ENSAIO DE TRAÇÃO - David e Bruno

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ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
BRUNO PEREIRA DE OLIVEIRA CELIDONIO - 1900036 
DAVID GONÇALVES DA SILVA - 1900037 
 
 
 
 
 
 
 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
LABORATÓRIO VIRTUAL ALGETEC 
APS 1 – LABORATÓRIO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itaperuna 
2021 
 2 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 3 
2. OBJETIVO .................................................................................................................................... 3 
3. JUSTIFICATIVA ........................................................................................................................... 3 
4. MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................................................................... 4 
5. PRÉ-TESTE .................................................................................................................................. 9 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................................. 10 
7. PÓS-TESTE ................................................................................................................................ 16 
8. CONCLUSÕES .......................................................................................................................... 17 
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................................... 18 
 
 
 
 
 3 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O ensaio de tração visa testar a capacidade que um corpo solido suporta com 
uma determinada força aplicada. São realizadas diversas aplicações na força axial na 
amostra panorâmica, onde o material sofre uma deformação no sentido do esforço 
que faz com que ele se alongue até fraturar. Para fazer esse tipo de experimento é 
necessária uma máquina universal de ensaio onde seus dados são gravados durante 
o processo. Nesses ensaios são fornecidos dados quantitativos onde serão permitidos 
cálculos para a determinação dos parâmetros importantes de modo que os 
profissionais que são responsáveis por essa área consigam decidir quanto a utilização 
de um material específico para determinado fim. 
Com isso será realizado um ensaio onde consiste em submeter um objeto 
escolhido já fabricado ou um material que já foi processado industrialmente a 
situações em que serão simulados os esforços que eles vão sofrer nas condições 
reais de uso, em que chegaram nos seus limites extremos de solicitação. 
 
2. OBJETIVO 
 
O trabalho tem o intuito de demonstrar o ensaio de tração realizado no 
laboratório virtual https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/100/6137d85a5f885.html, a 
fim de encontrar as curvas de tensão e deformação dos corpos de prova e analisar de 
forma prática as variações decorrentes do processo em cada material. 
 
 
3. JUSTIFICATIVA 
 
 O ensaio de tração determina e quantifica propriedades relacionadas ao 
comportamento dos materiais quando submetidos à esforços mecânicos. São 
utilizados como referência para dimensionamento, controle de qualidade do produto 
ou do processo e para saber se possui a eficiência esperada, e o que pode ocorrer 
com o material sob condições de trabalho. 
 
https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/100/6137d85a5f885.html
 4 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
4. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
No experimento virtual será demonstrado um equipamento universal de ensaio 
com uma bomba hidráulica manual acoplada para aplicar a carga e com um relógio 
comparador para medir o deslocamento que a carga gera sobre o corpo de provas e 
uma maleta com alguns corpos de provas. 
 
 
Imagem 1: Equipamento universal para ensaio de tração. 
Fonte: virtuaslab. 
 
4.1 CORPO DE PROVA 
 
Uma das partes fundamentais para os ensaios de tração é o corpo de prova, 
onde cada um tem o seu diâmetro e comprimento, fazendo com que os resultados 
sejam diferentes, os modelos de corpo de prova podem ser transversais circular ou 
com acabamento cilíndrico feito por torneamento, existem outros tipos de corpo prova 
de seção retangular confeccionado por chapas. 
 5 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
Imagem 2: Corpos de prova para ensaio de tração. 
Fonte: Biopdi. 
 
 
Foi utilizado no ensaio três tipos de materiais que contem na maleta, sendo 
eles, o aço carbono ASTM A36, alumínio 2024 e o Titânio 6AI-4V. 
 
 
Imagem 3: Maleta portadora de corpo de provas. 
Fonte: virtuaslab. 
 
➔ Aço Carbono ASTM A36: O aço A36 é um aço carbono de qualidade 
estrutural. Sua resistência, conformabilidade e excelentes propriedades de 
soldagem o tornam adequado para uma ampla variedade de aplicações, 
incluindo soldagem, fabricação e dobra. 
 
