Prévia do material em texto
1 UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP, CAMPUS J.K CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA ENSAIO DE TRAÇÃO EM CORPO DE PROVA INTEGRANTES DO GRUPO D9455G-1 – MATEUS BOTELHO CORRÊA [EM6P-28] D86CFI-2 – GABRIEL JOSÉ SIVIEIRO [EM6P-28] D865II-0 - JOSÉ ANTÔNIO CAVALINI [EM6P-28] D93568-2 – MARCELO HAMILTON P. DOS SANTOS [EM6P-28] D983512 – RAFAEL OLEGÁRIO DE LIMA FAIS [EM6Q-28] São José do Rio Preto - SP 2021 2 Sumário INTRODUÇÃO .......................................................................................................................................................... 3 OBJETIVO .............................................................................................................................................................................. 5 MATERIAIS UTILIZADOS ....................................................................................................................................................... 5 MÉTODO EXPERIMENTAL..................................................................................................................................................... 6 CONCLUSÃO ....................................................................................................................................................................... 10 REFERÊNCIAS ...................................................................................................................................................................... 11 3 INTRODUÇÃO O comportamento mecânico dos materiais é descrito por sua deformação e características de fratura sob tensão de tração, compressão, ou tensões multiaxiais. A determinação desse comportamentos mecânicos é influenciada por vários fatores, que incluem variáveis metalúrgicas, materiais, métodos de ensaio, bem como a natureza das tensões aplicadas. O ensaio de tração é um dos testes mais utilizados para avaliar materiais. Na sua forma mais simples, o teste de tração é realizado segurando as extremidades opostas de um corpo de prova dentro do quadro de uma máquina de teste. Uma força de tração é aplicada pela máquina, o que resulta no alongamento gradual e eventual fratura do corpo de prova. Durante este processo, os dados de força ou tensão, uma medida quantitativa da forma como o corpo de prova deforma-se sob a força de tração aplicada, geralmente são monitorados e registados. Quando adequadamente realizado, o teste de tração fornece dados que podem quantificar várias propriedades mecânicas importantes de um material. Estas propriedades mecânicas determinadas a partir de ensaios de tração incluem, mas não estão limitados ao seguinte: Módulo de Elasticidade Tensão de Escoamento Tensão de Ruptura Alongamento Estricção Materiais metálicos A partir do gráfico de tensão deformação dos materiais metálicos pode-se descrever todo os parâmetros importantes no ensaio. Abaixo podemos entender melhor estes parâmetros, que aparecem quando o material está sujeito a esforços de natureza mecânica (isso quer dizer que esses parâmetros determinam a maior ou menor capacidade que o material tem para transmitir ou resistir aos esforços que lhe são aplicados): 4 Figura 1 - Gráfico de Tensão A partir das medidas de cargas e os respectivos alongamentos, constrói-se o gráfico de tensão x deformação, como mostra a figura, a qual mostra essa relação para diferentes tipos de Metais. A análise dos gráficos obtidos com os ensaios de tração permite o levantamento de inúmeras informações que são apresentadas a seguir: Modulo de elasticidade (ou módulo de Young): Corresponde a inclinação (coeficiente angular) do segmento linear no gráfico tensão deformação. Nos materiais metálicos, o módulo de elasticidade é considerado uma propriedade insensível com a microestrutura, visto que o seu valor é fortemente dominado pela resistência das ligações atômicas, sendo apresentado conforme a relação: Equação 1: E = σ / ε. Onde pode ser observado a proporcionalidade entre a tensão aplicada (σ) e a deformação (ε). Deformação Plástica: A medida que o material continua a ser deformado além do regime elástico, a tensão deixa de ser proporcional à deformação e, portanto, a lei de Hookie não mais será obedecida, ocorrendo uma deformação permanente e não recuperável denominada deformação plástica. Para a maioria dos materiais metálicos, a transição do comportamento elástico para o plástico é gradual, ocorrendo uma curvatura no ponto de surgimento da deformação plástica, a qual aumenta mais rapidamente com a elevação de tensão. 