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( LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE TRAÇÃO ) AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS (ENSAIO DE DUREZA E TRAÇÃO) 1. Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo para cada um dos materiais. Anote os valores obtidos no experimento e utilize as equações apresentadas no sumário teórico e a relação abaixo para calcular a força atuante sobre o corpo de prova. 1 kgf = 9.8067 N Ensaio de tração – Material XX CP 01 CP 02 CP 03 Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Tabela 1 – Força atuante nos corpos de prova LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS ENSAIO DE TRAÇÃO 1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br Ensaio de tração – Aluminio 6061 CP 01 CP 02 CP 03 Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) 5 32,5 318,7178 6 39 382,4613 4 26 254,974 15 97,5 956,1533 14 91 892,4097 11 71,5 701,179 25 162,5 1593,589 20 130 1274,871 17,5 113,75 1115,51 35 227,5 2231,024 29 188,5 1848,563 25 162,5 1593,59 40 260 2549,742 29 227,5 2231,024 34 221 2167,28 50 325 3187,178 44 286 2804,716 41 266,5 2613,49 55 357,5 3505,895 52 338 3314,665 49 318,5 3123,43 65 422,5 4143,331 59 383,5 3760,87 55 357,5 3505,9 70 455 4462,049 67 435,5 4270,818 62 403 3952,1 75 487,5 4780,766 74 481 4717,023 70 455 4462,05 90 585 5736,92 82 533 5226,971 77 500,5 4908,25 92,5 601,25 5896,278 94 611 5991,894 89 578,5 5673,18 95 617,5 6055,637 97,5 633,75 6214,996 92 598 5864,41 97,5 633,75 6214,996 102 663 6501,842 96 624 6119,38 100 650 6374,355 104 676 6629,329 98 637 6246,87 102 663 6501,842 105 682,5 6693,073 99 643,5 6310,61 104 676 6629,329 106 689 6756,816 101 656,5 6438,1 106 689 6756,816 108 702 6884,303 104 676 6629,33 108 702 6884,303 112 728 7139,278 106 689 6756,82 110 715 7011,791 115 747,5 7330,508 108 702 6884,3 111 721,5 7075,534 116 754 7394,252 110 715 7011,79 112 728 7139,278 117,5 763,75 7489,867 111 721,5 7075,53 113 734,5 7203,021 118 767 7521,739 112 728 7139,28 114 741 7266,765 119 773,5 7585,483 113 734,5 7203,02 115 747,5 7330,508 120 780 7649,226 114 741 7266,77 114 741 7266,765 119 773,5 7585,483 115 747,5 7330,51 113 734,5 7203,021 118 767 7521,739 114 741 7266,77 112 728 7139,278 117 760,5 7457,995 113 734,5 7203,02 111 721,5 7075,534 116 754 7394,252 112 728 7139,28 109 708,5 6948,047 115 747,5 7330,508 111 721,5 7075,53 105 682,5 6693,073 114 741 7266,765 109 708,5 6948,05 Ensaio de tração – Aço Carbono ASTM A36 CP 01 CP 02 CP 03 Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) 11,0 71,50 701,17905 11 71,50 701,17905 11 71,5 701,1791 22,5 146,25 1434,229875 22 143,00 1402,35810 24 156 1529,8450 35,0 227,50 2231,02425 33 214,50 2103,53720 36 234 2294,7680 47,5 308,75 3027,818625 45 292,50 2868,45980 49 318,5 3123,4340 59,0 383,50 3760,86945 56 364,00 3569,63880 61 396,5 3888,3570 67,0 435,50 4270,81785 62,5 406,25 3983,97190 67,5 438,75 4302,6900 72,0 468,00 4589,5356 70 455,00 4462,04850 75 487,5 4780,7660 80,0 520,00 5099,484 75 487,50 4780,76630 81 526,5 5163,2280 84,0 546,00 5354,4582 80 520,00 5099,48400 85 552,5 5418,2020 88,0 572,00 5609,4324 84 546,00 5354,45820 91 591,5 5800,6630 91,0 591,50 5800,66305 86 559,00 5481,94530 92,5 601,25 5896,2780 89,0 578,50 5673,17595 84 546,00 5354,45820 90 585 5736,9200 91,0 591,50 5800,66305 86 559,00 5481,94530 