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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO ICTE - Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas Departamento de Engenharia Mecânica NICHOLAS LEMOS DE CARVALHO - 201710698 ENSAIO DE COMPRESSÃO Ensaio de compressão de diferentes materiais e estruturas Relatório técnico apresentado ao curso de Laboratório de Resistência de Materiais como requisito avaliativo Prof. Dr. Marcos Massao Shimano Uberaba – MG 2018 1. INTRODUÇÃO Ensaios de compressão são úteis para verificar a resistência de diferentes materiais. A partir do uso de uma máquina universal de ensaios, um computador e um corpo de prova, é possível determinar o módulo de elasticidade e o limite de escoamento dos materiais com o auxílio de software. Seguindo as normas técnicas para o ensaio, o experimento foi realizado no Laboratório de ensaios da Universidade Federal do Triângulo Mineiro. O intuito do ensaio é demonstrar as propriedades elásticas e plásticas de diferentes corpos de prova e estruturas. 2. METODOLOGIA A máquina universal de ensaios utilizada foi a máquina da marca Time Group, Inc. – modelo WDW-100E para todos os ensaios. O equipamento pertence ao laboratório de ensaios do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Triângulo Mineiro. Figura 1: Máquina Universal de Ensaios. Fonte: China Chamber of Commerce for Import Products and Export Machinery and Electronic Products (CCCME.org). 2.1. PVC OTO O primeiro ensaio foi feito para a estrutura de PVC da marca OTO, modelo para água fria, fabricado industrialmente a partir de PVC. A compressão foi feita a uma velocidade de 5mm/min. Suas informações geométricas são dados pela Tabela 1 a seguir: Medição h(mm) Diâmetro Ext.(mm) Diâmetro Int.(mm) 1 65,00 32,36 27,17 2 64,24 32,33 27,25 3 64,16 32,29 27,11 4 65,20 32,51 27,32 5 64,75 32,22 27,14 Média 64,67 32,24 27,20 Tabela 1: Medidas do tubo de PVC OTO. Figura 2: Tubo de PVC OTO. Fonte: Maria Carolina Silva. 2.2. PVC PLASTILIT A segunda estrutura testada foi outro tubo de PVC, da marca Plastilit, modelo para a água fria, fabricado industrialmente a partir de PVC A mesma velocidade de compressão do ensaio anterior foi utilizada. Por sua vez, suas medidas físicas são: Medição h(mm) Diâmetro Ext.(mm) Diâmetro Int.(mm) 1 65,67 31,96 27,53 2 66,02 32,04 27,07 3 65,70 31,94 27,32 4 66,07 31,95 27,35 5 65,49 31,92 27,15 Média 65,79 31,96 27,29 Tabela 2: Medidas do tubo de PVC Plastilit. Figura 4: Tubo de PVC Plastilit. Fonte: Maria Carolina Silva. Figura 5: Tubo de PVC Plastilit sendo comprimido. Fonte: Maykon de Oliveira Ferreira. 2.3. CILINDRO DE ALUMÍNIO O cilindro em questão foi usinado. A velocidade de compressão foi de 1mm/min e suas dimensões são listadas na tabela a seguir: Medição h(mm) Diâmetro (mm) 1 24,44 12,95 2 24,41 12,97 3 24,43 12,97 4 24,47 12,98 5 24,40 12,95 Média 24,43 12,96 Tabela 3: Medidas do cilindro de alúminio. Figura 6: Corpo de Alumínio comparado a uma paquímitro. Fonte: Pedro Henrique Casare. Figura 7: Corpo de prova de alumínio sendo comprimido. Fonte: Maykon de Oliveira Ferreira. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Para as estruturas de PVC, os perfis de curva são característicos de polímeros, de tal forma que não seja possível distinguir facilmente o regime elástico e o regime plástico e a carga aplicada aumenta progressivamente. O limite de escoamento do tubo da Marca OTO possui um limite de escoamento maior que o da marca Plastilit. 3.1. PVC OTO Figura 8: Carga(N) x Deformação(mm) para o PVC OTO. Fonte: Do Autor. y = 580,97x + 0,6252 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 5 10 15 20 25 C ar ga [ N ] Deformação [mm] PVC Oto Polyvin Corpo de prova de Alumínio. 3.2. PVC PLASTILIT Figura 8: Carga(N) x Deformação(mm) para o PVC Plastilit. Fonte: Do Autor. 3.3. CILINDRO DE ALUMÍNIO Observando o gráfico de Tensão x Deformação, é possível concluir que o corpo de provas se comporta como um metal de fato, pois é possível distinguir a fase elástica da fase plástica com maior facilidade. Por se tratar de um ensaio de compressão, o gráfico não apresenta um ponto de ruptura, ao contrário de um ensaio de tração. y = 443,32x + 3,3913 0 500 1000 1500 2000 2500 0 5 10 15 20 25 C ar ga [ N ] Deformação [mm] PVC Plastilit Figura 9: Tensão (MPa) x Deformação(mm) para o Cilindro de Alúminio. Fonte: Do Autor. Figura 10: Regime Elástico em destaque da deformação do Corpo de provas. Fonte: Do Autor. 0 100 200 300 400 500 600 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 Te n sã o ( M P a) Deformaçãp Tensão x Deformação y = 21911x - 1696,4 0 50 100 150 200 250 300 0,081 0,082 0,083 0,084 0,085 0,086 0,087 0,088 0,089 0,09 Te n sã o ( M P a) Deformação Tensão x Deformação 4. CONCLUSÕES A partir da observação dos gráficos para os tubos de PVC, é possível notar que o tubo da marca OTO consegue suportar maior carga antes de entrar no regime plástico se comparado ao tubo da marca Plastilit. Quanto ao alumínio, na Figura 10, evidencia que seu módulo de elasticidade equivale a 21, 9GPa aproximadamente, sendo um tanto distinto dos valores apresentados na literatura, que ficam em tono de 70GPa. Os dados podem ter sido imprecisos, pelo fato de não se ter usado um extensômetro no experimento, devido ao fato de que esse não é aplicado em ensaios de compressão, então a deformação de fato pode não ser compatível com os dados plotados. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] SHIMANO, Marcos Massao. Ensaio de compressão. Uberaba: Universidade Federal do Triângulo Mineiro, 2018. [2] BEER, F. P. et al. Mecânica dos Materiais. São Paulo: AMGH Editora Ltda, 2008.
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