsapp (8h às 18h) ou para direcionamento para a central de suporte. Conte conosco! ATENÇÃO: O LABORATÓRIO VIRTUAL DEVE SER ACESSADO POR COMPUTADOR. ELE NÃO DEVE SER ACESSADO POR CELULAR OU TABLET. O REQUISITO MÍNIMO PARA O SEU COMPUTADOR É UMA MEMÓRIA RAM DE 4 GB. SEU PRIMEIRO ACESSO SERÁ UM POUCO MAIS LENTO, POIS ALGUNS PLUGINS SÃO BUSCADOS NO SEU NAVEGADOR. A PARTIR DO SEGUNDO ACESSO, A VELOCIDADE DE ABERTURA DOS EXPERIMENTOS SERÁ MAIS RÁPIDA. 3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO PERGUNTAS FREQUENTES 1) O laboratório virtual está lento, o que devo fazer? a) No Google Chrome, clique em “Configurações” -> “Avançado” -> “Sistema” -> “Utilizar aceleração de hardware sempre que estiver disponível”. Habilite a opção e reinicie o navegador. b) Verifique as configurações do driver de vídeo ou equivalente. Na área de trabalho, clique com o botão direito do mouse. Escolha “Configurações gráficas” e procure pela configuração de performance. Escolha a opção de máximo desempenho. Obs.: Os atalhos e procedimentos podem variar de acordo com o driver de vídeo instalado na máquina. c) Feche outros aplicativos e abas que podem sobrecarregar o seu computador. d) Verifique o uso do disco no Gerenciador de Tarefas (Ctrl + Shift + Esc) -> “Detalhes”. Se estiver em 100%, feche outros aplicativos ou reinicie o computador. 4 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO 2) O laboratório apresentou tela preta, como proceder? a) No Google Chrome, clique em “Configurações” -> “Avançado” -> “Sistema” -> “Utilizar aceleração de hardware sempre que estiver disponível”. Habilite a opção e reinicie o navegador. Caso persista, desative a opção e tente novamente. b) Verifique as configurações do driver de vídeo ou equivalente. Na área de trabalho, clique com o botão direito do mouse. Escolha “Configurações gráficas” e procure pela configuração de performance. Escolha a opção de máximo desempenho. Obs.: Os atalhos e procedimentos podem variar de acordo com o driver de vídeo instalado na máquina. c) Verifique se o navegador está atualizado. 5 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO MATERIAIS NECESSÁRIOS • Paquímetro; • Relógio comparador; • Bomba hidráulica manual; • Manômetro; • Máquina universal de ensaios em materiais; • Corpos de prova (Nylon, Teflon e Poliacetal). PROCEDIMENTOS 1. MEDINDO AS DIMENSÕES INICIAIS DO CORPO DE PROVA Posicione a placa de compressão na máquina. Mova um dos corpos de prova para a mesa e, com o auxílio do paquímetro, meça suas dimensões iniciais. Em seguida, posicione o corpo de prova na máquina. 2. APLICANDO A CARGA Ajuste o relógio comparador para a posição zero e aplique a pré-carga com a bomba manual. Zere novamente o relógio comparador e aplique a carga no material, até que o comprimento do corpo de prova seja reduzido pela metade. 6 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO 3. RETIRANDO O CORPO DE PROVA DA MÁQUINA Alivie a carga aplicada pela bomba e mova o corpo de prova para a mesa. Repita todos os procedimentos com os outros corpos de prova disponíveis. 4. AVALIANDO OS RESULTADOS Siga para a seção “Avaliaçãode Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que foi observado no experimento. 7 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo para cada um dos materiais. Anote os valores da carga e alongamento sofrido pelo corpo, para intervalos de 5 kgf/cm². Note que a carga é dada pelo manômetro em kgf/cm² e a unidade requerida para a análise dos dados é MPa. Converta os valores obtidos no experimento utilizando a relação abaixo. 1kgf/cm² = 0.098067 MPa Ensaio de compressão – Material XX CP 01 CP 02 CP 03 Carga (kgf/cm²) Carga (MPa) Alongamento (mm) Carga (kgf/cm²) Carga (MPa) Alongamento (mm) Carga (kgf/cm²) Carga (MPa) Alongamento (mm) Tabela 1 – Dados obtidos no experimento 8 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO 2. Utilizando os dados das tabelas criadas, construa o gráfico “Tensão (MPa) x Deformação” para o material ensaiado. 