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MANUFATURA MECÂNICA – CONFORMAÇÃO DOS METAIS
Professor: Rafael Henrique de Oliveira
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
 ENSAIO DESTR DE TRAÇÃO UNIAXIAL EM MATERIAIS METÁLICOS
Materiais e Equipamentos
	
	DESCRIÇÃO DOS MATERIAIS UTILIZADOS 
	Corpo de prova aço sem definição, nome vergalhão. Utilizado.
	Corpo de prova aço 1045, não utilizado, em falta.
	Corpo de prova aço 1010, não utilizado, em falta.
	Corpo de prova aço 1020, não utilizado, em falta.
	
	DESCRIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS UTILIZADOS 
	Máquina de ensaios universal e seus complementos para ensaio de tração. 
	Computador conectado à máquina para coleta e processamento dos dados. 
	Paquímetro 
	
EPI – EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL E NORMAS DE SEGURANÇA
Jaleco
Óculos de proteção
Calçado fechado
 PRECEDIMENTOS 
Discutir os objetivos, a parte teórica e a metodologia do trabalho. 
O objetivo é observar e participar dos procedimentos de um ensaio de tração, com os gráficos e interpretação dos mesmos, os passos a ser seguido sob a orientação de nosso tutor Rafael Henrique de Oliveira que apesar dos inconvenientes da falta de materiais como as pontas de prova com aços 1010, 1020 e 1045, usamos um aço sem definição, apenas definido como vergalhão, usado em construção civil. Também caracterizar e documentar o comportamento mecânico de aços, construir curvas tensão x deformação de engenharia e determinação dos valores de módulo de elasticidade (E), limite de escoamento (se), limite de resistência à tração (sr), deformação convencional (e) após a fratura e redução de área ou estricção (Ra) dos corpos de prova ensaiados.
Professor: mostrar o equipamento a ser usado e demonstra o seu funcionamento. As regras de segurança são relembradas.
O professor Rafael Henrique de Oliveira demonstrou o equipamento a ser utilizado, os procedimentos de segurança e como proceder perante o funcionamento do mesmo, anotando e documentando com fotos todo o procedimento, além de colher as medidas da peça a ser submetida a prova.
Meça as dimensões do corpo de prova (CP) com um paquímetro; em particular meça o diâmetro e comprimento; 
Como turma 2 nossas duas pontas de prova tinham as seguintes medidas:
Ponta 1:
Antes da prova, fora da máquina; comprimento 230mm, espeçura 10mm.
Após inserira a máquina; comprimento 173mm, espeçura10mm.
Ponta 2:
Antes da prova, fora da máquina; comprimento 306mm, espeçura 8mm.
Após inserira a máquina; comprimento 216mm, espeçura 8mm.
Fixe o CP nas garras da máquina de ensaios mecânicos, mantendo alinhado o eixo longitudinal do CP com a vertical; 
Foi fixado a ponta de prova a máquina, mas antes foi colhida as medidas.
Escolha o programa adequado para o ensaio, entre com os dados necessários e realize o ensaio até a fratura do CP; obtenha os dados de força e deslocamento ou deformação;
Foi direcionado por nosso tutor os procedimento que por nós foi seguido, e após o procedimento foi colhido as medidas depois da fratura, também foi enviado para nossos e-mails os gráficos gerados pelo programa por nós escolhido.
 
