Ensaio de tração

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Centro Universitário Newton Paiva 
Engenharia de Produção 
Ciências e Tecnologia dos Materiais 
Professor Welerson Reinaldo de Araújo 
 
 
Ensaio de Tração 
Relatório de Prática Laboratorial nº 02 
 
 
 
Bárbara Oliveira Fioratto RA 11311102 
Dayane Antunes Gomes RA: 11510534 
Francine Kelly Nascimento Reis RA 11513029 
João Victor de Almeida Augusto RA: 11515336 
Pedro Henrique Valeriano Martins RA: 11514877 
Rodrigo José Silva Cruz RA: 11512072 
Tamara Talita da Silva RA: 11515346 
 
 
Belo Horizonte - MG 
Abril -2016 
 
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1. OBJETIVOS 
 Demonstração prática do ensaio de tração; 
 Calcular a tensão no limite de resistência 𝜎𝑅𝑇, tensão no limite de ruptura 𝜎𝑅𝑈𝑃, 
tensão verdadeira de resistência 𝜎𝑅𝑇.𝑉, tensão verdadeira de ruptura 𝜎𝑅𝑈𝑃.𝑉; 
 Calcular a deformação (%) e a redução (%) da área. 
2. INTRODUÇÃO 
O ensaio de tração “Trata-se de um ensaio amplamente utilizado na indústria de 
componentes mecânicos, devido às vantagens de fornecer dados quantitativos das 
características mecânicas dos materiais. ” (BORTOLI, Gabrieli, 2007)¹ 
É de suma importância tal ensaio, observando que com ele obtemos suas 
propriedades e comportamento mecânico do material analisado. Podendo assim 
selecionar qual o material melhor para determinada aplicação. 
Este método consiste na aplicação de uma determinada carga de tração uniaxial 
(de mesma direção e sentidos contrários) sobre um corpo de prova padronizado, até 
seu ponto de ruptura. 
Os dados obtidos são analisados através do gráfico fornecido pela máquina de 
ensaio, a qual plota em função da tensão x deformação (σ x ε) do material ensaiado. 
A figura 1 exemplifica a curva obtida em função carga/alongamento para um ensaio 
hipotético. 
 
Figura 01 - Curva tensão x deformação (Fonte: Roteiro 2_Ensaio de Tração) 
 
3. DESENVOLVIMENTO 
Materiais e Equipamentos utilizados 
 Barra cilíndrica de Aço SAE 1020 (nervurada) com diâmetro inicial 5 mm e 
comprimento inicial 51,60 mm 
 Paquímetro 
 Máquina de ensaio de tração. 
 
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- Procedimentos 
 Com o auxílio de um paquímetro, mediu-se o diâmetro inicial (𝐷𝑜;) e 
comprimento inicial (𝐿𝑜) do corpo de prova (barra de Aço). Para medir o 
comprimento foi usado pontos de referências (figura 04) no corpo de prova, 
visando analisar a variação de comprimento partindo do mesmo ponto de 
medição 
 Fixou-se o corpo de prova na máquina de tração (figura 02); 
 
Figura 02 - Fixando o corpo de prova na máquina de tração (Fonte: Autoria Própria) 
 O responsável apto a usar o programa da máquina de tração, inseriu os dados 
do ensaio e da amostra no programa de controle da máquina, sendo um dos 
dados a velocidade determinada pelo professor de 5m/s; 
 Procedeu-se com o início do ensaio até que o corpo de prova chegasse à 
ruptura (figura 03), onde obteve-se a curva do ensaio (figura 05) através do 
programa. 
 
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Figura 03 – Momento de ruptura do material e finalização do ensaio (Fonte: Autoria Própria) 
 
 Com a finalização do ensaio na máquina, mediu-se novamente, com o 
paquímetro, as dimensões do corpo de prova (diâmetro e comprimento finais) 
 
 
Figura 04 - Corpo de prova após a ruptura. Em destaque, pontos de referência para medições (Fonte: 
Autoria Própria) 
4. Resultados e discussões 
Através do realizado, obteve-se um gráfico (figura 05) de Força (KN) x Deformação 
(mm), a partir do programa da máquina de tração. 
 