92,5 601,25 5896,2780 107,5 698,75 6852,431625 102 663,00 6501,84210 110 715 7011,7910 120,0 780,00 7649,226 114 741,00 7266,76470 122,5 796,25 7808,5850 130,0 845,00 8286,6615 136 884,00 8669,12280 131 851,5 8350,4050 134,0 871,00 8541,6357 128 832,00 8159,17440 136 884 8669,1230 135,0 877,50 8605,37925 130 845,00 8286,66150 139 903,5 8860,3530 137,5 893,75 8764,738125 131 851,50 8350,40510 140 910 8924,0970 140,0 910,00 8924,097 132 858,00 8414,14860 141 916,5 8987,8410 141,0 916,50 8987,84055 133 864,50 8477,89220 142 923 9051,5840 142,0 923,00 9051,5841 134 871,00 8541,63570 143 929,5 9115,3280 143,0 929,50 9115,32765 134,5 874,25 8573,50750 144 936 9179,0710 144,0 936,00 9179,0712 135 877,50 8605,37930 145 942,5 9242,8150 143,0 929,50 9115,32765 134 871,00 8541,63570 146 949 9306,5580 142,0 923,00 9051,5841 133 864,50 8477,89220 145 942,5 9242,8150 141,0 916,50 8987,84055 132 858,00 8414,14860 144 936 9179,0710 140,0 910,00 8924,097 131 851,50 8350,40510 143 929,5 9115,3280 139,0 903,50 8860,35345 130 845,00 8286,66150 142 923 9051,5840 138,0 897,00 8796,6099 129 838,50 8222,91800 141 916,5 8987,8410 137,0 890,50 8732,86635 128 832,00 8159,17440 140 910 8924,0970 136,0 884,00 8669,1228 127 825,50 8095,43090 139 903,5 8860,3530 135,0 877,50 8605,37925 126 819,00 8031,68730 138 897 8796,6100 132,5 861,25 8446,020375 125 812,50 7967,94380 137 890,5 8732,8660 130,0 845,00 8286,6615 124 806,00 7904,20020 135 877,5 8605,3790 127,5 828,75 8127,302625 120,0 780,00 7649,22600 130,0 845,00 8286,6620 125,0 812,50 7967,943750 117,5 763,75 7489,86710 127,5 828,75 8127,3030 122,5 796,25 7808,584875 117,0 760,50 7457,99540 122,0 793,00 7776,7130 117,5 763,75 7489,867125 107,0 695,50 6820,55990 115,0 747,50 7330,5080 Ensaio de tração – Aluminio 2024 CP 01 CP 02 CP 03 Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) Carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) 25 162,5 1593,589 25 162,5 1593,5888 24 156 1529,85 50 325 3187,178 50 325 3187,1775 46 299 2932,2 75 487,5 4780,766 78 507 4971,9969 70 455 4462,05 100 650 6374,355 105 682,5 6693,0728 92,5 601,25 5896,28 120 780 7649,226 125 812,5 7967,9438 110 715 7011,79 140 910 8924,097 145 942,5 9242,8148 130 845 8286,66 145 942,5 9242,815 150 975 9561,5325 134 871 8541,64 150 975 9561,533 154 1001 9816,5067 136 884 8669,12 152 988 9689,02 156 1014 9943,9938 138 897 8796,61 154 1001 9816,507 158 1027 10071,481 140 910 8924,1 160 1040 10198,97 165 1072,5 10517,686 147 955,5 9370,3 167 1085,5 10645,17 172 1118 10963,891 153 994,5 9752,76 170 1105 10836,4 175 1137,5 11155,121 157 1020,5 10007,7 175 1137,5 11155,12 180 1170 11473,839 161 1046,5 10262,7 178 1153,75 11314,48 184 1196 11728,813 164 1066 10453,9 183 1186,25 11633,2 186 1209 11856,3 166 1079 10581,4 185 1202,5 11792,56 190 1235 12111,275 170 1105 10836,4 188 1218,75 11951,92 192 1244,75 12206,89 171 1111,5 10900,2 190 1235 12111,27 194 1261 12366,249 173 1124,5 11027,6 191 1241,5 12175,02 196 1274 12493,736 175 1137,5 11155,1 192 1248 12238,76 197 1280,5 12557,479 176 1144 11218,9 193 1254,5 12302,51 198 1287 12621,223 177 1150,5 11282,6 194 1261 12366,25 199 1293,5 12684,966 177,5 1153,8 11314,5 195 1267,5 12429,99 200 1300 12748,71 178 1157 11346,4 196 1274 12493,74 201 1303,2512780,582 178,5 1160,3 11378,2 195 1267,5 12429,99 199 1293,5 12684,966 178,5 1160,3 11378,2 195 1264,25 