RELATÓRIO MATERIAIS APLICADOS A MECANICA

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
CAMPUS CHÁCARA SANTO ANTÔNIO ll
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Ensaio de Tração
Ensaio destrutível
KAUAN DO NASCIMENTO DUARTE
EM6P07
N54375-2
ISAC ALMEIDA
 SÃO PAULO – SP
 2022
OBJETIVO
 
Compreender o comportamento do material metálico diante de um ensaio de tração. Ensaio considerado destrutivo, que consiste basicamente em aplicar uma carga uniaxial paralela de alongamento, forçando seu rompimento para ser analisado os gráficos para estudo de resistência dos materiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO TEÓRICA
 
O que é o ensaio de tração? 
O ensaio mecânico de tração consiste na aplicação de uma força uniaxial crescente num corpo de prova até a sua ruptura, fazendo com que o corpo receba um esforço que tende a alongá-lo o máximo possível (aumentando o comprimento e diminuindo a secção transversal). Sendo assim, nesse ensaio, avalia-se como o material reage sob os esforços de tração, analisando as deformações e propriedades como limite de escoamento, alongamento percentual, coeficiente de estricção, limite de resistência à tração, entre outras. 
EXTENSÔMETRO
Um extensômetro consiste num aparelho que serve para medir a deformação (extensão) de um corpo em condições estáticas. É constituído por uma fita adesiva, provida de uma resistência elétrica formada por um fio condutor de pequena espessura, disposta em forma de grelha com maior comprimento no sentido da evolução da deformação. 
A deformação do corpo ocorre no sentido do fio condutor, modificando-se a sua resistência elétrica. Sendo a variação da resistência proporcional à deformação, é possível determinar-se a referida deformação em função da variação observada na resistência. 
Outros tipos de extensômetros contam com a variação da capacidade, ou da indução magnética, entre duas bobinas, uma das quais está ligada à amostra sujeita a tensão. 
Um extensômetro pode ter ainda outra definição que consiste num aparelho utilizado para a medição da dilatação térmica ou o alongamento provocado por uma força. 
É usado nos ensaios mecânicos, de materiais diversos, órgãos de máquinas, elementos de pontes, entre outros. 
Estes extensômetros podem ser mecânicos (para precisão) ou elétricos. 
TIPOS DE MEDIDAS DE DESLOCAMENTO
Uma maneira de medir deslocamento é na forma de deformações. Podem ser feitas através de sensores, conhecidos por extensômetros. Os extensômetros mais comuns são os metálicos de resistência elétrica variável, que serão detalhados nas próximas seções. Porém existem outros tipos de extensômetros, muitos foram testados e não apresentaram uma boa aceitação pelo custo ou dificuldades na utilização, outros são utilizados para aplicações especificas.  
Mecânicos: Os sistemas de medidas de deslocamento mecânicos foram os primeiros a serem desenvolvidos. Normalmente eles medem o deslocamento absoluto, e não a deformação. Por ter seu funcionamento baseado em princípios mecânicos, como braços de alavanca, são pouco precisos, e de difícil utilização.  
Extensômetros de Semicondutores: O mesmo princípio de variação da resistência elétrica que possuem os condutores, também possui os semicondutores. Porém, a sensibilidade é mais alta, mas em faixas de variação pequenas. São aplicados para medir pequenas deformações, principalmente em transdutores específicos.  
  
Metais depositados: Material de medição diretamente depositado no ponto de medição. Os transdutores feitos com a técnica de metal depositado têm como principais vantagens, a eliminação da camada de cola orgânica (através do uso de um filme de isolamento inorgânico), baixo custo e alto volume de produção. Porém apresentam limitações na precisão da resposta. São aplicados sobre uma máscara de isolamento diretamente na estrutura do transdutor.  
Extensômetros Capacitivos: Princípio baseado na variação da capacitância. Ótimos para aplicações em temperaturas elevadas, na faixa de 500o C à 800o C. Normalmente são soldados à peça, ao invés de colados. Fibra Ótica: São baseados em princípios de transmissão por fibra óptica. Outros tipos: Piezelétricos, fotoelásticos, óticos, etc. Outros estão em estudos de viabilidade. 
LEI DE HOOKE
 