3. Com base nos gráficos construídos, realize os cálculos do módulo de elasticidade e tensão de compressão para os materiais ensaiados. A Módulo de Elasticidade (GPa) Tensão de Escoamento (Mpa) Nylon Teflon Poliacetal Tabela 2 – Propriedades dos materiais 9 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO TUTORIAL VIRTUALAB 1. MEDINDO AS DIMENSÕES INICIAIS DO CORPO DE PROVA Antes de posicionar o corpo de prova na máquina universal de ensaios é necessário posicionar os acessórios corretos para a realização do ensaio. Para acessar os corpos de prova e acessórios da máquina, abra a maleta clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ela. Para melhor visualizar os corpos de prova, acesse a opção de câmera “Corpos de prova”. 10 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO Então, posicione a seta do mouse sobre os acessórios e observe qual é o apropriado para o ensaio. Para posicionar a placa de compressão, clique com botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção “Mover para a máquina”. 11 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO Observe a disposição dos corpos de prova na maleta. Atenção: Neste ensaio serão utilizados os corpos de prova de nylon, teflon e poliacetal. Você pode identificar a composição de cada material posicionando a seta do mouse sobre os corpos de prova e observando as informações que aparecem. Para posicionar o corpo de prova na mesa, clique com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção “Mover para a mesa”. Observe que o corpo de prova é removido da maleta. 12 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO Utilizando o paquímetro localizado em cima da mesa, efetue a medição do diâmetro e do comprimento do corpo de prova antes de inseri-lo na máquina universal. Clique com o botão direito do mouse sobre o paquímetro e selecione a opção “Medir comprimento”. Observe seu valor. Ao finalizar a medida, clique no “X” ao canto superior da tela para retornar o paquímetro para a sua posição inicial. Em seguida, realize a medição para o diâmetro do corpo de prova. 13 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO Após realizar as medidas iniciais, clique com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova e selecione a opção “Mover para a máquina”. Observe que o corpo de prova é posicionado na máquina universal. 14 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO 2. APLICANDO A CARGA O relógio comparador é utilizado para que as deformações sofridas pelo corpo de prova ao longo do ensaio sejam medidas. Para visualizar o relógio comparador, acesse a opção de câmera “Relógio comparador”. Posicione o relógio comparador na superfície da parte móvel da máquina universal clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o conjunto de fixação do relógio comparador. 15 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO Para zerar a escala de medida do relógio comparador, posicione a seta e pressione o botão esquerdo do mouse sobre a escala do relógio e arraste-a nos sentidos horário e anti-horário. Faça o movimento da escala até que o ponteiro coincida com o zero, como mostrado na imagem abaixo. A bomba manual é responsável por empregar carga ao material ensaiado. Para visualizar a bomba manual, acesse a opção de câmera “Bomba manual”. 16 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO Para fechar a bomba manual, clique com o botão esquerdo do mouse na válvula da bomba. Observe que ao canto da tela surge a escala de medida da bomba manual. Clique com o botão esquerdo sobre a alavanca para aplicar a carga até que o ponteiro do manômetro se mova para o primeiro ponto de medida. Em seguida, zere a escala do relógio comparador e retorne para a opção de câmera “Bomba manual”. 17 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO Aplique a carga no material, realizando o movimento da alavanca da bomba manual até que o comprimento do corpo de prova seja reduzido pela metade com relação ao inicial. Observe o alongamento sofrido pelo corpo mostrado pela escala do relógio comparador. 18 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO 3. RETIRANDO O CORPO DE PROVA DA MÁQUINA Alivie a carga conferida pela bomba manual para que o sistema se acomode novamente. Para isso, clique com o botão esquerdo do mouse sobre a válvula da bomba manual. Observe que a carga empregada pela bomba manual é removida. Em seguida, acesse a opção de câmera “Prato de pressão” para visualizar o corpo de prova. 