12398,12 198 198 12621,223 178 1157 11346,4 193 1251,25 12270,63 197 197 12557,479 176 1144 11218,9 191 1241,5 12175,02 196 196 12493,736 175 1137,5 11155,1 185 1202,5 11792,56 199 199 12684,966 170 1105 10836,4 Tabela 2 – Tensão e deformação dos materiais 2. Utilizando os dados das tabelas acima, calcule os valores de tensão e de deformação nos corpos de prova. Crie uma tabela semelhante à Tabela 2 para cada um dos materiais ensaiados e anote os valores calculados. Para auxiliá-lo nas conversões de unidade, lembre-se de que 1 N/mm² equivale a 1 MPa. Ensaio de tração – Aluminio 6061 CP 01 CP 02 CP 03 Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação 13,66714 0,000000000 15,25574 0,000000000 10,93371 0,0000000 41,00143 0,000547196 35,59672 0,000108401 30,06771 0,0002186 68,33571 0,000820793 50,85245 0,000325203 47,83500 0,0004918 95,66999 0,000957592 73,73606 0,000542005 68,33571 0,0007104 109,33710 0,001094391 88,99179 0,000704607 92,93657 0,0008197 136,67140 0,001367989 111,87540 0,000894309 112,07060 0,0010383 150,33860 0,001614227 132,21640 0,001138211 133,93800 0,0013115 177,67280 0,001751026 150,01470 0,001355014 150,33860 0,0014481 191,34000 0,001915185 170,35570 0,001463415 169,47260 0,0016393 205,00710 0,002188782 188,15410 0,001680217 191,34000 0,0018579 246,00860 0,002462380 208,49510 0,001951220 210,47400 0,0021311 252,84210 0,002517100 239,00650 0,002222222 243,27510 0,0024044 259,67570 0,002708618 247,90570 0,002276423 251,47540 0,0024590 266,50930 0,002845417 259,34750 0,002466125 262,40910 0,0026503 273,34280 0,003009576 264,43280 0,002601626 267,87600 0,0027869 278,80970 0,003803010 266,97540 0,002764228 270,60940 0,0029508 284,27660 0,005034200 269,51800 0,003523035 276,07630 0,0037158 289,74340 0,010123119 274,60320 0,004796748 284,27660 0,0050000 295,21030 0,015047880 284,77370 0,009810298 289,74340 0,0100546 300,67710 0,020109439 292,40160 0,014688347 295,21030 0,0149727 303,41060 0,025034200 294,94420 0,019837398 300,67710 0,0201639 306,14400 0,030095759 298,75820 0,024715447 303,41060 0,0248087 308,87740 0,035102599 300,02950 0,029864499 306,14400 0,0300000 311,61080 0,039945280 302,57210 0,034742547 308,87740 0,0349180 314,34430 0,045143639 305,11470 0,039891599 311,61080 0,0403825 311,61080 0,050068399 302,57210 0,044769648 314,34430 0,0450273 308,87740 0,054993160 300,02950 0,049647696 311,61080 0,0499454 306,14400 0,060054720 297,48690 0,054796748 308,87740 0,0548634 303,41060 0,065116279 294,94420 0,059674797 306,14400 0,0600546 Ensaio de tração – Aço Carbono ASTM A36 CP 01 CP 02 CP 03 Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação 30,61917249 0,000000000 0,00000000 0,000000000 30,067712 0,000000000 62,63012555 0,000192308 64,80397874 0,000193638 65,602281 0,000191781 97,42463974 0,000219780 97,20596811 0,000248963 98,403422 0,000273973 132,21915390 0,000357143 132,55359290 0,000331950 133,937990 0,000328767 164,23010700 0,000219780 164,95558230 0,000497925 166,739130 0,000520548 186,49859610 0,000247253 184,10221230 0,000525588 184,506420 0,000547945 200,41640170 0,000439560 206,19447780 0,000636238 205,007130 0,000657534 222,68489080 0,000521978 220,92265480 0,000802213 221,407700 0,000794521 233,81913540 0,000576923 235,65083180 0,000857538 232,341410 0,000849315 244,95337990 0,000714286 247,43337340 0,001023513 248,741980 0,001041096 253,30406330 