Relatorio Final - Ensaio de tração

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1 OBJETIVO
Com o uso do aparelho extensômetro, mede a compressão sofrida quando a barra é flexionada, conectando a um transdutor tendo assim em tempo real as deformações sofridas na peça, módulo de elasticidade e iremos descobrir as propriedades através da análise do software TESC SCRIPT.
A linguagem TEST SCRIPT constitui-se de um poderoso recurso de implementação de um método de ensaio. Através dessa ferramenta de trabalho, define-se o script de ensaio, o qual diferentemente dos assistentes de ensaios vistos anteriormente, descreve em detalhes a forma como vai se desenvolver a aplicação de carga ou deformação e como a curva resultante vai ser analisada.
2 FUNDAMENTAÇÃO
A resistência de um material depende de sua capacidade de suportar uma carga sem deformação excessiva ou ruptura. Tal propriedade é inerente ao próprio material e dessa forma deve ser determinada de forma experimental. Atualmente o principal método de medição dessa característica é o chamado ensaio de tração. Dentro deste contexto o ensaio de tração permite a determinação da relação entre a tração normal média e a deformação normal média, sendo tal relação importante no estudo e aplicação de materiais de engenharia, como metais, cerâmicos e polímeros.
Experimentalmente define-se um corpo de prova o qual deve possuir tamanho e formato “padronizados”. Este deve possuir duas marcas de punção distantes de suas extremidades, isto, pois, nas extremidades quando do início do experimento estas regiões possuem uma distribuição de tensão muito complexa devido à fixação dos acoplamentos em que a carga é aplicada.
Para fins de análise definem-se os seguintes parâmetros:
A0 = Área inicial da seção transversal do corpo de prova
L0 = Comprimento de referência entre as marcas de punção
Durante a realização do teste mede-se o alongamento δ = L-L0, onde L é o comprimento medido após a aplicação de uma força de tração contra o material estudado. Em termos práticos o parâmetro δ é medido experimentalmente através de um aparelho ótico denominado extensômetro.
A análise de um diagrama permite a distinção de várias regiões características, discriminadas logo abaixo:
Região Elástica/Comportamento Elástico: É característica dessa região a proporcionalidade total ou parcial dos parâmetros Tensão e Deformação. Dessa forma em grande parte dos casos tem-se a presença de uma reta indicando uma equivalência linear entre ambos. O limite superior desta relação linear é o limite de proporcionalidade . Se a tensão total aplicada excede este valor o corpo pode responder elasticamente da mesma forma, no entanto a curva sofre uma deflexão e um achatamento. Essa condição perdura até que a tensão chegue a um valor crítico denominado limite de elasticidade.
Deformação Plástica/Escoamento: Um pequeno aumento da tensão acima do valor do limite de elasticidade leva a um estiramento permanente do material, sendo tal comportamento denominado escoamento. Denomina-se aqui como tensão de escoamento a responsável por tal processo assim como a deformação neste caso será denominada deformação plástica. Atingido o limite de escoamento superior logo em seguida têm-se o limite inferior. Uma vez atingido o limite o corpo continuará se deformando, mas sem aumento de carga. Materiais neste estado são denominados perfeitamente elásticos.
Endurecimento por deformação: Quando o escoamento termina e se uma carga adicional for impressa ao corpo de prova tal evento se caracterizará por uma curva acentuada e que vai se tornando mais plana até atingir o limite de resistência. Neste período a área da seção transversal decresce de maneira uniforme.
Estricção: Após o limite de resistência a área a secção transversal continua a diminuir, mas em uma área restrita e localizada. Esse fenômeno é devido aos planos de deslizamento formados e a deformação devido às tensões de cisalhamento. Com a continuidade das tensões o corpo tende a atingir um limite máximo denominada tensão de ruptura, e neste ponto o corpo quebra.
3 MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Materiais
* Micrometro, paquímetro e escala.
* Cavalete para engastamento da barra 
* 6 corpos de prova (diferentes composições) e comprimento central inicial de 99 mm e comprimento total de 210mm;
* Haste para suporte das cargas
* Extensômetro 
3.2 Métodos
No começo do experimento fizemos as medições da haste (comprimento central). Feito as medições, a barra é fixada no cavalete e então foram conectados os cabos do extensômetro ao suporte e os conectores do suporte foram conectados ao transdutor. 
