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MATHEUS BUENO MONGARDE PRÁTICA E RELATÓRIO DE ENSAIO Metodologia Ativa 1 – MA 1 ITAPERUNA - RJ 2022 MATHEUS BUENO MONGARDE PRÁTICA E RELATÓRIO DE ENSAIO Relatório da pratica da disciplina de Resistencia dos Materiais, apresentado a Universidade Redentor, como parte das exigências da Metodologia Ativa. Itaperuna-RJ, 04 de abril de 2022. GABRIEL PEREIRA GOLÇALVES, M. Sc Prof. da disciplina de Resistencia dos Materiais da UniRedentor. ITAPERUNA - RJ 2022 3 SUMÁRIO 0.1 – LISTA DE FIGURAS .......................................................................................... 4 0.2 – LISTA DE TABELAS .......................................................................................... 5 1 – INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 6 2 – OBJETIVO ............................................................................................................. 9 3 – JUSTIFICATIVA .................................................................................................. 10 4 – MATERIAIS E METÓDOS ................................................................................... 12 4.1 – ENSAIO TORÇÃO ........................................................................................... 13 Gráfico 1 - Tensão-Deformação Aço Carbono. ...................................................... 15 Gráfico 3 – Tensão-Deformação Latão. ................................................................. 17 Gráfica 3 – Tensão-Deformação Alumínio. ............................................................ 19 4.2 ENSAIO TRAÇÃO ............................................................................................... 20 Gráfico 4 – Tensão-Deformação Alumínio 6061. ................................................... 23 Gráfico 5 – Tensão-Deformação Titânio 64l-4v. .................................................... 25 Gráfico 6 – Tensão-Deformação Aço Carbono astm a36. ..................................... 28 5 – RESULTADOS E CONCLUSÕES ....................................................................... 29 6 – CONCLUSOES ................................................................................................... 32 7 – REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .................................................................... 33 4 0.1 – LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Exemplo prático tração (Fonte: Online). 6 Figura 2 – Exemplo teórico de torção (Fonte: Online). 7 Figura 3 – Aluno Matheus Bueno Mongarde realizando ensaio Torção. (2022). 7 Figura 4 – Foto retirada do aluno realizando a prática de Torsão. (2022). 8 Figura 5 – Diagrama tensão-deformação (Fonte: Online). 10 Figura 6 – Tipos de fraturas materiais frágil e dúctil em torção (Fonte: Online). 11 Figura 7 – Fratura dúctil em tração (Fonte: Online). 11 Figura 8 – Fratura frágil em tração (Fonte: Online). 11 Figura 9 – Dimensão 6mm Aço carbono. 13 Figura 10 – Comprimento 86mm Aço Carbono. 13 Figura 11 – Primeiro momento (Nm) no corpo de prova aço carbono. 14 Figura 12 – Momento de ruptura do corpo de prova Aço Carbono. 14 Figura 13 – 6mm de diâmetro Latão. 15 Figura 14 – 86 mm de comprimento Latão. 16 Figura 15 – Momento de reptura do corpo de prova Latão. 16 Figura 16 – 6mm de diâmetro Alumínio. 17 Figura 17 – 86mm de comprimento Alumínio. 18 Figura 18 – Momento mínimo aplicado ao Alumínio. 18 Figura 19 – Momento de ruptura do corpo de prova de Alumínio. 19 Figura 20 – Comprimento 36.7mm inicial corpo de prova Alumínio 6061. 