0,000796703 253,32464420 0,001078838 252,842130 0,001095890 247,73694100 0,004697802 247,43337340 0,004951591 246,008550 0,004986301 253,30406330 0,009807692 253,32464420 0,009958506 252,842130 0,010109589 299,23282210 0,014780220 300,45481050 0,014993084 300,677120 0,015068493 334,02733620 0,019725275 335,80243530 0,019944675 334,844980 0,020000000 361,86294760 0,024670330 400,60641400 0,029930844 358,079120 0,024931507 372,99719210 0,029697802 377,04133090 0,035076072 371,746260 0,030082192 375,78075330 0,034835165 382,93260170 0,040082988 379,946550 0,035068493 382,73965610 0,039780220 385,87823710 0,045062241 382,679970 0,040082192 389,69855900 0,044780220 388,82387250 0,049986169 385,413400 0,045205479 392,48212010 0,049670330 391,76950790 0,054965422 388,146830 0,050000000 395,26568120 0,054890110 394,71514330 0,060000000 390,880260 0,055068493 398,04924240 0,059780220 396,18796100 0,064979253 393,613690 0,060000000 400,83280350 0,064780220 397,66077870 0,069958506 396,347120 0,064931507 398,04924240 0,069725275 394,71514330 0,075159059 399,080540 0,070136986 395,26568120 0,074670330 391,76950790 0,079917012 396,347120 0,075068493 392,48212010 0,079615385 388,82387250 0,084896266 393,613690 0,080000000 389,69855900 0,084560440 385,87823710 0,089930844 390,880260 0,084931507 386,91499780 0,089505495 382,93260170 0,094910097 388,146830 0,090136986 384,13143670 0,094725275 379,98696630 0,100082988 385,413400 0,095150685 381,34787550 0,099945055 377,04133090 0,104923928 382,679970 0,100273973 378,56431440 0,104615385 374,09569550 0,109847856 379,946550 0,104931507 375,78075330 0,109835165 371,15006010 0,115020747 377,213120 0,110136986 368,82185040 0,114780220 368,20442470 0,120027663 374,479690 0,115068493 361,86294760 0,119725275 365,25878930 0,125006916 369,012830 0,120547945 354,90404480 0,124945055 353,47624770 0,129986169 355,345690 0,125205479 347,94514190 0,128241758 346,11215920 0,134965422 348,512120 0,128767123 Ensaio de tração – Aluminio 2024 CP 01 CP 02 CP 03 Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação 68,33570969 0,000000000 65,87799711 0,000000000 70,69525 0,000000000 136,67141940 0,000819672 131,75599420 0,000816327 135,49923 0,000552486 205,00712910 0,001912568 205,53935100 0,001904762 206,19448 0,001657459 273,34283880 0,003005464 276,68758780 0,002993197 272,47127 0,002486188 328,01140650 0,003825137 329,38998550 0,003809524 324,01989 0,003591160 382,67997430 0,004918033 382,09238320 0,004897959 382,93260 0,004696133 396,34711620 0,006010929 395,26798260 0,005986395 394,71514 0,005524862 410,01425810 0,007103825 405,80846220 0,007074830 400,60641 0,006629834 415,48111490 0,007923497 411,07870190 0,007891156 406,49768 0,007734807 420,94797170 0,009016393 416,34894170 0,008979592 412,38896 0,008563536 437,34854200 0,015027322 434,79478090 0,014965986 433,00840 0,014640884 456,48254070 0,021038251 453,24062010 0,020952381 450,68222 0,020441989 464,68282590 0,026775956 461,14597970 0,026938776 462,46476 0,026519337 478,34996780 0,033060109 474,32157920 0,032925170 474,24730 0,032596685 485,18353880 0,039071038 484,86205870 0,038911565 483,08421 0,038674033 498,85068070 0,044808743 490,13229850 0,044897959 488,97548 0,044751381 505,68425170 0,050819672 500,67277800 0,050884354 500,75802 0,050276243512,51782270 0,056830601 504,62545780 0,056870748 503,70365 0,056353591 