➢ Alumínio 2024: A liga 2024 é uma liga de alumínio contendo cobre, 
magnésio, manganês e alguns elementos de liga em menor quantidade. A liga 
de alumínio-cobre 2024 possui baixa densidade e resistência mecânica 
 6 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
relativamente elevada devido à possibilidade de endurecimento pela 
precipitação das fases Cu Al2 e CuMgAl2. 
 
➢ Titânio 6AI-4V: A liga Ti-6Al-4V é uma liga alfa-beta que possui quantidade de 
elementos estabilizadores de ambas as fases em quantidade equilibrada e 
proporciona as seguintes propriedades: baixa densidade, boa resistência 
mecânica à tração (900 a 1200 MPa), excelente resistência à corrosão 
(formação da camada passivada de TiO2), alta resistência a fadiga, baixa 
condutividade térmica e relativa abundância na natureza (é o nono metal mais 
abundante). Outra propriedade, é a dureza da liga Ti-6Al-4V, bem mais alta do 
que a do alumínio e se aproxima da dureza encontrada em alguns aços 
termicamente tratados. Sua dureza varia entre 200 e 300 HV, e quando tratada 
termicamente, em torno de 350 e 500 HV. Como também, apresenta uma 
tensão limite de escoamento de 950 MPa e tensão média de escoamento de 
880 MPa. 
 
4.2 PAQUÍMETRO 
 
O paquímetro é um instrumento de medição, utilizado para medir distância 
entre dois pontos e dimensões internas e externas de peças cilíndricas, quadradas ou 
de outros formas geométricas, onde utilizamos para medir o corpo de prova. 
 
 
Imagem 4: Paquímetro. 
Fonte: virtuaslab. 
 7 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
4.3 RELÓGIO COMPARADOR 
 
O relógio comparador é um instrumento de medição de comprimento por 
comparação, no qual o deslocamento axial de uma haste móvel (percebida pela 
superfície de contato) é transmitido e amplificado por meio mecânico adequado para 
um ponteiro que gira na frente de uma escala analógica circular, podendo ser 
analógico ou digital. 
 
 
Imagem 5: Relógio comparador. 
Fonte: virtuaslab. 
 
4.4 BOMBA HIDRÁULICA 
 
Uma bomba hidráulica é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, 
aplicando carga no material, tomando energia mecânica de um eixo, de uma haste ou 
de um outro fluido, o acionamento manual desloca os pistões do equipamento fazendo 
a tração na haste onde o corpo de prova está fixado. 
 
 8 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
Imagem 5:bomba hidráulica. 
Fonte: virtuaslab. 
 
4.5 MANÔMETRO 
 
O manômetro é um instrumento utilizado para medir a pressão de fluidos 
contidos em recipientes fechados. 
 
 
Imagem 3: Equipamento universal de ensaio de tração. 
Fonte: virtuaslab. 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medida
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o
 9 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
5. PRÉ-TESTE 
 
1) Qual a finalidade do ensaio de tração? 
 
Determinar o módulo de elasticidade e limite de resistência a tração dos 
materiais. 
 
2) Quais são as deformações que um corpo de prova metálico sofre durante o ensaio 
de tração? 
 
Inicialmente o material se deforma elasticamente e após o limite de 
escoamento a deformação se torna plástica, ou seja, permanente. 
 
3) Observe o gráfico tensão versus deformação abaixo e responda: o que representa 
o ponto d do gráfico?O ponto D é onde o material sofre seu rompimento total. 
 
4) Qual das opções abaixo exprimem melhor o conceito de deformação elástica? 
 
