Ensaios de Materiais lista

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Ex.1. Uma barra de aço da construção civil, que contém nervuras longitudinais, foi
ensaiada à tração. Um extensômetro de braço 200mm foi colocado para se determinar o
limite convencional de escoamento de 0,2% e apresentou os seguintes resultados:
Calcular: a) Limite convencional de escoamento de 0,2%, em kgf/mm2 , uma vez que a
barra não acusou escoamento nítido
Deformação (mm) Carga(kgf)
0.06 1490
0.11 3000
0.16 4420
0.21 5920
0.26 7450
0.31 8900
0.36 10350
0.41 11900
0.46 12800
0.51 13750
0.56 14400
0.61 15000
0.66 15360
0.71 15700
0.76 16100
0.81 16240
0.86 16500
0.91 16600
0.96 16700
1.01 16800
1.06 16820
1.11 16850
1.16 16900
1.21 17050
Desenhando o gráfico:
Devemos inicialmente converter a carga para tensão, já que tensão é força/área, e antes
devemos calcular a área da seção média da barra (S), por conta das nervuras da viga.
Massa (m) = 1.74kg
Comprimento (c) = 0.785m
Densidade = 0.00785 kgt/dm³
Densidade = massa/ volume → 0.00785 = 1.74/(S * 0.785) → S = 1.74/(0.00785 * 0.785) →
→ S = 282.4 mm²
Deformação em 0.2% será:
0.2 * 1.21 = 0.24 mm
Com isso podemos traçar a linha para localizar o limite de escoamento.
Com isso, devemos calcular o σ em 0.2%:
σ0.2% = 16500 kgf / 282.4 mm² → σ0.2% = 58.4278 kgf/mm²
b) Limite de resistência
Calculando o Limite de resistencia:
σr = Carga Máxima / área da seção média da barra (S) → σr = 20500kgf / 282.4 mm² →
→ σr = 72.5921 mm²
c) Limite de proporcionalidade aproximado
Devemos traçar a reta no gráfico estimando do último momento em que se mantém reta:
Com isso, podemos calcular Limite de proporcionalidade aproximado:
σp = 11900kgf / 282.4mm² → σp = 42.1388 kgf/mm²
d) Estimativa do módulo de elasticidade
Para fazer a estimativa do módulo de elasticidade, devemos pegar o modulo de elasticidade em
dois pontos:
Ex = (Carga * Extensômetro) / (Área da seção média da barra * Deformação)
Calculando no ponto de deformação 0.31
E1 = (11900 kgf * 200mm) / (282.4 mm² * 0.41 mm) = 20555.5171 kgf/mm²
Calculando no ponto de deformação 0.41:
E2 = (10350 kgf * 200mm) / (282.4 mm² * 0.36 mm) = 20361.1698 kgf/mm²
Devemos então calcular a média desses dois pontos para estabelecer a estimativa:
E = (E1 + E2) / 2 = (20555.5171 + 20361.1698) /2 → E = 20458.3435 kgf/mm²
e) Alongamento na posição igual a dez vezes o diâmetro, supondo que a distância final,
L, medida após o ensaio seja igual a 215,5 mm.
Considerando o Alongamento em 10 vezes o diâmetro nominal da barra, teremos
L = 19.5mm * 10 → L = 195mm
Com isso podemos determinar o Alongamento(A) na posição de 215.5mm
Alongamento (A) = (215.5mm - 195mm) / 195mm = 0.105 →
→ A = 10.5%