519,35139370 0,063114754 511,21325750 0,062857143 509,59492 0,062430939 522,08482200 0,068852459 516,48349730 0,068843537 515,48619 0,068508287 524,81825040 0,074863388 519,11861720 0,074829932 518,43183 0,074585635 527,55167880 0,080874317 521,75373710 0,080816327 521,37747 0,080386740 530,28510720 0,086885246 524,38885700 0,086802721 522,85028 0,086464088 533,01853560 0,092896175 527,02397680 0,093061224 524,32310 0,092541436 535,75196400 0,098907104 528,34153680 0,098775510 525,79592 0,098618785 537,11867820 0,104918033 529,65909670 0,104761905 527,26874 0,104419890 538,48539240 0,110928962 530,97665670 0,110748299 528,74155 0,110220994 539,85210660 0,116939891 532,29421660 0,117006803 530,21437 0,116298343 538,48539240 0,122950820 529,65909670 0,122993197 528,74155 0,122375691 535,75196400 0,128961749 527,02397680 0,128707483 527,26874 0,128453039 533,01853560 0,134699454 524,38885700 0,134693878 525,79592 0,134254144 531,65182140 0,140710383 521,75373710 0,140952381 524,32310 0,140055249 526,18496460 0,146994536 519,11861720 0,146938776 518,43183 0,146408840 522,08482200 0,153005464 516,48349730 0,152925170 515,48619 0,152209945 505,68425170 0,158743169 524,38885700 0,158639456 500,75802 0,158287293 3. Com esses dados, construa o gráfico “Tensão(MPa) x Deformação(mm/mm)” para cada material ensaiado. 4. Com base nos gráficos construídos, determine os valores do módulo de elasticidade, limite de escoamento e limite de resistência à tração para cada material ensaiado. · ALUMINIO 6061 Módulo de elasticidade ME = Tensão/ Deformação no regime elástico CP3. ME = 270,6094 Mpa / 0,029508 = 91707,13027 Mpa Limite de escoamento = 284,2766 Mpa Limite de resistencia a tração = 314,3443 Mpa · AÇO CARBONO ASTM A36 Módulo de elasticidade ME = Tensão/ Deformação no regime elástico CP3. ME = 25033,87 Mpa Limite de escoamento = 252,84213 Mpa Limite de resistencia a tração = 399,08054 Mpa · ALUMINIO 2024 Módulo de elasticidade ME = Tensão/ Deformação no regime elástico CP3. ME = 81543,86 Mpa Limite de escoamento = 412,38896 Mpa Limite de resistencia a tração = 530,21437 Mpa AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo para cada um dos materiais ensaiados e anote os valores da carga e deformação sofrida pelos corpos de prova. Ensaio de dureza – Material XX Corpo de prova Carga (N) Øindentação (mm) CP 01 CP 02 CP 03 Tabela 1 – Dados obtidos no experimento 2. Baseando-se nos valores encontrados de carga em N e nos diâmetros das indentações (mm), encontre a dureza Brinell dos materiais ensaiados. Ensaio de dureza – Material XX Corpo de prova Carga (N) Øindentação (mm) LATÃO 9800 4900 9800 4,40 ALUMINIO 3,65 COBRE 4,90 Aplicando a equação da dureza Brainell temos: A dureza Brainell é calculada apartir da carga (F) e a saliência da área (A) da calota esférica. Onde: · HB é o valor da dureza Brainell · F é a carga de teste em Newton (N) · A é a área da saliencia em mm2 Em virtude das informações acima e ultilizando a euqação de dureza Brainell, assim como a tabela acima do ensaio de dureza teremos os seguintes valores de dureza, correspondente a cada material; HB= 0,102 x 9800 / 4,40 = 227,18 Dureza Brainell do latão = 227,18 HB= 0,102 x 4900 / 3,65 = 136,93 Dureza Brainell do aluminio = 136,93 HB= 0,102 x 9800 / 4,90 = 204 Dureza Brainell do cobre = 204
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