20 Figura 21 – Diâmetro inicial 5.3mm corpo de prova Alumínio 6061. 20 Figura 22 – Momento de 5kgf pressão inicial corpo de prova Alumínio 6061. 21 Figura 23 – Momento de 90 kgf final de pressão Alumínio 6061. 21 Figura 24 – Comprimento final do corpo de prova alumínio 6061. 22 Figura 25 – Diâmetro final do corpo de prova alumínio 6061. 22 Figura 26 – 5.4mm Diâmetro Inicial corpo de prova Titânio64l-4v. 23 Figura 27 – 36.1mm de comprimento inicial corpo de prova Titânio 64l-4v. 24 Figura 28 – Comprimento Final 42.4mm Titânio 64l-4v. 24 Figura 29 – Diâmetro Final 4.7mm Titânio 64l-4v. 25 Figura 30 – Comprimento Inicial Aço Carbono astm a36. 26 Figura 31 – Diâmetro Inicial Aço Carbono astm a36. 26 Figura 32 – Diâmetro Final aço carbono astm a36. 27 Figura 33 – Comprimento Final Aço carbono astm a36. 27 5 0.2 – LISTA DE TABELAS TABELA 1 – DADOS TORÇÃO – PÁGINA 29 TABELA 2 – DEFORMAÇÃO E TENSÃO TORÇÃO – PÁGINA 29 TABELA 3 – DADOS ENSAIO TRAÇÃO – PÁGINA 30 TABELA 4 – TENSÃO DEFORMAÇÃO TRAÇÃO – PÁGINA 30 TABELA 5 - DEFORMAÇÃO FINAL TRAÇÃO – PÁGINA 31 6 1 – INTRODUÇÃO O presente relatório busca satisfazer as normas da ASTM E8, onde especifica todos os métodos de ensaios para materiais metálicos. Também reitera a norma (NBR ISSO 6892-1) onde especifica “o método de ensaio a tração de materiais metálicos e define as propriedades mecânicas que podem ser determinadas à temperatura ambiente” (ONLINE, 2013). Diante de todos os padrões já estabelecido, os ensaios mecânicos abordados neste relatório como torção e tração, são ensaios que determinam as propriedades de um certo tipo de material mecânico, como a ductilidade, que é a capacidade de um material sofrer deformação sem se romper, quando é aplicado a um certo tipo de força. A ductilidade na torção testa a capacidade de um material, geralmente barras de seção circular, consegue suportar a uma carga na sua rotação até o rompimento do mesmo. E a torção é composta por um material devidamente engatado (fixo) em uma de sua extremidade e na outra engatado a uma máquina, que devido a aplicação de cargas, ela realiza o movimento de rotação no eixo, caracterizando a torção. Diferentemente da torção a tração, é composta por um material devidamente engastado em suas extremidades (Garras) sendo submetido a forças de tração axial, que acabam resultando na deformação do corpo de prova no sentido de alongamento na direção em qual o corpo é tracionado, resultando não somente o alongamento, mas também a ruptura do corpo de prova. Exemplo figura 1. Figura 1 – Exemplo prático tração (Fonte: Online). 7 As práticas de ensaio torção e tração foram elaboradas pelo professor Gabriel Pereira Gonçalves, onde disponibilizou-se os materiais teóricos e estabeleceu o roteiro teórico da pratica na plataforma Canvas para ser seguido e utilizado como forma de execução da mesma. Exemplo figura 2. Figura 2 – Exemplo teórico de torção (Fonte: Online). O aluno Matheus Bueno Mongarde, realizou a pratica virtual individualmente, realizando ensaios de torção e tração no laboratório virtual, como podemos notar na figura 3 e na figura 4. Figura 3 – Aluno Matheus Bueno Mongarde realizando ensaio Torção. (2022). 8 Figura 4 – Foto retirada do aluno realizando a prática de Torsão. (2022). 