Ensaios Mecânicos

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ENSAIOS MECÂNICOS
Ensaios Mecânicos
Os ensaios Mecânicos podem ser classificados quanto à sua
• Integridade

Destrutivos: que provocam a inutilização total ou parcial da peça:
Tração, Dureza, Fadiga, Fluência, Torção,
Flexão, Impacto, Tenacidade a Fratura, entre outros.
Não-Destrutivos: não comprometem a integridade da peça:
Raio-x, Raio-γ, Ultra -som, Partículas Magnéticas,
Líquidos Penetrantes, Microdureza, Tomografia.
e quanto à,
• Velocidade

Estático: a carga é aplicada lentamente:
Tração, Compressão Flexão, Dureza e Torção.
Dinâmicos: a carga é aplicada rapidamene ou ciclicamente:
Fadiga e Impacto
Carga Constante: a carga permanece constane durante todo o ensaio:
Fluência.
Por meio dos ensaios mecânicos é possível verificar se os materiais apresentaram as proprie-
dades necessárias e adequadas para o seu uso. Esses ensaios são procedimentos padronizados
por normas regulamentadas como por exemplo a NBR 6152, que padroniza os ensaios de
tração (ABNT, 2002).
Ensaio de Tração
O ensaio de tração consiste na aplicação de uma carga uniaxial crescente em um corpo
de prova (provete) até a sua ruptura (ABNT, 2002). Assim, esse ensaio é de integridade e
destrutivo. Normalmente esse tipo de ensaio é realizado em um corpo de prova com dimen-
são padronizadas, porém existe casos nos quais o corpo de prova corresponde ao produto
acabado. A padronização desse tipo de teste permite comparar os resultados obtidos com os
encontrados na literatura (WIKIPEDIA, 2018).
O ensaio de tração geralmente é realizado na máquina universal (Figura 1), que tem este
nome porque realiza diversos tipos de ensaios. A precisão de um ensaio de tração depende,
evidentemente, da precisão dos aparelhos de medição. Para se obter variações da tensão com
maior precisão é preciso que a variação da deformação seja pequena(WIKIPEDIA, 2018).
O processo do ensaio consiste em colocar o corpo de prova (Figura 2) na máquina de
ensaio e estendê-la (aplicando uma força uniaxial) até a sua fratura. Durante esse processo,
o alongamento (o quanto o corpo de prova estica) é medido em função do valor da força
aplicada.
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Ensaio de Tração ENSAIOS MECÂNICOS
Figura 1: Desenho esquemático de uma máquina universal de ensaios.
Fonte: Telecurso 2000 (2001)
A Figura 2 ilustra um exemplo de corpo de prova padronizado pela Associação Brasileira
de Normas Técnicas (ABNT).
Figura 2: Exemplo de um corpo de prova (padrão) para o ensaio de tração.
Fonte: Adaptada de Callister (2007)
Além de se obter relação tensão deformação, é possível analisar o comportamento do
material ao longo de um ensaio de tração. A maioria dos materiais passam pelas seguintes
etapas:
• Tensão máxima de tração;
• Tensão limite de escoamento;
• Tensão de ruptura;
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Ensaio de Tração ENSAIOS MECÂNICOS
• Região de comportamento elástico;
• Região de deslizamento de discordâncias cristalinas;
• Região de encruamento.
Essas regiões estão indicadas na Figura 3. O alongamento que o corpo de prova sofre durante
o ensaio de tração é utilizado para calcular a deformação de engenharia da seguinte forma:
ε =
∆L
L0
=
L− L0
L0
, (1)
nas quais, ε (adimensional) corresponde a deformação de engenharia, σ (Pa) a tensão de
engenharia, L (mm ou in) o comprimento instantâneo do corpo de prova e L0 (mm ou in),
comprimento inicial do corpo de prova e ∆L (mm ou in) corresponde ao alongamento instan-
tâneo (ou total) do corpo de prova. A tensão encontrado nesse ensaio é calculado em função
Figura 3: Exemplo de um corpo de prova (padrão) para o ensaio de tração.
Fonte: Adaptada de ABNT (2002)
da força aplicada sobre o corpo de prova (F ) (N ou lbf) e a área inicial da seção transversão
do parte útil do corpo de prova (A0) (mm
2
ou in2), ou seja,
σ =
F
A0
, (2)
a tensão σ (Pa) é conhecida como tensão de engenharia.
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Ensaio de Tração ENSAIOS MECÂNICOS
Para a região onde o comportamento do material é elástico (deformações não permanen-
tes) existe uma relação linear entre a tensão e a deformação dada pela seguinte equação,
σ = Eε (3)
no qual, E (GPa) corresponde ao módulo de elasticidade (módulo de Young). Essa equação
é conhecida como Lei de Hooke uniaxial. Vale ressaltar, que o módulo de Young corresponde
a inclinação da curva (tangente) na região elástica. A Figura 4 ilustra algumas etapas e as
deformações sofridas pelo corpo de prova.
Figura 4: Tipico comportamento da curva de tensão e deformação de engenharia.Exemplo
de um corpo de prova (padrão) para o ensaio de tração. O detalhe circular representa a
deformação do corpo de prova ao longo da curva (ensaio).
Fonte: Adaptada de Callister (2007)
Além de fornecer uma propriedade do material ensaiado (módulo de Young E), o ensaio
de tração permite conhecer o comportamento do material. Portanto, outras características
como ductibilidade/fragilidade e resiliência podem ser estimadas utilizando o a curva tensão
e deformação.
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