Junte cuidadosamente as duas partes fraturadas e meça as distâncias entre os pontos de referência; 
Oque foi feito por nós e chegamos a seguintes medidas:
 Ponta 1:
Após fratura; comprimento 243mm, espeçura 10mm.
Ponta 2:
Após fratura; comprimento 325mm, espeçura 10mm.
Meça as dimensões da seção reduzida ao redor da região da fratura;
 Ponta 1:
Dimensão na fratura 9mm; espeçura no restante 10mm.
Ponta 2:
Dimensão na fratura 7mm; espeçura no restante 10mm. 
Observe o aspecto do CP após ensaio, em particular as superfícies de topo e lateral da fratura; se for possível, registre uma foto do CP rompido.
Em nossas observações o CP 1 rompeu na base superior, devido a fixação deficiente.
Em nossas observações o CP 2 rompeu próximo ao centro.
Os dois se estreitaram em um único ponto até o rompimento não alterando suas dimensões de espeçura durante o resto de sua extensão apenas o comprimento.
Ao final do trabalho, produzir um relatório com a sua equipe visando apresentar os procedimentos e resultados observados na execução do ensaio mecânico destes aços de diferentes teores de carbono.
RELATÓRIO
ENSAIO DE TRAÇÃO
MANUFATURA MECÂNICA – CONFORMAÇÃO DOS METAIS
Professor: Rafael Henrique de Oliveira
Aluno: Roberto Junior Breschi
 Marcelo Santiago
CAMPO GRANDE, 18 de Março de 2018
Sumário
Introdução.....................................................................................................3
Caracterização do ensaio.................,...........................................................4
Metodologia..................................................................................................5
Procedimento de segurança.........................................................................6
Resultado número e gráfico..........................................................................7
Análise..........................................................................................................8
Conclusão...................................................................................................11
Bibliografia..................................................................................................12
Introdução
O ensaio de tração consiste em submeter o material a uma carga axial que tende a alongá-lo até a ruptura. No ensaio de tração o corpo é deformado por alongamento, até o momento em que se rompe. Os ensaios de tração permitem conhecer como os materiais reagem aos esforços de tração, quais os limites de tração que suportam e a carga aplicada no qual o corpo rompe.
Através de um software (neste ensaio de tração foi utilizado o BLUEHIL), é traçado um gráfico conhecido como diagrama tensão-deformação com os dados relativos às forças aplicadas e deformações sofridas pelo corpo de prova até a ruptura. Ao analisarmos esse gráfico obteremos o módulo de elasticidade, o limite de escoamento, limite de resistência mecânico e a tensão de ruptura.
Módulo de Elasticidade é uma propriedade específica de cada metal e corresponde à rigidez deste. Quanto maior o módulo menor será a deformação elástica.
O limite de escoamento corresponde à transição entre a deformação elástica e a plástica. O limite de escoamento superior é a tensão máxima durante o período de escoamento, essa tensão é seguida por uma queda repentina da carga que representa o início da deformação plástica. Após isso a curva se estabiliza e o valor desta tensão equivale ao limite de escoamento inferior. Tais resultados não dependem apenas do material, mas também de outros fatores como a geometria e as condições do corpo de prova.
O limite de ruptura corresponde à tensão na qual o material se rompe. Tenacidade de um metal é a sua habilidade de absorver energia na região plástica. Já o módulo de tenacidade é a quantidade de energia absorvida por unidade de volume até a fratura.
Limite de resistência mecânica corresponde à tensão máxima obtida durante o ensaio de tração.
Caracterização do ensaio
Objetivos: 
O ensaio de tração tem como objetivo o estudo da resistência de um determinado material e a análise do seu comportamento quando submetido à tração. Esse estudo complementa a análise exigida em grande parte das empresas metalúrgicas, assim como a qualificação de um material perante a exigência de empresas e projetos.
Além disso, o ensaio de tração realizado pelos alunos também visa o aprendizado e familiarização com as medidas e equipamentos empregados durante o ensaio. Pode-se aplicar na prática os conceitos aprendidos previamente nas aulas teóricas de Mecânica dos Sólidos 1. E o relatório é uma forma de expor todos os procedimentos, análises e resultados obtidos com o ensaio.
Equipamento: Máquina Emic Servo-hidráulica DL – 10000
Capacidade máxima:
100 KN
Material ensaiado (descrição):
Primeiro CP: inicial
Material: aço Indeterminado (vergalhão)
Corpo de prova cilíndrico:
Diâmetro maior: 10mm
Comprimento: 230mm
Segundo CP: inicial
Material: aço Indeterminado (vergalhão)
Corpo de prova cilíndrico:
Diâmetro maior: 10mm
Comprimento: 306mm
 306mm
230mm
10
mm
10
mm
10
mm
Local: LABORATÓRIO 2° PISO (Lab. De Metrologia), localizado no Centro Universitário Anhanguera de Campo Grande.
Data: 18 de Março de 2018
Metodologia
● Preparação do corpo de prova para o ensaio de tração:
1. Identificar o material do corpo de prova.
2. Há a usinagem da matéria-prima com fim de obter o corpo de prova de acordo com a norma ASTM E 8M-90. Não, o CP a ser utilizado são dois pedaços de vergalhão.
3. Medir o do corpo de prova utilizando um paquímetro.
● Fixa-se o corpo de prova na máquina por suas extremidades (o corpo de prova é preso por garras), numa posição que permite ao equipamento aplicar-lhe uma força axial de tração.
● A máquina de tração é hidráulica, movida pela pressão de óleo, e está ligada a um dinamômetro que mede a força aplicada ao corpo de prova. Insere os valores obtidos do corpo de prova no software. E este traça um gráfico de tensão por deformação
● A força de tração é aplicada até haver ruptura do corpo de prova.
Procedimento de segurança
● Utilização de protetor auricular para a proteção contra ruídos.
● Comportar-se adequadamente ao ambiente: manter o silêncio e evitar movimentos bruscos.
Resultado número e gráfico
Devido ao software especificado pelo técnico, responsável pelo laboratório, foram gravados estes resultados do ensaio de tração do corpo cilíndrico circular. E estes são expostos a seguir.
Experimento 1
 