 A lei de Hooke é a equação matemática usada para determinar o sentido e calcular o módulo da força elástica que é produzida por molas caso elas estejam comprimidas ou esticadas. A Lei de Hooke é uma lei da física que determina a deformação sofrida por um corpo elástico através de uma força. A teoria afirma que a distensão de um objeto elástico é diretamente proporcional à força aplicada sobre ele. Como exemplo, podemos pensar numa mola. Ao esticá-la, ela exerce uma força contrária ao movimento realizado. Assim, quando maior a força aplicada, maior será sua deformação. Por outro lado, quando a mola não tem uma força que age sobre ela, dizemos que ela está em equilíbrio.
FORMULA DA LEI DE HOOKE
Segundo o Sistema Internacional (SI), a força (F) é medida em Newton (N), a constante elástica (K) em Newton por metro (N/m) e a deformação Δl em metros (m).
OBS: A variação da deformação sofrida Δl = L - L0, pode ser indicada por x. Note que L é o comprimento final da mola e L0, o comprimento inicial.
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO LEI DE HOOKE
Para confirmar a Lei de Hooke podemos realizar um pequeno experimento com uma mola presa num suporte. Ao puxá-la podemos perceber que a força que aplicamos para esticá-la é diretamente proporcional a força que ela exerce, porém em sentido contrário. Em outras palavras, a deformação da mola aumenta proporcionalmente à força aplicada nela.
Para compreender melhor o experimento da Lei de Hooke é feito uma tabela. Observe que Δl ou x corresponde à deformação da mola, e F ou P corresponde a força que os pesos exercem na mola. Assim, se P = 50N e x = 5 m, podemos construir um gráfico que relaciona a força elástica com o módulo da deformação da mola. Ao fazê-lo, o gráfico terá o seguinte perfil.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMPORTAMENTO ELÁSTICO E PLÁSTICO
A intensidade e o tipo de deformação sofrido pelo metal são funções da resistência mecânica do metal, da intensidade das forças e momentos aplicados, do caminho da deformação, etc.
As deformações resultantes dos campos de força podem ser classificadas em dois tipos:
Deformação Elástica: É aquela em que removidos os esforços atuando sobre o corpo, ele volta a sua forma original
Deformação Plástica: É aquela em que removidos os esforços, não há recuperação da forma original.
Os dois tipos de deformação podem ser explicados pelos movimentos atômicos na estrutura cristalina do material.
Cada átomo do cristal vibra em torno de uma posição de equilíbrio, característica do tipo de rede cristalina do metal, sendo seu núcleo atraído pelas eletrosferas dos átomos vizinhos e repelido pelos núcleos dos mesmos, como se estivessem em um poço de energia. Sob a ação de esforços externos, os átomos tendem a se deslocar de sua posição de equilíbrio.
Materiais/ Equipamentos Utilizados
• Equipamento KRATOS
• Computador
• Corpo de prova (Cobre)
• Corpo de prova (Alumínio)
• Corpo de prova (Latão)
• Corpo de prova (Aço 1020)
• Paquímetro
Procedimentos Experimentais
1 Teste de tração realizado no Alumínio
 Prender o CP nos mordentes do equipamento Kratos, após e teste, realizar a inspeção de todas
as medidas, anotar e analisar o gráfico.
2 Teste de tração realizado no Cobre
 Prender o CP nos mordentes do equipamento Kratos, após e teste, realizar a inspeção de todas
as medidas, anotar e analisar o gráfico.
3 Teste de tração realizado no Aço 1045
 Prender o CP nos mordentes do equipamento Kratos, após e teste, realizar a inspeção de todas
as medidas, anotar e analisar o gráfico.
4 Teste de tração realizado no Latão
 Prender o CP nos mordentes do equipamento Kratos, após e teste, realizar a inspeção de todas
as medidas, anotar e analisar o gráfico.
Gráficos
· Alumínio· Cobre
· Aço 1045
· Latão
Conclusão
Concluo que de maneira geral, pode-se afirmar que os resultados dos ensaios conduzidos foram bastante satisfatórios. A análise dos gráficos obtidos com os ensaios de tração permitiu o levantamento de inúmeras informações como por exemplo a análise visual dos corpos de prova que nos ensaios de tração permitiu observar que todas as fraturas ocorreram na parte superior dos corpos, porém ainda na região a qual é dado o nome de comprimento útil.
Referências bibliográficas
https://materiaisjr.com.br/ensaio-de-tracao/ 
https://www.infopedia.pt/apoio/artigos/$extensometro 
  
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-de-hooke.htm
https://www.infoescola.com/fisica/ensaio-de-tracao/
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
CAMPUS CHÁCARA SANTO ANTÔNIO ll
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Ensaio de Impacto
Ensaio destrutível
KAUAN DO NASCIMENTO DUARTE
EM6P07
N54375-2
ISAC ALMEIDA
 SÃO PAULO – SP
 2022
OBJETIVO
 
Submeter um corpo de prova entalhado e padronizado a uma flexão, normalmente provocada por impactos de um martelo pendular. Com o intuito de determinar a quantidade de energia utilizada para a deformação ou ruptura do material, os ensaios mecânicos impacto calculam a energia absorvida e o tipo de comportamento do material atingido. 
Introdução Teórica
Onde são utilizados estes ensaios?
Muito utilizado para a avaliação do comportamento dúctil e frágil de materiais, normalmente feito em ensaios comparativos para uma interpretação mais confiável dos resultados, os ensaios mecânicos impacto são, em grande parte, solicitados por indústrias no geral e que utilizam componentes metálicos, ferrosos e não ferrosos.
Vantagens: 
· Fácil execução e barato (muito utilizado na indústria)
· Rapidez na execução
· Ensaio pode ser considerado não destrutivo (tamanho impr.)
· Conhecimento aproximado da resistência mecânica através do uso de tabelas de correlação
Métodos de medição: 
· Dureza de risco (escala de Mohs)
· Dureza de choque ou ressalto (Shore)
· Dureza de penetração (Brinell, Meyer, Rockwell, Vikers, Knoop)
	