Deformação reversível sofrida pelo corpo ensaiado, sem deslocamentos 
permanentes de sua estrutura; na deformação elástica, após o esforço mecânico, o 
material retorna a sua forma e dimensões originais. 
5) No gráfico tensão versus deformação de um ensaio de tração de materiais, define-
se como “limite de escoamento”: 
 
 10 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
O ponto onde começa a deformação irrecuperável (ou plástica) do material; A 
partir deste ponto o material só recuperará a parte elástica de sua deformação, assim 
restando apenas a deformação permanente e irreversível 
 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Os dados coletados foram processados e gerou-se gráficos de tensão x 
deformação, onde é possível ver as propriedades mecânicas dos materiais. Segue 
abaixo tabelas e os gráficos gerados, um para cada corpo de prova: 
Aço carbono ASTM A36 
Carga (Kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Tensão (MPa) Deformação 
13 2,00 19,61 0,83 0,00109 
26 4,00 39,23 1,65 0,00246 
34 5,23 51,30 2,16 0,00328 
42 6,46 63,37 2,67 0,00492 
60 9,23 90,52 3,81 0,00546 
74 11,38 111,65 4,70 0,00601 
76 11,69 114,66 4,83 0,00710 
82 12,62 123,72 5,21 0,00820 
89 13,69 134,28 5,65 0,00929 
89 13,69 134,28 5,65 0,00956 
89 13,69 134,28 5,65 0,01038 
96 14,77 144,84 6,10 0,01202 
99 15,23 149,36 6,29 0,01503 
110 16,92 165,96 6,99 0,02049 
124 19,08 187,08 7,88 0,02596 
132 20,31 199,15 8,39 0,03060 
140 21,54 211,22 8,89 0,03552 
144 22,15 217,26 9,15 0,03962 
145 22,31 218,76 9,21 0,04536 
147 22,62 221,78 9,34 0,05055 
147 22,62 221,78 9,34 0,05464 
147 22,62 221,78 9,34 0,06066 
149 22,92 224,80 9,47 0,06557 
149 22,92 224,80 9,47 0,06967 
150 23,08 226,31 9,53 0,07650 
150 23,08 226,31 9,53 0,07869 
150 23,08 226,31 9,53 0,08470 
150 23,08 226,31 9,53 0,09016 
 11 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
148 22,77 223,29 9,40 0,09563 
147 22,62 221,78 9,34 0,10137 
146 22,46 220,27 9,28 0,10601 
145 22,31 218,76 9,21 0,10984 
140 21,54 211,22 8,89 0,11612 
140 21,54 211,22 8,89 0,12077 
140 21,54 211,22 8,89 0,12596 
140 21,54 211,22 8,89 0,13060 
135 20,77 203,68 8,58 0,13525 
130 20,00 196,13 8,26 0,14071 
126 19,38 190,10 8,01 
122 18,77 184,06 7,75 
110 16,92 165,96 6,99 
 
Tabela 1: Valores encontrados após ensaio de tração do Aço Carbono ASTM A36. 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
 
Gráfico 1: Gráfico Tensão x deformação Aço Carbono ASTM A36. 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
Aço carbono ASTM A 36: Regime elástico aproximado: 5,7 Mpa, Escoamento 
aproximadamente entre 5,7 a 6,2 Mpa, o encruamento e o ponto máximo de 
resistência entre 6,2 Mpa e 9,5 Mpa, o ponto máximo de ruptura segue a estricção e 
o limite de ruptura em 7 Mpa. 
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41
Aço Carbono ASTM A36
Aço Carbono ASTM A36 Tensão (MPa)
Aço Carbono ASTM A36 Deformação
 12 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
Alumínio 2024 
Carga (Kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Tensão (MPa) Deformação 
27 4,15 40,74 1,11 0,00211 
54 8,31 81,47 2,23 0,00379 
78 12,00 117,68 3,22 0,00463 
101 15,54 152,38 4,16 0,00674 
122 18,77 184,06 5,03 0,00842 
145 22,31 218,76 5,98 0,00926 
148 22,77 223,29 6,10 0,01095 
150 23,08 226,31 6,18 0,01263 
154 23,69 232,34 6,35 0,01474 
155 23,85 233,85 6,39 0,02274 
165 25,38 248,94 6,80 0,03369 
170 26,15 256,48 7,01 0,04211 
172 26,46 259,50 7,09 0,05138 
178 27,38 268,55 7,34 0,06106 
180 27,69 271,57 7,42 0,06738 
185 28,46 279,11 7,63 0,08085 
188 28,92 283,64 7,75 0,08928 
190 29,23 286,66 7,83 0,09770 
190 29,23 286,66 7,83 0,10739 
192 29,54 289,67 7,91 0,11791 
195 30,00 294,20 8,04 0,12718 
195 30,00 294,20 8,04 0,13560 
195 30,00 294,20 8,04 0,14529 
195 30,00 294,20 8,04 0,15624 
195 30,00 294,20 8,04 0,16339 
195 30,00 294,20 8,04 0,16929 
198 30,46 298,73 8,16 0,17687 
198 30,46 298,73 8,16 0,19287 
198 30,46 298,73 8,16 0,20129 
198 30,46 298,73 8,16 0,21098 
196 30,15 295,71 8,08 0,21898 
195 30,00 294,20 8,04 0,22656 
195 30,00 294,20 8,04 0,23498 
194 29,85 292,69 8,00 0,24467 
184 28,31 277,61 7,58 
178 27,38 268,55 7,34 
 