9 2 – OBJETIVO Como já estabelecido posteriormente, a Metodologia Ativa, MA, busca aprimorar e proporcionar um conhecimento teórico e pratico de Resistencia dos Materiais, através de práticas e laboratórios virtuais realizados pelos alunos. Com isso, o objetivo deste trabalho é realizar os ensaios de torção nos corpos de provas com diferentes tipos de materiais e também realizar os ensaios de tração em diferentes tipos de materiais através dos corpos de prova. Após esses ensaios, observar e analisar o comportamento do corpo de prova de maneira linear-elástica, verificando sua deformação por rotação ou alongamento, a carga que irá suportar até o seu rompimento, o limite máximo de tensão, a resistência mecânica que tal material possui a certo tipo de carga, elaboração do diagrama-tensão-deformaçãoe quais estudos adotar sobre as propriedades de um certo tipo de material, afim de melhorar sua vida útil. Após a coleta destes dados, uma aplicação e estudos dos mesmos através deste relatório com intuito de avaliar os conhecimentos adquiridos pelos alunos nas praticas de ensaios tração ou torção. 10 3 – JUSTIFICATIVA Os ensaios mecânicos são realizados em corpos de provas. A importância desses ensaios se dá pela necessidade de verificar o comportamento do material sob as condições de uso. Assim cada ensaio avalia se o material apresenta características adequadas as suas funções. O ensaio de tração verifica o comportamento frágil ou dúctil do material ensaiado, também verifica possíveis falhas e o principal objetivo é observar as condições próximas a situações industriais ou do cotidiano. Já o ensaio de torção geralmente é utilizado para verificar o comportamento de eixos de transmissão, seja de maquinas, motores e quaisquer sistema de torção. Conhecer as propriedades mecânicas de um material é direcionar a sua forma correta de aplicação de acordo com tal ensaio desejado. A realização destes ensaios é diretamente proporcional a vida útil de um material, ou seja, melhores ensaios e estudos menos chances de falhas. Através destes ensaios podemos relacionar o diagrama tensão-deformação figura 5, a ruptura de materiais frágil e dúctil figura 6, 7 e figura 8 de acordo com cada tipo de ensaio. Figura 5 – Diagrama tensão-deformação (Fonte: Online). 11 Figura 6 – Tipos de fraturas materiais frágil e dúctil em torção (Fonte: Online). Figura 7 – Fratura dúctil em tração (Fonte: Online). Figura 8 – Fratura frágil em tração (Fonte: Online). 12 4 – MATERIAIS E METÓDOS A prática foi subdivida em dois tipos de ensaios, tração e torsão. Sendo livre para o aluno realizar quantos ensaios desejar afim de melhorar o seu conhecimento. Dentre isso foi proposto realizar 3 ensaios com diferentes tipos de material para Torção e também para Tração. Os resultados esperados e os dados coletados a partir da prática realizada, é discutido e analisado no Capitulo 5 deste relatório. Bem como analise de cada material e suas práticas de ensaio são discutidos nos subtítulos abaixo 4.1 e 4.2. Quaisquer outras informações serão disponibilizadas ao decorrer do presente relatório. A pratica virtual foi disponibilizada no site do VirtuasLab, onde cada ensaio encontrava-se certos equipamentos para o seu funcionamento adequado. No ensaio de torsão na bancada se encontrava o paquímetro para medição de diâmetro e comprimento antes e depois dos ensaios, sistema de medição para medir cada momento (nm) e ângulo (rad) em que o torque torção era aplicado no corpo de prova, a máquina de ensaio a torção onde era feito o ensaio e maleta de corpos de provas onde estava separado os corpos de prova por materiais (alumínio, latão, cobre, aço carbono e ferro fundido). O ensaio de tração assim como a torsão possui o paquímetro para medir o diâmetro e comprimento do corpo de prova, mas também possui a máquina universal de ensaios em materiais onde ocorre os ensaios de tração, Manômetro para medir a pressão do sistema, Bomba hidráulica manual onde o ar é comprimido e gera pressão no sistema, relógio comparador que compara os corpos de prova com um padrão já estabelecido e a maleta de corpos de provas onde separa cada tipo de corpos de prova por materiais (alumínio 6061, titânio 6AI-4V, alumínio 2024 e aço carbono ASTM A36). 