Relatório Ensaio de Tração

Prévia do material em texto

Centro Universitário de Volta Redonda: UNIFOA – Campus de Três Poços
Engenharia Mecânica – 5° Período
Ciências dos Materiais
Profª. Monique Osorio
Prática 2
Ensaio de Tração
Fabio da Silva Miguel Quintanilha – 201620646
Hiago Antônio Pinto Ribeiro - 201620657
Igor Masieiro Vieira Tasca - 201620358
Ramon Borges Moreira - 201620166
17/11/2018
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 (lrt): 
 
Tensão no limite de ruptura (rup): 
Tensão no limite de escoamento (le):
OBJETIVO
	Analisar as propriedades mecânicas de um aço baixo carbono.
MATERIAIS E MÉTODOS
	O corpo de prova de aço teve o comprimento inicial (lo) e a área inicial medidos utilizando um Paquímetro (figura 01) e um Micrômetro (figura 02) 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 Universal de ensaios com capacidade de até 100KN (figura 03), para realizar o ensaio de tração. 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) dados em milímetros (mm).
Figura 01. Paquímetro.
Figura 02. Micrômetro.
Figura 03. Máquina universal de ensaios.
				
RESULTADOS E DISCUSSÕES
	Após o rompimento da carga, o sistema informatizado gerou um arquivo do tipo planilha com os valores do ensaio, em termos de força axial aplicada e deformação em mm. Desta planilha, podemos obter o módulo de elasticidade do trecho linear elástico da amostra de aço. O gráfico tensão x deformação do corpo de prova (muito importante na engenharia de materiais), além dos pontos e regiões pertinentes do gráfico de tensão x deformação. No entanto, antes de qualquer medida, devemos tornar coerente as unidades envolvidas no ensaio. 
Para obter a tensão fazemos: 
Equação 1
Onde σ é a tensão normal de tração em Megapascal, P é a força axial em Newtons e A é a área da seção transversal da barra de aço em milímetros quadrados. 
Outro ponto importante é o cálculo da deformação adimensional dada por: 
Equação 2
Onde ε é a deformação adimensional da barra de aço, ∆L é a variação de comprimento da barra e L0 é o comprimento inicial. Fazendo estas alterações na planilha, já podemos plotar o gráfico tensão (MPa) x deformação (mm/mm - adimensional).
Neste gráfico observamos as linhas de interseção onde estão determinados os limites de resistência a tração, a tensão de ruptura e o limite de escoamento.
Com os dados em mãos e o gráfico Tensão x Deformação, podemos analisar e chagar aos seguintes resultados:
Limite de Resistência a Tração:
Tensão de Ruptura:
Limite de Escoamento:
E também podemos observar as regiões de deformação:
A região que sofre a deformação elástica (resiliência) está compreendida no espaço de cor amarela;
A região que sofre uma deformação plástica (ductilidade) está compreendida no espaço de cor laranja;
E a região de deformação (tenacidade) compreende todo o espaço coberto pelas cores amarelo e laranja.
Abaixo temos três estados diferentes do corpo de prova, o primeiro em que está sem força aplicada (figura 04), o segundo em que está sofrendo tração e observamos o início da estricção (figura 05) e o terceiro em que o CP já se mostra rompido após o ensaio de tração (figura 06).
Figura 04. Corpo de prova sem força aplicada.
Figura 05. Corpo de prova com início de estricção.
	
Figura 06. Corpo de prova rompido.
CONCLUSÃO
	Após este ensaio podemos concluir que, de fato, o aço é resistente a tração e pode ser aplicado em inúmeras ocasiões.
	Também é possível notar a importância deste tipo de ensaio e seus parâmetros. Tendo em vista que, para cada combinação de parâmetros, teremos resultados diferentes, todo ensaio que tenha por objetivo determinar propriedade de algum material é normalizado. Ou seja, existem métodos que permitem determinar estas propriedades sem grandes variações de um ensaio para outro. Os resultados obtidos neste experimento explanam e consolidam a posição do aço como um dos principais insumos da Engenharia Mecânica, na construção de maquinários e peças.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
HIBBELER. Resistência dos Materiais. Consulta em 15/11/2018.
CALLISTER JR., William D. Ciência e Engenharia de Materiais, Uma Introdução. 7ª Edição. Consulta em 15/11/2018.