Usando o aparelho extensômetro fizemos 6 ensaios para descobrir o módulo de elasticidade dos seguintes materiais: Latão (2 ensaios), Aço 1020 (2 ensaios), Alumínio (1 ensaio) e Inox (1 ensaio). A deformação pelo extensômetro, é proporcional a carga aplicada, arbitrada pelo professor.
O primeiro corpo de prova foi devidamente limpo e alinhado na máquina para a realização do ensaio de tração, garantindo que a força seja aplicada de maneira simétrica. O corpo foi então submetido à força de extensão até ocorrer a ruptura do material, e a máquina cessa o funcionamento automaticamente.
Tal procedimento foi repetido para todos os corpos de prova existentes, submetendo-os a pequenas deformações para se obter curvas de força x extensão mais precisas.
Resultados e Discussão
A seguir, estão dispostos os dados experimentais dos ensaios de tração dos cinco aços e dos quatro alumínios em forma de tabelas e gráficos.
4.1 Gráficos
Nos gráficos a seguir, os dados experimentais foram inclusos, a unidade usada é Kgf por se tratar de um número excessivamente alto. A escala é adaptada para melhor visualização dos parâmetros descritos na fundamentação teórica. Os dados podem ser lidos nas tabelas anexas.
Aço 1020
Conforme uma característica geral dos aços, que em geral são materiais duros, obeserva-se no gráfico 4.1.2 que a região de comportamento plástico é estremamente pequena, isto é, quase inexistente. Em geral, quanto maior for a porcentagem de carbono adicionado ao aço, mais duro ele se torna e, em consequência disso, sua plasticidade diminui. 
O limite de elasticidade ocorre por volta dos 3981,16 N.
Para o presente diagrama, nota-se que a região correspondente ao Endurecimento por deformação é bastante grande, o que indica que o fenômeno de empescoçamento também foi igualmente notório.
A ruptura ocorre quando o aço está com um tamanho cerca de 34,47% maior que seu tamanho original (considerando somente a região de referência) , sendo comprimento inicial de 99 mm e comprimento final de 125 mm
Alumínio
O alumínio demostra um comportamento onde, o limite de ruptura por volta de 2303,82 N e uma deformação de aproximadamente 10,11% sendo comprimento inicial de 99 mm e comprimento final de 108 mm. A característica de maior maleabilidade dos alumínios é observada nos menores valores de forças requeridas para se terem as deformações tanto elásticas quanto plásticas
Inox
O aço inox demostra um comportamento onde, o limite de ruptura por volta de 7790,55 N e uma deformação de aproximadamente 49,49% sendo comprimento inicial de 99 mm e comprimento final de 148 mm. A característica observada do inox, é que são muito fáceis de conformar, são inertes e maleáveis.
4.1.4 Latão
A liga metálica latão demostra um comportamento onde, o limite de ruptura por volta de 4233,77 N e uma deformação de aproximadamente 44,49% sendo comprimento inicial de 99 mm e comprimento final de 135 mm. A característica observada do latão, além de ser brilhoso, são dúcteis e maleáveis.
Conclusão
O ensaio de tração é muito útil para verificar a resistência á força longitudinal aplicada em um corpo de prova. A partir dos dados obtidos foi possível e a curva força vs deformação de cada material,podemos comparar os materiais de acordo com os parâmetros estudados em sala de aula.
Pode-se concluir, pela análise das curvas, que os corpos de aço apresentam alta dureza, ou seja, quanto maior a porcentagem de carbono adicionado ao aço, menor é a sua plasticidade.Quanto a deformação do material, todos apresentam um aumento de comprimento, o que aprensentou maior porcentagem é o inox (49.49%) 
Por outro lado, os corpos de prova de aluminio apresentam um comportamento bastante parecido, provavelmente devido a semelhança de estrutura, e apresentam um limite de elasticidade por volta de 5100 N e limite de ruptura de aproximadamente 3500 N, demonstrando sua maior maleabilidade em relação ao aço, visto que são requeridas menores forças para as deformações.
6. Referências Bibliográficas
1) Hibbeler, R.C.;"Resistência dos materiais"; 5ª edição,Prentice Hall.
2) Notas de aula, Prof. Antônio Balles