13 4.1 – ENSAIO TORÇÃO Corpo de Prova 1 – Aço Carbono: Esse é o tipo de aço mais produzido e são geralmente agrupados em aços de alto carbono C>0,5%; médio carbono 0,2% < %C < 0,49% e baixo-carbono com teores entre 0,05% e 0,19%. São ligas ferro carbono contendo menos que 1,65% Mn, 0,6 %Si, com o teor total dos outros elementos não excedendo 2%. O seu corpo de prova disponível no laboratório virtual, possui 6mm de dimensão por 86mm de comprimento. Como mostra as figuras 9 e 10 abaixo. Figura 9 – Dimensão 6mm Aço carbono. Figura 10 – Comprimento 86mm Aço Carbono. 14 Diante isso, após o corpo de prova ser posicionado na máquina e dando início a prática, foi registrado um Momento de 0.057 Nm com ângulo em radianos de 0.033. Após os torques aplicados no corpo de prova foi-se registrado cada momento e ângulo de torção, até a sua ruptura. Como mostra as figuras abaixo 11 e 12. Figura 11 – Primeiro momento (Nm) no corpo de prova aço carbono. Figura 12 – Momento de ruptura do corpo de prova Aço Carbono. 15 Após a coleta de dados foi criado o gráfico da tensão-deformação do aço carbono (Gráfico 1) até o momento de sua ruptura para o ensaio de Torsão. Gráfico 1 - Tensão-Deformação Aço Carbono. Corpo de prova 2 – Latão: O Latão é uma liga metálica de cobre e zinco com porcentagens deste último entre 3% e 45%. Ocasionalmente se adicionam pequenas quantidades de outros elementos como Al, Sn, Pb ou As para potenciar algumas das características da liga. O seu corpo de prova disponível no laboratório virtual, possui 6mm de diâmetro por 86mm de comprimento. Como mostra as figuras 13 e 14 abaixo. Figura 13 – 6mm de diâmetro Latão. 2.685 5.149 6.174 6.999 7.6167.9507.9897.9897.9898.0228.0708.1068.1338.1548.1588.1158.1038.1038.1038.1218.1608.160 8.275 9.193 10.014 11.035 11.70612.176 12.59213.020 13.38113.734 14.04214.27914.534 14.73914.93715.13915.300 15.48115.82116.053 16.39616.682 17.254 18.453 19.141 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 Momento (Nm) 16 Figura 14 – 86 mm de comprimento Latão. Diante isso, após o corpo de prova ser posicionado na máquina e dando início a prática, foi registrado um Momento de 0.638 Nm com ângulo em radianos de 0.033. Após os torques aplicados no corpo de prova foi-se registrado cada momento e ângulo de torção, até a sua ruptura. Como mostra a figura 15. Figura 15 – Momento de reptura do corpo de prova Latão. Após a coleta de dados foi criado o gráfico da tensão-deformação do Latão (Gráfico 2) até o momento de sua ruptura para o ensaio de Torsão. 17 Gráfico 3 – Tensão-Deformação Latão. Os resultados e dados estão detalhados no capitulo 5 deste relatório. Corpo de prova 3 – Alumínio: O alumínio é um elemento químico cuja sigla é Al, apresenta número atômico igual a 13 e número de massa aproximadamente igual a 27 u (“u” significa unidade de massa atômica e representa 1/12 da massa atômica do elemento carbono). Assim, um átomo de alumínio é 2,25 vezes mais pesado que um átomo de carbono. O seu corpo de prova disponível no laboratório virtual, possui 6mm de diâmetro por 86mm de comprimento. Como mostra as figuras 16 e 17 abaixo. Figura 16 – 6mm de diâmetro Alumínio. 