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1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
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LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS 
ENSAIO DE TORÇÃO 
 
ENSAIO DE TORÇÃO 
 
 
 No ensaio de torção, o corpo de prova (de forma cilíndrica) é fixado em uma de 
suas extremidades e a outra é associada a uma garra que irá realizar o movimento de 
rotação, aplicando no material um esforço de torção. 
 
 
Figura 1 – Ação da força de rotação sobre o corpo cilíndrico 
 
 A extremidade associada a garra tenderá a girar no sentido em que a força está 
sendo aplicada, mas como a outra extremidade está fixada o corpo sofrerá torção, e 
neste caso, se a força for aplicada de forma constante até um certo limite, o corpo irá 
atingir a ruptura. 
 
1. PROPRIEDADES DO ENSAIO DE TORÇÃO 
 
 O torque aplicado no corpo de prova e o ângulo de torção permitem a elaboração 
de um gráfico que se assemelha ao de tração, possibilitando a análise das propriedades 
do material. 
 
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Figura 2 – Curva torque x ângulo de um material sujeito à torção 
 
 As propriedades encontradas são relativas ao comportamento do material 
quando submetido ao esforço de torção. Então, ao se especificar um material que será 
submetido à esforços de torção, é necessário se considerar o torque máximo suportado 
pelo mesmo, e este tem que possuir valores menores que o momento torsor no limite 
de proporcionalidade. 
 
2. FRATURAS TÍPICAS 
 
Conforme o tipo do material (Dúctil ou frágil) as rupturas ocorridas no ensaio de torção 
variam em forma. Os materiais dúcteis apresentam fratura segundo um plano paralelo 
à seção transversal do comprimento útil do corpo de prova. 
 
 
Figura 3 – Fratura em um material dúctil 
 
 
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Para materiais de comportamento frágil, a ruptura ocorre de forma não plana 
(Fratura helicoidal), contando o eixo longitudinal, em um ângulo aproximado de 45° se 
projetar uma linha num plano paralelo ao eixo. 
 
 
Figura 4 – Fratura em um material frágil 
 
 
3. CURVA TENSÃO-DEFORMAÇÃO 
 
 Com as medidas de diversos pontos de tensão normal e sua correspondente 
deformação específica, é possível traçar o diagrama tensão-deformação. Nele, diversas 
propriedades mecânicas do material ensaiado podem ser obtidas. O diagrama tensão-
deformação a seguir é característico de um material dúctil sujeito ao esforço de tração. 
 A curva “tensão-deformação” é apresenta as duas formas de deformação 
possíveis que um material pode vir a sofrer em um ensaio de torção, compressão ou 
tração. Estas são conhecidas como deformação elástica e deformação plástica. A 
primeira trata das deformações não permanentes nas quais o material é submetido, ou 
seja, ao se retirar a carga, o corpo de prova retorna as suas dimensões iniciais. A 
deformação plástica indica as deformações permanentes que o material sofre ao longo 
do ensaio, ou seja, mesmo que a carga sobre o corpo de prova seja removida, suas 
dimensões não retornarão para os valores iniciais. 
 
 
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A região que define a transição da deformação sofrida pelo material de 
recuperável (elástica) para permanente (plástica), é conhecida como “Zona de 
escoamento” e está associada à um limite (de escoamento) que determina o ponto no 
qual a deformação plástica é iniciada. 
 
 
 
4. EQUAÇÕES DA TORÇÃO 
 
 Para a construção da curva “Tensão x Deformação” no ensaio de torção, é 
necessário a determinação do momento polar de inércia. 
 
• Momento polar de inércia: 
𝐽 =
𝜋 × 𝐷4
32
 
 
 Onde: 
 J = Segundo momento polar de inércia (m4) 
 D = Diâmetro da seção útil do corpo de prova (m) 
 
 
 
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Para o cálculo da tensão cisalhante (Pa), é utilizado o segundo momento porlar de 
inércia. 
 
• Tensão de cisalhante: 
𝜏 =
𝑇 × 𝑅
𝐽
 
 Onde: 
 τ = Tensão cisalhante (Pa) 
 T = Torque aplicado (Nm) 
 R = Raio da seção util do corpo de prova (m) 
 J = Segundo momento polar de inércia (m4) 
 
 Converta a tensão de Pascal (Pa) para mega Pascal (MPa). 
𝑀𝑃𝑎 =
1𝑃𝑎
10−6
 
 
 Para determiner a deformação cisalhante (ɣ), é necessário a utilização da rotação 
do corpo de prova em graus. 
 
• Deformação cisalhante: 
ɣ = R
𝜃
𝐿
 
 Onde: 
 ɣ = deformação cisalhante 
 𝑅 = Raio do corpo de prova 
 L = Comprimento do corpo de prova 
 θ = Ângulo de rotação do corpo de prova (Radianos) 
 
 
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Atenção: Converta os valores dos ângulos de graus para radianos utilizando a regra 
abaixo. 
X (𝑟ad) = 𝜃 × 0,017444 
 
Onde “x” é o valor do ângulo teta em radianos. 
 
• Módulo de elasticidade: 
𝐺 =
𝜏
ɣ
 
 Onde: 
 ɣ = Deformação cisalhante 
 𝐺 = Módulo de elasticidade 
 τ = Tensão cisalhante 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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