Relatório_Prática _Ensaio de torção

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DA INTEGRAÇÃO INTERNACIONAL DA LUSOFONIA AFRO-
BRASILEIRA 
INSTITUTO DE ENGENHARIAS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL 
ENGENHARIA DE ENERGIAS 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 3 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
 
 
Laboratório de Ciência dos materiais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Doccente: Pro. Dr. Carlos Alberto Caceres Coaquira 
Discente: Ana Lenise Correia 
 
 
 
 
Acarape-CE 
Maio 2018 
 
 
ANA LENISE CORREIA 
 
 
 
 
 
Prática – 3 
 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Acarape-CE 
Maio 2018 
Relatório da aula prática da disciplina de 
Laboratório de Ciências dos Matérias, 
ministrado pelo Professor, Dr. Carlos 
Cáceres do Curso de Engenharia de 
Energias – Unilab/CE. Para obtenção da 
nota parcial da disciplina. 
 
 
Sumário 
 
 
1. INTRODUÇÃO...................................................................................................................3 
 
2. OBJETIVOS........................................................................................................................4 
 
3. MATERIAIS UTILIZADOS....................................................................................................4 
 
4. QUESTIONÁRIOS ..............................................................................................................4 
 
5. PRÁTICA...........................................................................................................................6 
 
6. COCLUSÃO........................................................................................................................8 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................……..........9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. 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, é traçado um gráfico conhecido como diagrama 
tensãodeformação com os dados relativos às forças aplicadas e deformações sofridas pelo 
corpo de prova até a ruptura. Ao analisar-se esse gráfico obteve-se 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. 
 
 
 
 
 
 
 
2. OBJETIVO 
 
Os objetivos da prática são observar, caracterizar e documentar o comportamento 
mecânico de materiais diferentes, através da realização de ensaios de tração, construção 
de 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 materiais 
ensaiados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. MATERIAIS UTILIZADOS 
 
Para o ensaio de tração e compressão utilizou-se uma Máquina de Ensaio de tração MTS 
linha DL da EMIC – Equipamentos e Sistemas de Ensaio Ltda., com célula de carga com 
capacidade máxima de até 30 KN. Atendendo às normas da ASTM e ABNT. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. QUESTIONÁRIOS 
 
1) Analise o diagrama de tensão-deformação de um corpo de prova de aço e indique: 
a. O ponto que representa o limite de elasticidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
De Acordo com esta imagem e fazendo uma suposta analise de diagrama de tensão-
deformado ,o limite de elasticidade é representado pelo ponto A. E esse ponto A mostra 
que, se o ensaio for interrompido antes deste ponto e a força de tração for retirada, o 
corpo volta à sua forma original, como faz um elástico. 
 
 
 
b. O ponto que representa o limite de resistência 
 
 
 
 
 
 
 
Analisando o diagrama de tensão-deformado o limite da resistência é representada pelo 
ponto B. Esse limite acontece depois do escoamento ocorre o encruamento, que é um 
endurecimento causado pela quebra dos grãos que compõem o material quando 
deformados a frio. O material resiste cada vez mais à tração externa, exigindo uma tensão 
cada vez maior para se deformar. 
 
2) Compare as regiões das fraturas dos corpos de prova A e B, apresentados a seguir. 
Depois responda: qual corpo de prova representa material dúctil? 
 
 
 
 
 
R: O corpo de prova A representa o material dúctil. 
 
3) Analise o diagrama tensão-deformação abaixo e assinale qual a letra que 
representa a região de escoamento. 
 
 
 
 
 
R: A letra A representa a região de escoamento que é entendido como um fenómeno 
localizado, que se caracteriza por um aumento relativamente grande na deformação, 
acompanhada por uma pequena variação na tensão. Isso acontece geralmente no início 
da fase plástica. Durante o escoamento a carga oscila entre valores muito próximos 
uns dos outros. 
 
 
4) Dois materiais (A e B) foram submetidos a um ensaio de tração e apresentaram as 
seguintes curvas de tensão-deformação. Qual dos materiais apresenta maior 
deformação permanente? 
 
 
 
 
 
 
 
R: O material B apresenta maior deformação permanente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. PRÁTICA 
 
Um corpo de prova cilíndrico feito em aço inoxidável é submetido a um ensaio de tração 
e foram coletados os dados mostrados na tabela. O corpo de prova tem um diâmetro de 
12.8mm (0.505 in) e um comprimento útil de 50.8 mm (2.0 in). Use as características de 
carga alongamento para responder as seguintes questões: 
a) Plote os dados como tensão de engenharia em função da deformação de 
engenharia 
A = 2π (
𝑑
2
)2 =2𝜋 (
12.8
2
)
2
= 2π (6.2)2= 257.36𝑚𝑚2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Gráfico Tensão x Deformação 
 
b) Calcule o modulo de elasticidade 
R: 𝐸 =
𝜎 
𝜖
 = 
0,04935
0,00049
= 100,27 𝐺𝑃𝑎 
c) Determine a tensão de escoamento para uma pré-deformação de 0.002. 
 
R: 𝜎𝑦 = 285𝑀𝑃𝑎. 
 
d) Determine o limite de resistência a tração deste material. 
 
R: 𝐿𝑅𝑇 = 370𝑀𝑃𝑎. 
 
e) Qual é a ductilidade aproximadaem termo do alongamento percentual? 
 
R: %𝐴𝐿 = ( 
𝑙𝑓−𝑙𝑜
𝑙𝑜
 ) ∗ 100 = 11,5% 
 
 
f) Calcule o modulo de resiliência. 
 
R: 𝑈𝑟 = 0,65 ∗ 106 𝐽 𝑚3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. CONCLUÃO 
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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
JR, William D. Callister. Ciências e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. Ed. 
LTC, 8º ed.; BEER, F.P. e JOHNSTON, E.R. Resistência dos Materiais, 5º Ed., Makron 
Books;