Software utilizado para fornecer este gráfico e dados: BLUEHILL
Experimento 2
Realizaremos uma análise do gráfico do ensaio de tração obtido experimentalmente.
 
Análise
A figura 1 é uma representação esquemática do comportamento tensão-deformação em tração para materiais frágeis e materiais dúcteis carregados até a fratura.
Figura1
Comparando o gráfico tensão x deformação 1 e 2 com a figura 1, observamos que o corpo de prova do material o ensaiado é dúctil.
O limite de resistência mecânica (σu) è obtido diretamente do gráfico e é o ponto de máxima tensão ou no quadro fornecido (tensile stress at maximum load).
σu1 = 719MPa 
σu2 = 734,1MPa
O limite de escoamento (σe) pode ser obtido pela intersecção da curva tensão x deformação com uma reta paralela a parte que representa a deformação elástica do gráfico deslocada de 0,1% ou no quadro fornecido (tensile stress at Yield (offset 0,1%)).
σe1 = 183,1Mpa 
σe2 = 225,4MPa
O módulo de elasticidade (E) pode ser encontrado pela tangente da reta que representa a deformação elástica do corpo no gráfico ou no quadro fornecido (modulus (E-modulus))
E1 = 132,6GPa 
E2 = 138,5GPa
Limite de ruptura (σr) é obtido diretamente a partir do ponto final do gráfico.
σr1 = 719MPa 
σr2 = 734,1MPa
O alongamento é calculado subtraindo o comprimento inicial do comprimento final e dividindo o resultado pelo comprimento inicial.
A1 = 13/230 = 0.6x100 = 6%
A2 = 19/306 = 0.6x100 = 6%
Há também a resiliência cujo módulo é igual à área sob a curva tensão x deformação até o escoamento. E a tenacidade cujo módulo é toda a área sob a curva tensão x deformação.
A tabela abaixo apresenta uma comparação entre os valores reais e os valores experimentais das propriedades mecânicas.
	Propriedades mecânicas
	Valor experimental
	Valor teóricos
	Módulo de elasticidade
	19,77GPa
	170GPa
	Limite de escoamento
	241,86MPa
	210GPA
	Limite de resistência mecânica
	645,75MPa
	380GPa
	Limite de ruptura
	460MPa
	360MPa
	Alongamento
	13,8%
	25%
Como pode ser observado no quadro comparativo houve uma grande discrepância entre os valores experimentais e os valores teóricos. Essa diferença pode ser explicada pelos valores das medidas do corpo de prova não apresentarem a precisão especificada pela norma utilizada, mas a utilização destes foi aceita por se tratar de apenas uma atividade didática. Além dos erros de detalhes de execução do ensaio. E a composição do material, pois não sabemos se é realmente igual a do aço 1020.
Conclusão
Apesar da grande discrepância apresentada entre os valores experimentais das propriedades mecânicas e os valores teóricos. O ensaio de tração foi de grande importância para termos um conhecimento prático deste assunto. Além de aprendermos a obter as propriedades mecânicas, através dos gráficos, necessárias à engenharia de determinado material.
Por fim essa diferença nos resultados nos faz perceber a importância da utilização da norma e fazer uma maior verificação dos detalhes práticos.
Bibliografia
HIBBELER, R.C. Resistência dos Materiais, 3.º Ed., Editora Livros Técnicos e
Científicos, 2000;
BEER, F.P. e JOHNSTON, E.R.. Resistência dos Materiais, 4.º Ed., Makron Books;
JR, William D. Callister. Ciências e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. Ed. LTC, 5 ed.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_tra%C3%A7%C3%A3o
http://home.utad.pt/~pontesfct/Relatorios_ficheiros/Relatorio_Execucao_Material_Jan09.pdf
http://www.abnt.org.br/cb04/admin/Proj%20Rev%20NBR%206152.pdf