0 9.212 10.622 11.29711.342 12.08912.18912.20712.43812.515 12.948 13.59213.66013.91514.048 14.10814.31214.536 14.69014.94015.05615.111 15.15815.16815.08515.22515.225 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 Momento (Nm) 18 Figura 17 – 86mm de comprimento Alumínio. Diante isso, após o corpo de prova ser posicionado na máquina e dando início a prática, foi registrado um Momento de 0.055 Nm com ângulo em radianos de 0.033. Após os torques aplicados no corpo de prova foi-se registrado cada momento e ângulo de torção, até a sua ruptura. Como mostra a figura 18 e 19. Figura 18 – Momento mínimo aplicado ao Alumínio. 19 Figura 19 – Momento de ruptura do corpo de prova de Alumínio. Após a coleta de dados foi criado o gráfico da tensão-deformação do Alumínio (Gráfico 3) até o momento de sua ruptura para o ensaio de Torsão. Gráfica 3 – Tensão-Deformação Alumínio. Os resultados e dados estão detalhados no capitulo 5 deste relatório. 0 7.8208.009 8.3988.5258.6328.9529.0119.0129.1799.2399.2429.3299.365 9.5319.6699.6969.7919.8559.924 9.98110.02410.02710.03310.03810.03810.03810.03810.04410.07510.09510.09510.09510.09510.15210.15310.17710.20910.26610.26610.26610.26610.26610.26610.26610.32310.323 10.43710.43710.46110.49410.60810.66510.794 11.00711.179 11.46411.69211.74911.749 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Momento (Nm) 20 4.2 ENSAIO TRAÇÃO Corpo de prova 1 – Alumínio 6061: A liga de alumínio AW 6061 é uma liga endurecida, que contém como principais elementos Magnésio, Silício e Alumínio. O seu corpo de prova disponível no laboratório virtual, possui 5.3mm de diâmetro por 36.7mm de comprimento. Como mostra as figuras 20 e 21 abaixo. Figura 20 – Comprimento 36.7mm inicial corpo de prova Alumínio 6061. Figura 21 – Diâmetro inicial 5.3mm corpo de prova Alumínio 6061. Diante isso, após o corpo de prova ser posicionado na máquina e dando início a prática, foi registrado uma pressão de 5kgf. Após os torques aplicados no corpo de prova foi-se registrado cada pressão, até o se limite para o ensaio. Como mostra a figura 22 e 23. 21 Figura 22 – Momento de 5kgf pressão inicial corpo de prova Alumínio 6061. Figura 23 – Momento de 90 kgf final de pressão Alumínio 6061. Diante dos dados coletados e obtidos, o corpo de prova foi retirado da máquina e posto novamente na mesa para a medição de seu diâmetro e comprimento. Foi observado que o corpo de prova do Alumínio sofreu alongamento em seu comprimento e deformações. A sua nova medida foi registrada pelo paquímetro virtual de 38.5mm para o comprimento e 3mm para o diâmetro. Como mostra nas figuras 24 e 25 abaixo. 22 Figura 24 – Comprimento final do corpo de prova alumínio 6061. Figura 25 – Diâmetro final do corpo de prova alumínio 6061. Através das pressões obtidas, multiplicando 1kgf por 9.8067 N, obteve-se as tensões deformação do Alumínio 6061. Conforme o Gráfico 4 abaixo. Nota-se que a tensão máxima foi 1078,73 N e de ruptura 882,6 N aproximadamente. 23 Gráfico 4 – Tensão-Deformação Alumínio 6061. Corpo de prova 2 – Titânio 64l-4v: Titânio é um elemento químico que possui símbolo ti, número atômico 22 (22 prótons e 22 elétrons), massa atômica 47,90 u, está situado no 4° grupo da Tabela Periódica, classificando-se como metal de transição. O seu corpo de prova disponível no laboratório virtual, possui 5.4mm de diâmetro por 36.1mm de comprimento. Como mostra as figuras 26 e 27 abaixo. Figura 26 – 5.4mm Diâmetro Inicial corpo de prova Titânio64l-4v. 49,0335 98,067 245,1675 441,3015 637,4355 882,603 931,6365 980,67 1029,7035 1078,737 980,67 882,603 0 200 400 600 800 1000 1200 24 Figura 27 – 36.1mm de comprimento inicial corpo de prova Titânio 64l-4v. Diante