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Docente: MSc. Daniel R. Oliveira ENSAIOS MECÂNICOS E METALÚRGICOS Aula nº2: Teoria sobre ensaio de tração INSTITUTOFEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO PARÁ CAMPUS MARABÁ INDUSTRIAL EIXO - CONTROLE E PROCESSOS INDUSTRIAIS CURSO TÉCNICOINTEGRADO EM ELETROMECÂNICA Marabá – PA Outubro de 2017 1 Introdução aos ensaios mecânicos Sumário Generalidades Esforços externos e internos Ensaio de tração convencional Tensão e deformação na tração Fazer aqui o breve resumo que é pedido: um breve resumo dos assuntos que serão abordados; falar de que maneira será ministrada a aula 2 1. Generalidades O ensaio de tração possui facilidade e a reprodutividade dos resultados (SOUZA, 2014); O ensaio de tração consiste na aplicação de carga de tração uniaxial crescente em um corpo de prova específico até a ruptura (GARCIA, 2012). Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 3 2. Esforços externos e internos Antes de falarmos sobre as tensões primeiro devemos entender o significado de: Força externa – é toda causa capaz de produzir ou modificar movimento. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 4 2. Esforços externos e internos Força externa – é toda causa capaz de produzir ou modificar movimento. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 5 2. Esforços externos e internos A força pode estar concentrada, tendo um ponto de aplicação, ou distribuída: Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 6 2. Esforços externos e internos Esforço interno – São as solicitações em que um corpo é submetido; Quando um sistema de forças atua sobre um corpo, o efeito produzido é diferente, dependendo dos elementos da força (ponto de aplicação, direção, intensidade, sentido). Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 7 2. Esforços externos e internos Os esforços simples são divididos em duas classes de acordo com a direção da força aplicada: Normais ou axiais - que causam esforços internos na mesma direção do eixo (linha imaginária longitudinal) de um corpo; Transversais - que causam esforços internos na direção perpendicular (que forma 90 graus) ao eixo de um corpo. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 8 2. Esforços externos e internos Os esforços podem ser dos seguintes tipos: Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 9 2. Esforços externos e internos Tensão: Tensão é definida como a resistência interna de um corpo de a uma força externa aplicada sobre ele, por unidade de área. Deformação: Deformação é definida como a variação de uma dimensão qualquer desse corpo, por unidade da mesma dimensão, submetido a um esforço. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 10 2. Esforços externos e internos Tensões Normais e Transversais: 3. Ensaio de tração convencional As vantagens do ensaio de tração podem ser (GARCIA, 2012): Grande facilidade de sua aplicação; Extensa flexibilidade do método; Amplitude de informações fornecidas pelo ensaio quanto à caracterização dos materiais, podendo ser tanto polímeros, metais, cerâmicos, compósitos, madeira etc. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 12 3. Ensaio de tração convencional Onde: P = Carga aplicada. Lo = Comprimento inicial. So = Área inicial. L= Comprimento durante o ensaio. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 13 3. Ensaio de tração convencional Para se efetuar um ensaio de tração são necessárias as seguintes partes básicas: Sistema de aplicação de carga; Dispositivo para prender o corpo de prova; Sensores que permitam medir a tensão; aplicada e a deformação promovida (extensômetro). Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 14 3. Ensaio de tração convencional Curva obtida pelo ensaio de tração: Quando se faz um ensaio de tração em um corpo de prova se obtém através de uma máquina de ensaio uma curva tensão x deformação: Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 15 3. Ensaio de tração convencional No ensaio de tração convencional, considera-se uma barra cilíndrica e uniforme sendo submetida a uma carga de tração uniaxial e crescente (GARCIA, 2012): Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 16 3. Ensaio de tração convencional Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 17 3. Ensaio de tração convencional Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 18 3. Ensaio de tração convencional A Deformação pode ser expressa: O número de milímetros de deformação por milímetros de comprimento; O comprimento deformado como uma percentagem do comprimento original. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 19 4. Tensão e deformação no Ensaio de tração Resistência à tração Dentro de certos limites, a deformação é proporcional à tensão (a lei de Hooke é obedecida) Lei de Hooke: = E Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 20 4. Tensão e deformação no Ensaio de tração Deformação elástica: Prescede à deformação plástica É reversível Desaparece quando a tensão é removida É praticamente proporcional à tensão aplicada (lei de Hooke) Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 21 4. Tensão e deformação no Ensaio de tração Deformação plástica: É provocada por tensões que ultrapassam o limite de elasticidade É irreversível porque é resultado do deslocamento permanente dos átomos e portanto não desaparece quando a tensão é removida. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 22 4. Tensão e deformação no Ensaio de tração Limite de proporcionalidade: A Lei de Hooke só vale até um determinado valor de tensão, representado no gráfico pelo ponto A’, a partir da qual a deformação deixa de ser proporcional à carga aplicada. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 23 4. Tensão e deformação no Ensaio de tração Limite de elasticidade: O limite de elasticidade é a máxima tensão que o material consegue suportar sem sofrer uma deformação permanente, depois de retirada a carga. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 24 4. Tensão e deformação no Ensaio de tração Tensão de escoamento: A tensão de escoamentocorresponde a tensão máxima que é gerada com o fenômeno de escoamento; O escoamento é caracterizado por um alongamento do material quando um material é submetido à uma determinada carga; Durante o escoamento a carga oscila entre valores muito próximos um dos outros. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 25 4. Tensão e deformação no Ensaio de tração Tensão de escoamento: Alguns aços e outros materiais exibem o comportamento da curva “b”. Alguns materiais exibem o comportamento da curva “a”. Isto é, não apresentam escoamento nítido. Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 26 4. Tensão e deformação no Ensaio de tração Limite de resistência à tração. Limite de resistência a tração: Este limite é a tensão que corresponde ao ponto de máxima carga atingida durante o ensaio: Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 27 4. Tensão e deformação no Ensaio de tração Limite de ruptura Do material. Limite de ruptura do material: O corpo de prova começa a sofrer a estricção, a carga diminui até o momento em o material se rompe: Deterioração: está ligado à perda das propriedades físicas (mecânicas sendo as mais importantes) e também a perda da aparência original 28 Referências GARCIA, A.; SPIM, J. A.; DOS SANTOS, C. A. Ensaios dos Materiais. 2ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 365 p. SOUZA, S. A. Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos: Fundamentos Teóricos e Práticos. 5ª ed. Editora Edgard Blucher, 1982. 286 p.
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