Relatório Ensaio de Tração

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CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - FACET
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
AULA PRÁTICA 02:
Ensaio De Tração
BELO HORIZONTE
2013
AULA PRÁTICA 02:
Ensaio De Tração
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Ciência e Tecnologia De Materiais, no Curso de Engenharia Mecânica, no Centro Universitário Newton Paiva.
Prof. 
BELO HORIZONTE, 11 DE OUTUBRO DE 2013
RESUMO
Este trabalho apresenta um relatório técnico sobre o ensaio de tração de uma barra metálica em uma máquina própria para esse fim. No final da prática. 
Palavras-chave: tração, limite de escoamento, deformação plástica.
ÍNDICE
1	INTRODUÇÃO..............................................................................................	4
2	DESENVOLVIMENTO..................................................................................	6
2.1	OBJETIVO GERAL.......................................................................................	6
2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.........................................................................	6
2.2	METODOLOGIA............................................................................................	6
2.3	MATERIAIS E EQUIPAMENTOS..................................................................	7
2.4	PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS........................................................	7
3	CONCLUSÃO...............................................................................................	10
REFERÊNCIAS.............................................................................................	11
1 INTRODUÇÃO
As propriedades mecânicas dos materiais são determinadas através de tipos diferentes de tensões aplicadas em um corpo de prova. Dentre os tipos de tensão existem ensaios de tração, compressão, torção, cisalhamento e flexão, porém uma em especial será utilizada nesta experiência, que é o ensaio de tração.
O ensaio de tração é realizado submetendo um material a uma carga ou força crescente para que o objeto sofra um aumento em seu comprimento. Com os resultados do ensaio pode-se gerar um gráfico tensão x deformação. 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.
Para concluir a análise é preciso realizar cálculos. As equações utilizadas foram as seguintes:
Tensão no limite de resistência (σrt):
 
σrt = Fmax 
 Ao
Tensão no limite de ruptura (σrup):
 
σrup = Frup 
 Ao
Área final (Af):
A = π x (rf)²
Tensão verdadeira de resistência (σrtv):
 
σrtv = Fmax 
 Af
Tensão verdadeira ruptura (σrupv):
 
σrupv = Frup 
 Af 
Ductilidade:
e = ∆l x 100 
 lo
A = ∆A x 100 
 Ao
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 OBJETIVO GERAL
Analisar as propriedades mecânicas de uma barra de aço através de um ensaio de tração.
2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Avaliar propriedades mecânicas no ensaio de tração
Comparar propriedades mecânicas de aços de naturezas diversas
2.2 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 (Testing machine Model: WDW – 100E) 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).
2.3 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
Equipamentos:
Paquímetro Starrett MEA 200, escala: 0-200mm, resolução 0,02 mm
Microcomputer controlled eletronic universal testing machine Model: WDW – 100E
Materiais: 
Barra metálica de aço (Fe)
2.4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
De acordo com as medidas realizadas, os valores encontrados foram:
	Comprimento Inicial (mm)
	Diâmetro Inicial (mm)
	50,00
	7,52
	Comprimento Final (mm)
	Diâmetro Final (mm)
	55,53
	4,75
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:
	Força máxima (kN)
	Força de ruptura (kN)
	34,96
	23,88
Com estes dados, é possível realizar os cálculos desejados no experimento. Porém os valores da força devem ser convertidos para a unidade de medida Newton (N), e ficam da seguinte forma:
	Força máxima (N)
	Força de ruptura (N)
	34960
	23880
Tensão no limite de resistência (σrt):
 
σrt = Fmax = 34960 = 787,21 MPa
 Ao 44,41
Tensão no limite de ruptura (σrup):
 
σrup = Frup = 23880 = 537,72 MPa
 Ao 44,41
Área final (Af):
A = π . (rf)² = 17,72 mm²
Tensão verdadeira de resistência (σrtv):
 
σrtv = Fmax = 34960 = 1972,91 MPa
 Af 17,72
Tensão verdadeira ruptura (σrupv):
 
σrupv = Frup = 28880 = 1347,63 MPa
 Af 17,72
Ductilidade:
e = ∆l x 100 = 3,53 x 100 = 7,06%
 lo 50
A = ∆A x 100 = 26,69 x 100 = 60,10%
 Ao 44,41
							 Gráfico Tensão x Deformação
Considerando o gráfico gerado durante o ensaio de tração, conclui- se que a barra de ferro é dúctil, pois teve uma deformação bastante significante. O gráfico demonstra as fases elásticas (a) e plásticas (b) muito bem definidas, separadas pelo limite de escoamento (c). Também é possível descobrir o módulo de elasticidade partindo do pressuposto que E = σ/e, e o limite de proporcionalidade (d) (ambos durante a fase elástica), o limite de resistência (e), onde ocorre o empescoçamento do corpo de prova, e o limite de ruptura (f). O material não se mostrou frágil, pois não se rompeu na fase elástica. A tenacidade (g) do material pode ser descoberta calculando a área sobre a curva, pois tenacidade é a capacidade de o material de absorver energia até a ruptura, e a resiliência (h) também pode ser encontrada realizando o cálculo da área sobre a curva, porém somente na fase elástica. Foi possível também observar uma região mais fina entre as extremidades momentos antes da barra de aço romper conhecida como “empescoçamento”.
3 CONCLUSÃO
O gráfico resultante do ensaio de tração demonstrou claramente as propriedades mecânicas da amostra analisada. Através do diagrama foi possível determinar que a barra de aço em questão é um material dúctil, resistente e flexível.
REFERÊNCIAS
CALLISTER JR., William D. Ciência e Engenharia de Materiais Uma Introdução. 7ª Edição. Consulta em 04 set. 2013.