dos dados coletados e obtidos, o corpo de prova foi retirado da máquina e posto novamente na mesa para a medição de seu diâmetro e comprimento. Foi observado que o corpo de prova do Titânio 64l-4v sofreu alongamento em seu comprimento e deformações. A sua nova medida foi registrada pelo paquímetro virtual de 42.4mm para o comprimento e 4.7mm para o diâmetro. Como mostra nas figuras 28 e 29 abaixo Figura 28 – Comprimento Final 42.4mm Titânio 64l-4v. 25 Figura 29 – Diâmetro Final 4.7mm Titânio 64l-4v. Através das pressões obtidas, multiplicando 1kgf por 9.8067 N, obteve-se as tensões deformação do Titânio 64l-4v. Conforme o Gráfico 5 abaixo. Nota-se que a tensão máxima foi 3285,23 N e de ruptura 2598,76 N aproximadamente. Gráfico 5 – Tensão-Deformação Titânio 64l-4v. Corpo de Prova 3 – aço carbono astm a36: o aço A36 é muito similar ao AISI 1018, que é o aço de baixo teor de carbono mais comum. O A36 contém carbono (0,26%), manganês (0,75%), e impurezas de enxofre (máximo de 0,05%) e fósforo (máximo de 0,04%). O seu corpo de prova disponível no laboratório virtual, possui 6.3mm de diâmetro por 36.8mm de comprimento. Como mostra as figuras 30 e 31 abaixo. 196,133 588,399 1471 2108,43 2647,8 3138,13 3187,16 3236,19 3285,23 2598,76 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 196,133 588,399 1471 2108,43 2647,8 3138,13 3187,16 3236,19 3285,23 2598,76 26 Figura 30 – Comprimento Inicial Aço Carbono astm a36. Figura 31 – Diâmetro Inicial Aço Carbono astm a36. Diante dos dados coletados e obtidos, o corpo de prova foi retirado da máquina e posto novamente na mesa para a medição de seu diâmetro e comprimento. Foi observado que o corpo de prova do Aço Carbono astm a36 sofreu alongamento em seu comprimento e deformações. A sua nova medida foi registrada pelo paquímetro virtual de 42.4mm para o comprimento e 3.1mm para o diâmetro. Como mostra nas figuras 32 e 33 abaixo 27 Figura 32 – Diâmetro Final aço carbono astm a36. Figura 33 – Comprimento Final Aço carbono astm a36. Através das pressões obtidas, multiplicando 1kgf por 9.8067 N, obteve-se as tensões deformação do Aço Carbono astm a36. Conforme o Gráfico 6 abaixo. Nota- se que a tensão máxima foi 1421,96 N e de ruptura 1029,7 N aproximadamente. 28 Gráfico 6 – Tensão-Deformação Aço Carbono astm a36. 98,0665 430,332 637,432 882,603 931,6365 1274,86 1372,93 1421,96 1127,76 1029,7 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 29 5 – RESULTADOS E CONCLUSÕES Após os ensaios, todos os dados coletados foram inseridos em planilhas no Excel. Seguindo o roteiro de cada ensaio, é abordado a elaboração do diagrama tensão-deformação de cada ensaio ou corpo de prova. Estes diagramas se encontram no Capitulo 4.1 e 4.2 deste presente relatório. No ensaio da Torção o primeiro passo é a criação da Tabela 1, para o cálculo da Deformação Cisalhante(ci) e Tensão Cisalhante(ci) que se encontra na Tabela 2 abaixo. TABELA 1 – DADOS TORÇÃO Ensaio de Torção CP Aço CP Latão CP Alumínio Ângulo(º) Momento (Nm) Ângulo(º) Momento (Nm) Ângulo(º) Momento (Nm) 0.033 2.685 0.033 0.638 0.033 0.055 1 8.275 2.167 12.089 2.483 8.952 2 10.014 4.001 12.948 4.518 9.365 4.501 13.020 6.001 13.660 10.368 10.075 6.518 14.279 7.501 14.048 15.819 10.266 9.018 15.300 9.001 14.312 28.454 10.437 14.285 16.682 11.002 14.690 38.206 10.665 17.353 17.254 13.835 15.056 53.841 11.179 25.954 18.453 15.469 15.085 73.194 11.749 36.222 19.141 16.002 15.225 76.161 11.749 TABELA 2 – DEFORMAÇÃO E TENSÃO TORÇÃO Ensaio de Torção CP Aço CP Latão CP Alumínio Deformação Ci Tensão ci Deformação Ci Tensão ci Deformação