Laboratorio ENSAIO DE TRAÇÃO

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CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
CURSO ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO 1: ENSAIO DE TRAÇÃO
Elenice Carmen das Graças
Professor: Ubirajara Domingos de Castro.
BELO HORIZONTE
19 DE SETEMBRO
2017
RESUMO
Este trabalho apresenta um relatório técnico sobre o ensaio de tração de uma barra metálica em uma máquina própria para esta finalidade.
OBJETIVOS DA PRÁTICA
Analisar as propriedades mecânicas de uma barra de aço através de um ensaio de tração.
SUMÁRIO
1 – Intrudução.............................................................................................................4
– Equipamentos para Ensaio e tração.............................................................4
– Corpo de Prova.............................................................................................5
2 – Desenvolvimento..................................................................................................6
	2.1 – Materiais .......................................................................................................6
	2.2 – Metodologia ..................................................................................................6
	2.3 – Procedimentos Experimentais .....................................................................6
3 – Resultados e Discussões....................................................................................9
4 – Conclusão...........................................................................................................10
5 – Referências........................................................................................................ 10
INTRODUÇÃO
O ensaio de tração consiste em submeter o corpo de prova a uma taxa de aumento de força trativa até sua ruptura. O corpo de prova é preso às garras de fixação da máquina, então se inicia a aplicação de força. A máquina fornece dados que possibilitam obter um gráfico que relaciona tensão e deformação ao longo da amostra. 
A análise deste diagrama permite conhecer as propriedades mecânicas dos materiais. As principais propriedades são: o módulo de elasticidade, a tensão e deformação no ponto de escoamento, a tensão máxima suportada antes do rompimento, a tensão e deformação na ruptura, a ductilidade, a resiliência e a tenacidade.
Nesse experimento foram utilizados duas barras de aço, ambos com 9,0 mm de diâmetro, aço SAE 1020.
A partir dos dados obtidos no ensaio de tração foi possível obter informações complementares do material.
 EQUIPAMENTO PARA ENSAIO DE TRAÇÃO
O ensaio de tração geralmente é realizado na máquina universal, que tem este nome porque se presta à realização de diversos tipos de ensaios.
A máquina de tração é hidráulica ou eletromecânica, e está ligada a um dinamômetro ou célula de carga que mede a força aplicada ao corpo de prova. Possui um registrador gráfico que vai traçando o diagrama de força e deformação, em papel milimetrado, à medida que o ensaio é realizado.
Figura 1: Máquina Universal de Ensaio de Tração. 
CORPO DE PROVA
A parte útil do corpo de prova, identificada na figura abaixo por L, é a região onde acontece à ruptura e onde são feitas as medidas das propriedades mecânicas do material.
As cabeças são regiões extremas, que servem para fixar o corpo de prova à máquina de modo que a força de tração atuante seja axial.
Os corpos de provas mais utilizados são os de secção circular ou retangular.
Figura 2: Corpo de prova para ensaio de tração
DESENVOLVIMENTO
2.1 MATERIAIS
- Barra de aço SAE 1020 trefilada – Cp 1 – letra (a).
- Barra de aço SAE 1020 laminada a quente – Cp 2 – letra (b)
Figura 3: Corpo de prova.
2.3 METODOLOGIA 
A barra metálica de aço (Fe) teve o diâmetro inicial (do) e o comprimento inicial (lo) medidos utilizando um Paquímetro analógico e todos os valores foram registrados. Foi utilizada a unidade de medida milímetros (mm) como meio de padronizar os cálculos.
Após este procedimento a barra metálica foi colocada na máquina de teste para realizar o ensaio de tração a uma velocidade de 5mm/min. A barra de aço foi tracionada até o rompimento (limite de ruptura).
Os resultados obtidos foram representados através do gráfico tensão x deformação. Após o rompimento da barra de aço, foram aferidos o comprimento final (lf) e o diâmetro final (df), dados em milímetros (mm).
2.4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
De acordo com as medidas realizadas, os valores encontrados foram:
	Corpo de Prova 
	Comp. inicial (lo) (mm)
	Diâmetro inicial (do) (mm)
	1
	57,0
	9,0
	2
	57,0
	9,0
	Corpo de Prova 
	Comp. final (lf) (mm)
	Diâmetro final (df) (mm)
	1
	62,5
	6,5
	2
	73,0
	5,7
Após o ensaio de tração são fornecidas pela máquina de teste a força máxima e a força de ruptura, e estes valores estão explicitados no quadro abaixo:
 