Tabela 2: Valores encontrados após ensaio de tração do Alumínio 2024. 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 
 13 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
Gráfico 2: Gráfico Tensão x deformação Alumínio 2024. 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
Alumínio 2024: Regime elástico aproximado: 6 Mpa, Escoamento 
aproximadamente entre 6 a 6,4 Mpa, o encruamento e o ponto máximo de resistência 
entre 6,4 Mpa e 8,16 Mpa, o ponto máximo de ruptura segue a estricção e o limite de 
ruptura em 7,34 Mpa. 
 
titânio 6AI-4V 
Carga (Kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Tensão (MPa) Deformação 
20 3,08 30 0,83 0,00214 
59 9,08 89 2,44 0,00343 
92 14,15 139 3,80 0,04246 
130 20,00 196 5,37 0,00558 
153 23,54 231 6,32 0,00686 
176 27,08 266 7,27 0,00729 
200 30,77 302 8,27 0,00858 
222 34,15 335 9,18 0,00901 
244 37,54 368 10,09 0,00986 
275 42,31 415 11,37 0,01115 
288 44,31 435 11,90 0,01201 
302 46,46 456 12,48 0,01330 
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Alumínio 2024
Aluminio 2024 Tensão (MPa) Aluminio 2024 Deformação
 14 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
310 47,69 468 12,81 0,01372 
317 48,77 478 13,10 0,01544 
328 50,46 495 13,56 0,01801 
332 51,08 501 13,72 0,02488 
335 51,54 505 13,85 0,03045 
335 51,54 505 13,85 0,03560 
336 51,69 507 13,89 0,05061 
337 51,85 508 13,93 0,05618 
338 52,00 510 13,97 0,06476 
338 52,00 510 13,97 0,06905 
339 52,15 511 14,01 0,07205 
340 52,31 513 14,05 0,07505 
340 52,31 513 14,05 0,09092 
340 52,31 513 14,05 0,11537 
341 52,46 514 14,10 0,12352 
341 52,46 514 14,10 0,13467 
339 52,15 511 14,01 0,14282 
337 51,85 508 13,93 0,15225 
332 51,08 501 13,72 0,16641 
328 50,46 495 13,56 0,17498 
323 49,69 487 13,35 0,18099 
319 49,08 481 13,19 0,18656 
315 48,46 475 13,02 0,18871 
310 47,69 468 12,81 0,19300 
305 46,92 460 12,61 0,19514 
300 46,15 453 12,40 0,19557 
296 45,54 447 12,24 0,19643 
292 44,92 441 12,07 0,19771 
287 44,15 433 11,86 0,19814 
284 43,69 428 11,74 0,19900 
278 42,77 419 11,49 
274 42,15 413 11,33 
 