Quais são os tipos de Ensaio de Impacto
São dois os tipos de ensaio de impacto existentes, o Charpy e Izod, que consistem na submissão do corpo ensaiado, entalhado e padronizado a uma força brusca e repentina, normalmente causada por um martelo pendular que o rompe. 
Devido ao fato de seu resultado consistir na diferença entre a altura inicial de pêndulo e a altura máxima atingida após o corpo de prova ser rompido, esse ensaio determina a energia utilizada na deformação e ruptura desse corpo, e quanto menor for essa energia, menor será a resistência do material, ou seja, mais frágil ele será.
Por ser um dos ensaios mais empregados para o estudo de fratura frágil em metais, o ensaio de impacto Charpy e Izod é dinâmico e usado, normalmente, em materiais de baixa temperatura, para analisar o comportamento do material de forma frágil.
Fratura
Fratura consiste na separação de um corpo em dois em resposta a uma tensão imposta. São possíveis dois modos de fratura: dúctil e frágil baseado na habilidade de um material em experimentar uma deformação plástica
Fratura Dúctil
O processo de fratura envolve duas etapas: formação e propagação das trincas. A modalidade da fratura é dependente do mecanismo de propagação das trincas.Fratura frágil
· Trincas se espalham de maneira extremamente rápida com muita pouca deformação plástica (trinca instável)
· Ocorre repentinamente e catastroficamente, consequência da espontânea e rápida propagação de trincas
Fratura dúctil 
· Extensa deformação plástica na vizinhança da trinca. Processo prossegue de maneira lenta (trinca estável)
· Presença de deformação plástica dá um alerta de que uma fratura é iminente
· Mais energia de deformação é necessária pois geralmente são mais tenazes
Nucleação a Fadiga
A nucleação e a propagação de trincas são um processo de deformação plástica muito localizada, e pequenas sobrecargas no ciclo de tensões podem levar a liberação de discordâncias ancoradas, facilitando a sua movimentação e a nucleação de trincas, ou a sua propagação. A falha por fadiga é caracterizada por três etapas diferentes:
· Nucleação ou iniciação da trinca;
· Propagação da trinca
· Ruptura final
Ensaio De Impacto Charpy
O Ensaio de Impacto Charpy é um dos métodos utilizados para determinar a resistência sensibilidade dos materiais quando submetido a certa carga de impacto. Muito utilizado no setor de máquinas agrícolas e de movimentação de terra, principalmente para análise de juntas soldadas. O objetivo é verificar se a ZTA (zona termicamente afetada) e o metal de adição não sofreram alterações microestruturais que possam fragilizar o material e comprometer a qualidade e segurança da junta soldada. O ensaio consiste em soltar um pêndulo com massa conhecida, a uma determinada altura, o pêndulo em queda se choca com o corpo de prova, que se rompe e a energia absorvida é então registrada, sendo possível determinar a fragilidade do material. Pode ser realizado em temperatura ambiente ou em temperaturas abaixo de zero para testar a resistência ao impacto do material em baixas temperaturas.
Ensaio de impacto Izod
O ensaio é realizado em pêndulo de impacto, semelhante ao pêndulo do teste Charpy. Entretanto a fixação e posição do corpo de prova são específicas do teste. No ensaio Izod o corpo de prova é fixado por um par de garras na posição vertical. Quando o pêndulo da máquina de teste Izod é liberado ele oscila na direção descendente e atinge o corpo de prova na posição vertical do braço. O corpo de prova é quebrado. O braço do pêndulo continua seu movimento, com redução de momentum devido à energia absorvida pelo corpo de prova no instante do impacto. Uma escala graduada fornece a leitura da energia gasta na fratura do corpo de prova. s corpos de prova devem ter seção quadrada com 10 mm de lado e comprimento de 75 mm. O entalhe é executado a 28 mm da extremidade e tem a forma de V.
Transformação de energia no ensaio de impacto
Para os testes com o pêndulo (Charpy e Izod) a energia potencial da elevação do martelo se transforma em energia cinética na descida. Parte desta energia é transferida para o corpo de prova, provocando sua ruptura. A energia residual eleva o martelo no movimento de oscilação do pêndulo. A principal medida resultante do ensaio de impacto é a energia absorvida para deformar e fraturar a amostra, que pode ser obtida pela diferença entre e altura inicial do martelo e a altura atingida pelo mesmo após o impacto.
Conclusão
Concluo que o ensaio de impacto é de extremante importância dependendo da aplicação em que o material será usado, possibilitando determinar as propriedades de um material, o motivo do seu uso, o local e sua aplicação, identificando também seu comportamento.
Não ter feito este experimento na pratica com certeza irá nos prejudicar futuramente.
Referências Bibliográficas
https://www.cimm.com.br/portal/verbetes/exibir/526-fratura-fragil
https://fei.edu.br/~rodrmagn/PROJETOS_IC/rel04/GHBD04_2a.pdf
https://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6583-teste-izod
https://www.proaqt.com.br/ensaio-impacto-charpy-e-izod