5 Limite elástico: O limite elástico, também denominado limite de elasticidade e limite de fluência, é a tensão máxima que um material elástico pode suportar sem sofrer deformações permanentes após a retirada da carga externa. Ou seja, dentro do limite elástico o material retorna ao seu estado normal elástico depois de sofrer uma dada deformação. Limite de proporcionalidade: É o limite ao qual a tensão aplicada não é mais proporcional ao alongamento, ou seja, o material não apresenta mais linearidade. Limite de resistência: O limite de resistência à tração (algumas vezes representada pela sigla LRT) é a tensão no ponto máximo do gráfico de tensão deformação de engenharia, a qual corresponde à tensão máxima que pode ser sustentada por uma estrutura sob tração. Observando o gráfico ainda da figura, após o escoamento a tensão necessária para continuar o processo de deformação plástica em materiais metálicos aumenta até alcançar um valor máximo e a partir desse ponto, a tensão diminui até a fratura do material. Isso ocorre devido à rápida diminuição da seção resistente do corpo de prova ao se ultrapassar a tensão máxima, sendo expressa pela equação: Equação 2: σ = F / A0 Onde F é a força ou carga instantânea aplicada em uma direção ortogonal à seção reta (A0) e A0 representa a área da seção do corpo de prova (antes da aplicação da força). Ductilidade: Representa uma medida do grau de deformação plástica que o material suportou até a fratura. Um material que experimenta uma deformação plástica muito pequena ou mesmo nenhuma quando da sua fratura é chamado de frágil. A ductilidade pode ser expressa quantitativamente tanto pelo alongamento percentual como pela redução de área percentual. Pode- se obter o alongamento percentual AL% da seguinte maneira: Equação 3: AL% = (Lf – L0/L0) * 100 onde Lf representa o comprimento da porção útil do corpo de prova no momento da fratura e L0 o comprimento útil original. Um conhecimento da ductilidade dos materiais é importante, pois dá uma indicação do grau segundo o qual uma estrutura irá se deformar plasticamente antes de fraturar, além de especificar o grau de deformação permissível durante operações de fabricação. OBJETIVO Analisar a capacidade de tração dos materiais que vão ser testados, gerando o gráfico de cada ensaio de tração. MATERIAIS UTILIZADOS • Corpos de provas • Máquina de teste ensaio de tração 6 MÉTODO EXPERIMENTAL Colocar o corpo de prova na máquina e ajustá-la. Como segue as fotos: Figura 2 - Corpo de Prova 7 Figura 3 - Máquina de Tração Depois inicia-se o ensaio e ao decorrer o programa mostra o gráfico de tração, elasticidade, escoamento e ruptura. Figura 4 - Gráfico Obtido 8 No fim desse processo chegamos à ruptura do corpo de ensaio, como mostra nas imagens: Figura 5 - Corpo de Prova após Ruptura 9 Conforme imagem acima o corpo de provaestá na parte final do teste de tração, onde obtivemos os resultados sobre a tração do material Figura 6 - Corpos de Prova Estudados 10 CONCLUSÃO O ensaio de tração demonstra-se extremamente útil para verificar o comportamento frágil ou dúctil do material ensaiado, assim como eventuais falhas em sua composição. Além disso, conhecer as propriedades mecânicas de um determinado material é fundamental para direcionar suas corretas aplicações. No fim do experimento identificamos que um corpo de prova tem um valor de elasticidade, escoamento, tração e ruptura, sendo assim possível identificar seu comportamento e conhecê-lo para um eventual processo mecânico. 11 REFERÊNCIAS Bio PDI: https://biopdi.com.br/artigos/ensaio-de-tracao/ Tork Laboratórios: https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-emmateriais/ensaio-de-tracao/ https://biopdi.com.br/artigos/ensaio https://biopdi.com.br/artigos/ensaio-de-tracao/ https://biopdi.com.br/artigos/ensaio-de-tracao/ https://biopdi.com.br/artigos/ensaio-de-tracao/ https://biopdi.com.br/artigos/ensaio-de-tracao/ https://biopdi.com.br/artigos/ensaio-de-tracao/ https://laboratorios/ https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/ https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/ https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/ https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/ https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/ https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/ https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/ https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/ https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/ https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/