	Corpo de Prova 
	Força máxima (Fmax) (KN)
	Força de ruptura (Fe0,2) (KN)
	1
	38,84
	35,74
	2
	32,74
	27,00
Com estes dados, é possível realizar os cálculos desejados no experimento:
Área inicial (So):
	Corpo de Prova (Cp)
	So (mm²)
	1 e 2
	
Tensão no limite de escoamento (σe0,2): 
	Corpo de Prova 
	 = (MPA)
	
1
		35,74 KN
	10³ N
	(10³)² mm²
	Pa
	m²
	MPa
	63,6 mm²
	KN
	m²
	N
	
	106 Pa
	Te0,2 = 561,9 
	
2
		27,0 KN
	10³ N
	(10³)² mm²
	Pa
	m²
	MPa
	63,6 mm²
	KN
	m²
	N
	
	106 Pa
	Te0,2 = 424,5 
Tensão no limite de resistência (σRT):
	Corpo de Prova 
	 = (MPA)
	
1
		38,84 KN
	10³ N
	(10³)² mm²
	Pa
	m²
	MPa
	63,6 mm²
	KN
	m²
	N
	
	106 Pa
	TRT = 610, 7
	
2
		32,74 KN
	10³ N
	(10³)² mm²
	Pa
	m²
	MPa
	63,6 mm²
	KN
	m²
	N
	
	106 Pa
	TRT = 514,8 
Alongamento percentual após a ruptura (A%):
	Corpo de Prova 
	 = (%)
	
1
	
	
2
	
Área final (Sf):
	Corpo de Prova (Cp)
	Sf (mm²)
	1 
	
	2
	
Redução percentual de área (Z%):
	Corpo de Prova 
	 = (%)
	
1
	
	
2
	
 Resultados e Discussões 
Gráfico 1. Curva de carga (KN) versus alongamento (mm), obtida no ensaio de tração de corpo de prova, usinado de barra de aço SAE 102 trefilada (Cp1).
Gráfico 2. Curva de carga (KN) versus alongamento (mm), obtida no ensaio de tração de corpo de prova, usinado de barra de aço SAE 102 laminada a quente (Cp2).
Considerando o gráfico gerado durante o ensaio de tração, conclui-se que a barra de aço SAE 1020 laminada a quente (Cp2) é mais dúctil do que a barra de aço SAE 1020 trefilada (Cp1), pois o Cp2 teve uma deformação mais significante do que o Cp1.
O gráfico do Cp2 demonstra as fases elásticas (a) e plásticas (b) muito bem definidas, separadas pelo limite de escoamento (c). Já no gráfico do Cp1 o limite de escoamento pode ser determinado pelo traçado de uma linha paralela ao trecho reto, a partir do ponto 0,02mm. Quando essa linha interceptar a curva, o limite de escoamento estará determinado. O gráfico do Cp1 demonstra ter a força máxima (Fe) maior que a do gráfico do Cp2. Porém o Cp1 rompe primeiro do que o Cp2.
Ambos materiais não se mostraram frágil, pois não romperam na fase elástica. É possível determinar de ambos gráficos o módulo de elasticidade partindo do pressuposto que E = σ/e, (durante a fase elástica). O limite de resistência (σRT), onde ocorre o empescoçamento do corpo de prova, e o limite de ruptura.
CONCLUSÃO
Concluímos que houve uma diferença notável entre os valores iniciais e finais do corpo de prova. O gráfico resultante do ensaio de tração demonstrou claramente as propriedades mecânicas da amostra analisada. 
No primeiro instante observamos o comportamento elástico do corpo de prova, que é a deformação que o corpode prova sofre, mas é capaz de voltar a sua forma original. Em seguida, o comportamento plástico que é a deformação que o corpo de prova sofre, mas não é capaz de voltar a sua forma original. Foi notada também a estricção que por fim, deu origem a sua ruptura total. Através do diagrama foi possível determinar que as barras de aço em questão sejam um material dúctil, resistente e flexível.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). Determinação das Propriedades Mecânicas à Tração, NBR 6152, Brasil,1980.
Callister, William D., Ciência e Engenharia dos materiais: uma introdução, . 7ª Edição. Editora LTC, São Paulo, Brasil. 2000. Consulta em 19 set. 2017.