Ci Tensão ci 0,001151163 6,33E+10 0,001151163 15045927,81 0,001151163 1297062,742 0,034883721 1,95149E+11 75,59302326 2,85094E+11 86,61627907 2,11115E+11 0,069767442 2,3616E+11 139,5697674 3,05352E+11 157,6046512 2,20854E+11 157,0116279 3,0705E+11 209,3372093 3,22143E+11 361,6744186 2,37598E+11 227,372093 3,36741E+11 261,6627907 3,31293E+11 551,8255814 2,42103E+11 314,5813953 3,60819E+11 313,9883721 3,37519E+11 992,5813953 2,46135E+11 498,3139535 3,93411E+11 383,7906977 3,46434E+11 1332,767442 2,51512E+11 605,3372093 4,069E+11 482,6162791 3,55065E+11 1878,174419 2,63634E+11 905,372093 4,35176E+11 539,6162791 3,55749E+11 2553,27907 2,77076E+11 1263,55814 4,51401E+11 558,2093023 3,59051E+11 2656,77907 2,77076E+11 30 Após esses cálculos da Tabela 2, podemos notar que o Alumínio dentre os outros materiais no ensaio possui maior deformação de cisalhamento devido ao seu ângulo de torção (tabela 1) ser maior que os demais materiais e consequentemente possui uma menor tensão de cisalhamento, pois como o material é mais frágil que os demais, possui uma deformação maior. Agora no ensaio de tração o primeiro passo do roteiro é preencher a Tabela 3, para o cálculo da deformação de cada material relacionado a tensão aplicada (Tabela 4). TABELA3 – DADOS ENSAIO TRAÇÃO Ensaio de Tração CP Alumínio 6061 CP Titânio 64l-4v CP Aço Carbono astm a36 Carga(kgf/cm²) Força(Kgf) Força(N) Carga(kgf/cm²) Força(Kgf) Força(N) Carga(kgf/cm²) Força(Kgf) Força(N) 500 5 49,0335 2000 20 196,133 1000 10 98,0665 1000 10 98,067 6000 60 588,399 5000 50 430,332 2500 25 245,1675 15000 150 1471 6500 65 637,432 4500 45 441,3015 21500 215 2108,43 9000 90 882,603 6500 65 637,4355 27000 270 2647,8 9500 95 931,6365 9500 95 931,6365 32000 320 3138,13 13000 130 1274,86 10000 100 980,67 32500 325 3187,16 14000 140 1372,93 10500 105 1029,704 33000 330 3236,19 14500 145 1421,96 11000 110 1078,737 33500 335 3285,23 11500 115 1127,76 9000 90 882,603 26500 265 2598,76 10500 105 1029,7 TABELA 4 – TENSÃO DEFORMAÇÃO TRAÇÃO Ensaio de Tração CP Alumínio 6061 CP Titânio 64l-4v CP Aço Carbono astm a36 tensão deformação tensão deformação tensão deformação 6132,075472 8,8871E+12 24074,07 2,11547E-07 10317,46 5,15873E-08 12264,15094 1,7774E+13 72222,22 6,34642E-07 51587,3 2,57937E-07 30660,37736 4,4435E+13 180555,6 1,5866E-06 67063,49 3,35317E-07 55188,67925 7,9984E+13 258796,3 2,27413E-06 92857,14 4,64286E-07 79716,98113 1,1553E+14 325000 2,85589E-06 98015,87 4,90079E-07 116509,434 1,6885E+14 385185,2 3,38476E-06 134127 6,70635E-07 122641,5094 1,7774E+14 391203,7 3,43764E-06 144444,4 7,22222E-07 128773,5849 1,8663E+14 397222,2 3,49053E-06 149603,2 7,48016E-07 134905,6604 1,9552E+14 403240,7 3,54342E-06 118650,8 5,93254E-07 110377,3585 1,5997E+14 318981,5 2,803E-06 108333,3 5,41667E-07 31 Após os cálculos da tabela 4, podemos notar que o Alumínio 6061, assim como na torção é o que mais sofre com a deformação em relação aos demais matérias, consequentemente possui a menor tensão de cisalhamento. Nota-se que deformação foi calculada através da formula de deformação, que diz que a tensão sobre o modulo de elasticidade do material é igual a sua deformação. Neste caso se obteve uma deformação para cada tensão aplicada ou pressão aplicada em cada corpo de prova. Agora na deformação final ou alongamento do material, como podemos ver na Tabela 5, o Alumínio teve o menor alongamento em comparação aos demais materiais. O Titânio 64l-4v foi o que teve maior alteração no seu comprimento, seguido do Aço Carbono astm-a36 e do Alumínio 6061. TABELA 5 - DEFORMAÇÃO FINAL TRAÇÃO tração