19 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE COMPRESSÃO Para retirar o corpo de prova da máquina universal e posicioná-lona mesa, clique com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção “Mover para a mesa”. Observe que o corpo de prova é removido da máquina universal. Siga as instruções dos passos anteriores para os outros corpos de prova e materiais restantes. Colete todos os dados necessários para identificar o comportamento desses materiais quando submetidos a esforços mecânicos de compressão e comparar as propriedades destes materiais. 4. AVALIANDO OS RESULTADOS Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que foi observado no experimento. Pré Teste 1) Os materiais apresentam diversas propriedades e características que representam como os materiais se comportam quando submetidos à esforços mecânicos, como o de compressão, por exemplo. Dentre essas propriedades e características pode-se destacar a dureza e a ductilidade. Qual das descrições abaixo exprimem melhor o conceito de “Ductilidade” em materiais metálicos? A) Capacidade do material de sofrer se deformar plasticamente antes de romper; B) Ductilidade faz referência ao regime de deformação elástica do material; C) Transição do comportamento elástico para o plástico na deformação sofrida pelo material. 2) A ductilidade é uma propriedade que está associada à capacidade dos materiais de se deformarem quando sujeitos à um esforço mecânico. A depender da técnica de ensaio aplicada, a ductilidade do material é avaliada de diversas formas, sendo algumas capazes de avaliar até o momento em que o material apresenta fratura. No ensaio de compressão de materiais metálicos dúcteis não é possível determinar: A) O limite de ruptura; B) O limite elástico; C) Limite de escoamento. 3) Os materiais frágeis estão na classe dos materiais que apresentam dureza elevada, ou seja, materiais com baixos índices de deformação elástica. No ensaio de compressão em materiais frágeis, qual propriedade mecânica avaliada? A) Limite de resistência; B) Limite de elasticidade; C) Limite de escoamento. 4) O ensaio de compressão é aplicado em diversos tipos de materiais, com a finalidade de avaliar o comportamento do material quando sujeito à um esforço deste tipo. Qual dos produtos acabados abaixo o ensaio de compressão é apropriado? A) Tubos e molas; B) Mancais; C) Chapas finas. 5) O diagrama “Tensão-Deformação” é obtido através dos resultados de um ensaio mecânico, apresentando as características e deformações que um material sofre quando submetido à diversos valores de tensão. No gráfico tensão versus deformação de um ensaio de compressão de materiais, define-se como “Limite de escoamento”: A) O ponto em que o material apresenta deformação irrecuperável (ou plástica); B) O ponto onde a tensão atinge seu valor máximo durante o ensaio de compressão; C) O limite de resistência do material. Experimento * Este laboratório também está disponível para dispositivos Android. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Pós Teste 1) Durante a realização do ensaio de compressão, a carga aplicada sobre o corpo de prova proporciona ao material uma taxa de redução em seu comprimento inicial, até que deformação recomendada para o ensaio seja atingida. Qual porcentagem de redução no comprimento do corpo de prova após a realização do experimento? A) 5%; B) 50%; C) 25%. 2) Qual das descrições abaixo melhor exprime o conceito de “Ductilidade” em materiais metálicos? A) Capacidade do material de deformar-se plasticamente antes da ruptura; B) Ductilidade faz referência ao regime de deformação elástica do material; C) Transição do comportamento elástico para o plástico na deformação sofrida pelo material. 3) Qual o valor do módulo de elasticidade de latão vermelho que sofreu uma deformação no seu regime elástico de 0,00198 m e 200 MPa? A) 111 MPa; B) 11 GPa; C) 101 GPa. 4) Com base no experimento que você realizou pode-se afirmar que: A) os materiais ensaiados apresentam módulos de elasticidade iguais; B) os materiais que mais se deformaram foram os que apresentaram menores índices de dureza; C) a tensão máxima é igual para todos os materiais. 5) Por que aplicar a pré-carga no material antes de realizar o ensaio de compressão de materiais metálicos? A) Para ajustar o sistema, eliminando as folgas inerentes à montagem; B) Para que o material atinja o limite de escoamento; C) Para encontrar a tensão máxima suportada pelo material. Atividade Responda as questões da seção “Avaliação dos Resultados” do “Roteiro” e anexe aqui o seu relatório.
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