 
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Figura 05 – Gráfico Força (KN) x Deformação (mm) do ensaio realizado. 
(Fonte: Autoria Própria – imagem) 
Através da figura 06 abaixo, obtemos os dados das forças. 
 
Figura 06 – Resultados e gráfico mostrados pelo programa da máquina de tração. 
(Fonte: Autoria Própria 
O programa fornece os valores de força máxima e força de ruptura executada 
durante o ensaio, permitindo assim obter a tensão no limite de resistência (𝜎𝑅𝑇) e 
tensão no limite de ruptura (𝜎𝑅𝑈𝑃). Importantes parâmetros a serem avaliados para 
seleção do material para determinado objetivo. 
 
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A força máxima ( 𝐹𝑚𝑎𝑥)= 14,44 KN. Sendo esta obtida com maior precisão pelo 
programa aplicada lhe mostra até qual tensão o material pode se submeter a carga 
sem que sofra deformação plástica. E a força de ruptura ( 𝐹𝑟𝑢𝑝) indica a tensão 
máxima que o material suporta antes de se sofrer ruptura. 
A partir do gráfico obteve-se: 
 𝐹𝑚𝑎𝑥4,44 KN 
 𝐹𝑟𝑢𝑝= 9, 66 KN 
 𝐹𝑒𝑠𝑐 (Força de Escoamento) = 80 % da 𝐹𝑚𝑎𝑥 , logo 𝐹𝑒𝑠𝑐= 
14,44 𝑥 80%
100%
= 11,60 𝐾𝑁 
A força de escoamento por orientação do Professor e a critério de cálculo, foi 
considerada 80 % da Força máxima, pois já se sabe que para o aço o limite de 
escoamento ocorre aproximadamente a 80% da tensão máxima no material. 
Para futuros cálculos e a critério de análise da variação dos valores, foi feita as 
medições das dimensões no corpo de prova após o ensaio, e obteve-se: 
 Diâmetro final: 𝐷𝑓 =3,4 mm 
 Comprimento final: 𝐿𝑓=54,36 mm 
 
Cálculos 
A partir das dimensões iniciais do corpo de prova, calculou-se a área Inicial da 
seção transversal (S0) e a área final da secção transversal (𝑆𝑓), afim de obter o valor 
de tensão no limite de resistência (𝜎𝑅𝑇), tensão no limite de ruptura ( 𝜎𝑅𝑈𝑃), tensão 
verdadeira de resistência ( 𝜎𝑅𝑇.𝑉), tensão verdadeira de ruptura ( 𝜎𝑅𝑈𝑃.𝑉). 
 
Área inicial 
𝑆𝑜 =
𝜋𝐷𝑜
2
4
 
𝑆𝑜 =
𝜋(52)
4
 
𝑆𝑜 = 19,6 𝑚𝑚² 
 
Área final 
𝑆𝑓 =
𝜋𝐷𝑓
2
4
 
𝑆𝑓 =
𝜋(3,42)
4
 
𝑆𝑓 = 9,1 𝑚𝑚² 
 
Tensão no limite de resistência 
𝜎𝑅𝑇 =
𝐹𝑚𝑎𝑥 (𝑁)
𝑆𝑜 (𝑚𝑚2)
 
𝜎𝑅𝑇 =
14 400 𝑁
19,6 𝑚𝑚²
 
𝜎𝑅𝑇 = 734,7 𝑀𝑃𝑎 
Tensão no limite de resistência 
verdadeiro 
𝜎𝑅𝑇.𝑉 =
𝐹𝑚𝑎𝑥 (𝑁)
𝑆𝑓 (𝑚𝑚2)
 
 
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𝜎𝑅𝑇.𝑉 =
14 400 (𝑁)
9,1(𝑚𝑚2)
 
𝜎𝑅𝑇.𝑉 = 1 582,4 𝑀𝑃𝑎 
Tensão no limite de ruptura 
𝜎𝑅𝑈𝑃 =
𝐹𝑟𝑢𝑝 (𝑁)
𝑆𝑜 (𝑚𝑚2)
 
