LABORATÓRIO DE ENSAIOS DE TRAÇÃO E COMPRESSÃO - Modelo A

Prévia do material em texto

ENSAIO DE TRAÇÃO E COMPRESSÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESISTÊNCIA DOS MATÉRIAS II – LABORATÓRIO DE ENSAIOS DE TRAÇÃO E COMPRESSÃO 
 
 PROFESSOR: XXXXX 
 
ALUNO: (AAAAA) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo, SP - 22/10/13 
SUMÁRIO 
 
1.0 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 1 
2.0 OBJETIVO ....................................................................................................................................... 1 
3.0 FUNDAMENTAÇÃO TEORICA .................................................................................................. 2 
3.1 TENSÃO ........................................................................................................................................ 2 
3.2 DEFORMAÇÃO ............................................................................................................................ 2 
3.3 LEI DE HOOKE ............................................................................................................................ 2 
3.4 DIAGRAMA DE TENSÃO X DEFORMAÇÃO .......................................................................... 3 
3.5 ENSAIO DE TRAÇÃO ................................................................................................................. 3 
3.6 ENSAIO DE COMPRESSÃO ....................................................................................................... 3 
4.0 RESULTADOS ................................................................................................................................ 4 
4.1 RESULTADOS DE TRAÇÃO ...................................................................................................... 4 
4.2 RESULTADOS DE COMPRESSÃO ............................................................................................ 5 
5.0 CONCLUSÃO .................................................................................................................................. 6 
6.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICA ............................................................................................. 6 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Este relatório visa explanar, de forma geral, os ensaios de tração e compressão realizados 
respectivamente em corpos de prova normalizados de aço e concreto. 
Os ensaios foram realizados no laboratório de Engenharia Civil da Universidade Cruzeiro do Sul, 
auxiliado pelo professor Samuel Dereste. Utilizando a máquina de ensaio de tração e prensa para o 
ensaio de compressão. 
 
 
 
2. OBJETIVO 
 
Os ensaios foram realizados com a finalidade de se obter o comportamento dos materiais 
quando submetidos aos esforços de tração e compressão, assim simulando cargas solicitadas em 
campo. 
 
 
 
 
 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
 
 
3.1 TENSÃO 
 
Tensão é o esforço resistente em um corpo quando submetido a uma carga. Para a tensão 
normal uniaxial temos a seguinte formula: 
 
 
 
 
 
 
 
Onde Tensão é igual a divisão da Força pela área a qual é aplicada. 
 
 
3.2 DEFORMAÇÃO 
 
Deformação, como o próprio nome indica, é a variação de dimensões de um corpo. Nos 
ensaios utilizaremos as deformações longitudinais e radiais (estricção). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Onde L é o comprimento inicial, E o módulo de elasticidade e 𝛿 a variação do comprimento 
da barra devido ao esforço de tração uniaxial. 
 
 
 
3.3 LEI DE HOOKE 
 
 
 
Essa lei criada pelo cientista Robert Hooke dita a relação linear entre a tensão normal e a 
deformação elástica de uma peça, essa relação nos dá um valor denominado de Módulo de 
Elasticidade (E ). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Onde: 𝜀 (𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎) = 
𝛿
𝐿
 
𝜎 = 
𝐹
𝑆
 
𝑎𝑙𝑜𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
 𝑥 100 
𝛿 = 
𝐹 . 𝐿
𝐴 . 𝐸
 
𝐸 = 
𝜎
𝜀
 
3.4 DIAGRAMA TENSÃO X DEFORMAÇÃO 
 
O diagrama tensão deformação mostra a proporcionalidade entre a tensão e a deformação, portanto 
ilustra a Lei de Hooke. Ele é linear no regime elástico e polinomial no regime plástico. O 
diagrama é ilustrado na figura abaixo: 
 
 
 
3.5 ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
Neste ensaio a carga de tração é aplicada, na linha de centro do corpo-de-prova normalizado 
(facilitando o encaixe na máquina e garantir a ruptura), de forma axial crescente com velocidade 
que se aproxima de um carregamento estático até a ruptura. Mede-se a variação no comprimento e 
diâmetro da peça como uma função da carga aplicada. O procedimento é mais comumente utilizado 
em materiais dúcteis, como por exemplo: Aços com baixo ou médio teor de carbono. 
 