Tabela 3: Valores encontrados após ensaio de tração do Titânio 6AI-4v. 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 15 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
Gráfico 3: Gráfico Tensão x deformação Titânio 6AI-4v. 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
Titânio 6Al-4V: Regime elástico aproximado: 11,5 Mpa, Escoamento 
aproximadamente entre 11,5 a 13 Mpa, o encruamento e o ponto máximo de 
resistência entre 13 Mpa e 14,1 Mpa, o ponto máximo de ruptura segue a estricção e 
o limite de ruptura em 11,3 Mpa. 
Assim dispostos fica difícil a comparação de suas propriedades, pois as escalas 
são nos eixos diferentes, portanto, colocando no mesmo gráfico, podemos visualizar 
claramente suas propriedades. 
 
Gráfico 4: Gráfico Tensão x deformação. 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43
Titânio 6AI-4V
Titanio 6AI-4V Tensão (MPa) Titanio 6AI-4V Deformação
 16 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
Através dessa observação, nota-se que o Titânio 6AI-4V apresentou maior 
alongamento e a melhor resistência a tração; o aço carbono ASTM A36 apresenta o 
menor modulo de elasticidade, porém com o encruamento elevado, tendo assim um 
modulo de plasticidade elevado. 
 
7. PÓS-TESTE 
 
1) Qual das curvas observadas no gráfico de tensão versus deformação abaixo resiste 
a tensões maiores antes de atingir o limite de escoamento? 
 
 
 
Ao observar o gráfico é constatado que a curva 2 apresenta maiores valores 
de tensão antes de atingir o limite de escoamento. 
 
2) Qual das descrições abaixo exprimem melhor o conceito de “ductilidade” em 
materiais metálicos? 
 
A ductilidade é a propriedade que representao grau de deformação que um 
material suporta até o momento de sua fratura. 
 
3) Qual o valor do módulo de elasticidade de um aço carbono 1020 que sofreu uma 
deformação no seu regime elástico de 0,001809m e 380mpa? 
 
210 Gpa; este é o valor correto referente ao módulo de elasticidade para aços 
1020, observado pela deformação sofrida pelo material da questão. 
 
4) Com base no experimento pode-se afirmar que: 
 
 17 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
Pelas curvas geradas a partir dos ensaios, é visto que todos os materiais 
possuem deformação elástica e plástica. 
 
5) Porque aplicar a pré-carga no material antes de realizar o ensaio de tração de 
materiais metálicos? 
 
No experimento a montagem do sistema apresenta folgas que podem 
comprometer os resultados obtidos durante sua realização. A pré-carga é aplicada 
para que essas folgas sejam eliminadas. 
 
8. CONCLUSÕES 
 
Com este experimento foi possível descobrir as curvas de tensão e deformação 
dos corvos de prova e analisar de uma forma prática as variações decorrentes do 
processo em cada material. Além de aprendermos a obter as propriedades 
mecânicas, através dos gráficos, necessárias à engenharia de determinado material. 
Por fim essa diferença nos resultados nos faz perceber a importância da utilização 
dos ensaios para fazer uma maior verificação dos detalhes práticos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ENSAIO DE TRAÇÃO 
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
CALLISTER, Jr. e William, D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução, 
p. 102-154, São Paulo, 2002. 
CALLISTER Jr. e William D., RETHWISCH, David G. Ciência e Engenharia de 
Materiais: Uma introdução, Rio de Janeiro: LTC, 2013. 
GARCIA, Amauri; SPIM, Jaime A.; SANTOS, Carlos A. dos. Ensaios dos materiais. 
1.ed. Campinas: LTC, 2000. 
HIBBELER, Russell Charles. Resistência dos materiais. São Paulo: Pearson 
Prentice Hall, 2010. 
LABORATORIO VIRTUAL ALGETEC. Ensaio de Tração. Disponível em 
<https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/110/608dfffa7787a.html> acesso em 
setembro 2021. 
 
https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/110/608dfffa7787a.html