𝜎𝑅𝑈𝑃 =
9660 (𝑁)
19,6 (𝑚𝑚2)
 
𝜎𝑅𝑈𝑃 = 492,9 𝑀𝑃𝑎 
Tensão no limite de ruptura verdadeiro 
𝜎𝑅𝑈𝑃.𝑉 =
𝐹𝑟𝑢𝑝 (𝑁)
𝑆𝑓 (𝑚𝑚2)
 
𝜎𝑅𝑈𝑃.𝑉 =
9660 (𝑁)
 9,1(𝑚𝑚2)
 
𝜎𝑅𝑈𝑃.𝑉 = 1 061,5 𝑀𝑃𝑎 
Parâmetros de Ductilidade 
A ductilidade dos elementos visa expressar a capacidade de deformação 
desses elementos antes que a ruptura ocorra, de modo a se controlar os parâmetros 
que possam garantir uma ruptura dúctil. A partir das medidas de comprimento inicial 
e final é possível calcular o alongamento percentual (A) e a redução percentual da 
área (Z) sofrido pelo corpo de prova neste ensaio. 
𝐴(%) = 
𝐿𝑓 − 𝐿𝑜
𝐿𝑜
 𝑥 100 
𝐴(%) = 
54,36 − 51,60
51,60
 𝑥 100 
𝐴 = 5,35% 
𝑍(%) = 
𝑆𝑜 − 𝑆𝑓
𝑆𝑜
 𝑥 100 
𝑍(%) = 
19,6 − 9,1
19,6
 𝑥 100 
𝑍 = 53,57% 
 
CONCLUSÃO 
Os ensaios mecânicos visam avaliar o comportamento do material quando 
estes estão sujeitos a valores de esforços constantes. Possibilitando assim determinar 
a capacidade do material a resistir ou não a intensidade dos esforços aplicados e a 
obter propriedades mecânicas do material. Sende estes ensaios normatizados, ou 
seja, usa-se corpos de prova de dimensões e formatos padronizados através de 
especificações de normas (ASTM – American Society for Testind and Materials) 
O ensaio de tração é um dos ensaios mecânicos. E como podemos observar 
com os resultados obtidos as propriedades mecânicas são identificadas e conhecidas 
com facilidades. 
Neste ensaio pode-se observar de forma didática a ruptura do material aço, 
podendo assim observar o comportamento domaterial com aplicações constantes de 
carga de tração e também obter valores a partir dos cálculos de parâmetros 
importantes para determinação do uso do material. 
A partir do gráfico ficou claro que a uma dada força aplicada a um instante o 
material passa a se deformação plasticamente e se a mesma continuar constante o 
 
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mesmo tende a se romper, mostrando assim os calores tão importantes de carga 
máxima aceita pelo material e a carga que o qual rompe. Neste caso observamos que 
o material analisado tem um alongamento percentual baixo enquanto que a redução 
da área foi de mais que 50% da inicial 
Aliando a parte teórica estudada em sala e com esta prática, foi possível 
obtermos maior clareza no que diz respeito ao ensaio de tração e suas análises 
importantes, levando sempre em consideração que o mesmo se realiza com o intuito 
de determinar a utilização de um determinado material através das condições a ele 
imposta. 
. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
[1] BORTOLI, Gabrieli, Ensaio dos Materiais, Disponível em: 
http://www.urisan.tche.br/~lemm/arquivos/ensaios_mecanicos.pdf, Acesso em 16 de 
Abril de 2016. 
[2] Roteiro da Prática 02: Ensaio de Tração 
[3] Callister, Jr. e William, D., 2008, “Ciência e Engenharia de Materiais: Uma 
Introdução”, Editora LTC, Rio de Janeiro,7 ed. 
[4] TEOFILO, Jorge. Ensaio Mecânicos dos Materiais – Estrutura e Propriedades dos 
Materiais. Disponível e: < https://jorgeteofilo.files.wordpress.com/2010/08/epm-
apostila-capitulo09-ensaios-mod1.pdf> Acesso em 16 de Abril de 2016