Alumínio 6061 Titânio 64l-4v Astm a36 Deformação Final 0,049046322 0,174515235 0,152174 32 6 – CONCLUSOES Os ensaios de torção e tração proporciona diversos tipos de aplicações para certos tipos de materiais, também relaciona as suas propriedades mecânicas a condições industriais ou cotidianos. Nota-se que para cada momento (Nm) ou pressão (kgf) o corpo de prova apresenta tais resistências a esses tipos de aplicação. Um exemplo disso é o Alumínio que na torção apresenta um ângulo de deformação muito maior que a força torção aplicada na sua extremidade, logico em valores de modulo. Entretanto a pratica do laboratório virtual não proporciona apenas isso, também mostra a questão da ductilidade e fragilidade dos materiais, alguns tendo um alongamento maior, outros se rompendo com tensões menores ou maiores. Tudo isso relacionado a propriedade mecânica de cada material. Um fato curioso que no ensaio de torção o alumínio sofreu maior deformação ou teve o maior ângulo de torção que os demais materiais, já no ponto de partida da tração ele possuiu a menor deformação final (menor alongamento do seu comprimento) e a maior deformação em relação ao seu modulo de elasticidade. Isso devido ao fato que no ensaio torsão o corpo de prova era composto somente por Alumínio e no de tração o Alumínio era diferente, com composição química diferente e arranjo cristalino também diferente, caracterizando o Alumínio 6061. O aço também teve resultados diferentes nos ensaios, pois assim como o Alumínio, sua composição química em cada ensaio era diferente. Por toda via, é de suma importância o estudo e ensaios de torção e tração, pois com os dados que eles fornecem são obtidos uma melhora na questão da vida útil do material, um aproveitamento das suas propriedades mecânicas em diferentes aplicações, evita o risco de falhas na questão industrial e nos proporciona um relatório completo de cada tipo de avarias que esse material suporta ou não. Por fim, mesmo no relatório possuindo poucos ensaios e detalhamentos, a questão da pratica elaborada pelo aluno foi bastante compreendida no que foi proporcionado na Metodologia Ativa, pois com a aplicação desses ensaios mesmo de forma remota ou virtual chegou-se à conclusão que na questão da industrialização é preciso uma atenção maior na escolha do seu material e nas suas propriedades mecânicas, para que não ocorra falhas e atenda os requisitos da aplicação proposta. 33 7 – REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS NBR ISSO 6892-1 de 04/2013. Materiais Metálicos – Ensaio de Tração – Parte 1: Método de ensaio à temperatura ambiente. Disponível online em, https://www.target.com.br/produtos/normas-tecnicas/43010/nbriso6892-1-materiais- metalicos-ensaio-de-tracao-parte-1-metodo-de-ensaio-a-temperatura-ambiente. DIAGRAMA TENSÃO-DEFORMAÇÃO. Disponível online em, https://materiaisjr.com.br/ensaio-de-impacto-o-que-e-e-como-fazer. ENSAIO DE TRAÇÃO. Disponível online em, https://biopdi.com.br/artigos/ensaio-de- tracao/. ENSAIO DE TORÇÃO E MATERIAIS FRÁGIL OU DUCTIL TRAÇÃO. Disponível online em, https://focusmetrologia.com/2018/08/05/ensaios-destrutivos/. MATEIRIAIS FRÁGIL E DUCTIL TORÇÃO. Disponível online em, https://eaiconvergiu.wordpress.com/2015/04/18/fratura-fragil-e-fratura-ductil/. https://www.target.com.br/produtos/normas-tecnicas/43010/nbriso6892-1-materiais-metalicos-ensaio-de-tracao-parte-1-metodo-de-ensaio-a-temperatura-ambiente https://www.target.com.br/produtos/normas-tecnicas/43010/nbriso6892-1-materiais-metalicos-ensaio-de-tracao-parte-1-metodo-de-ensaio-a-temperatura-ambiente