Nesse ensaio através dos dados de: força aplicada, área de contato da peça, das medidas de 
alongamento e estricção e do gráfico Tensão x Deformação é possível calcular os seguintes 
coeficientes de engenharia: 
-Limite de Resistência a tração e Limite de escoamento 
-Modulo de Resiliência e Modulo de Tenacidade 
-Ductilidade 
-Coeficiente de Encruamento e Coeficiente de Resistência 
 
3.6 ENSAIO DE COMPRESSÃO 
 
 
Neste ensaio a carga é aplicada de maneira semelhante ao ensaio de tração, porém com sentido de 
aplicação de carga inverso (compressiva). Tal ensaio é mais utilizado em materiais frágeis, e também 
se podem utilizar materiais compósitos, como por exemplo: concreto, madeira, ferro fundido e 
aços ferramentas. 
Comumente não é utilizado corpos de prova com características dúcteis, pois esses apresentam 
alto módulo de tenacidade o que leva a peça a ter uma excessiva deformação e comumente não 
chegando à ruptura (a peça simplesmente transmite a força entre as placas da máquina). 
Onde no ensaio de compressão os resultados obtidos são similares ao ensaio de tração. E as 
variáveis que influenciam nos resultados do ensaio são: 
-Temperatura 
-Velocidade de deformação 
-Anisotropia do material 
-Tamanho de grão 
-Porcentagem de impurezas 
-Condições ambientais. 
4. RESULTADOS 
 
 
 
4.1 RESULTADO TRAÇÃO 
 
 Os resultados obtidos no experimento estão sintetizados na tabela abaixo: 
 
Dados dos Corpos de Prova (mm) 
Aço Comprimento 
Inicial (L0) 
Diâmetro 
Inicial (D0) 
50 10,0 
 
Dados do Experimento para Aço 
Deformação (mm) Força (kN) Tensão (kN/mm²) 
0,000 0,000 0,0000000 
0,020 7,850 0,0999493 
0,040 15,710 0,2000259 
0,060 23,560 0,2999752 
0,080 31,420 0,4000519 
0,100 39,270 0,5000012 
0,140 39,350 0,5010198 
0,180 39,190 0,4989826 
0,220 39,270 0,5000012 
0,300 39,660 0,5049668 
0,400 40,530 0,5160440 
0,500 40,840 0,5199910 
0,750 41,150 0,5239381 
1,000 43,980 0,5599708 
1,500 49,870 0,6349646 
2,000 54,980 0,7000271 
2,500 57,330 0,7299482 
3,000 58,280 0,7420440 
3,500 57,730 0,7350412 
4,000 54,350 0,6920057 
4,500 64,400 0,8199663 
5,000 44,380 0,5650637 
 
 
 
4.2 RESULTADO COMPRESSÃO 
 
 Os resultados obtidos no experimento estão sintetizados na tabela abaixo: 
 
Dados dos Corpos de Prova (mm) 
Concreto Diâmetro 
Inicial 
(D0) 
Comprimento 
Inicial (L0) 
150 300 
 
Dados do Experimento para Concreto 
Deformação (mm) Força (kN) Tensão (kN/mm²) 
0,000 0,000 0,0000000 
0,100 159,000 0,0089976 
0,200 264,000 0,0149393 
0,300 396,000 0,0224090 
0,400 486,000 0,0275020 
0,500 528,000 0,0298787 
0,600 555,000 0,0314066 
0,700 480,000 0,0271624 
0,800 423,000 0,0239369 
0,900 396,000 0,0224090 
1,000 369,000 0,0208811 
1,100 318,0000,0179951 
 
 
 
 
 
0,0000
0,1000
0,2000
0,3000
0,4000
0,5000
0,6000
0,7000
0,8000
0,9000
0,00000 0,02000 0,04000 0,06000 0,08000 0,10000 0,12000
𝜎
ᵋ
Diagrama de Tensão X Deformação Aço
 
 
5.0 CONCLUSÃO 
 
 Essa prática de ensaio nos permitiu observar como são feitos os testes para avaliar os diferentes 
tipos de materiais. Com uma análise em tempo real pode-se observar atentamente o gráfico formado 
no momento em que o material sofria a tensão, facilitando assim, o entendimento de ambos o ensaio 
de tração como o de compressão. 
 
6.0 REFERÊNCIA BIBLIOGRAFIA 
 
URL.: http://aquarius.ime.eb.br/~moniz/matconst2/conc11.pdf 
URL.: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABdO0AL/ensaio-compressao-corpos-prova 
URL.: http://www.infoescola.com/fisica/ensaio-de-tracao/ 
URL.: http://www.uff.br/resmatcivil/pdf's/EnsaioAco.pdf 
 
 
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 0,0035 0,004
𝜎
ᵋ
Diagrama de Tensão X Deformação Concreto