Tração
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Tração


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Tração


Definição

Para engenharia a tensão tração pode ser definida como o esforço que um corpo ou objeto sofre quando duas forças opostas são aplicadas nele e a a consequência dessas forças é a deformação do corpo na forma de alongamento ou estiramento.



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Exemplo de corpo no estado de tração

Em outras palavras, um corpo está no estado de tração quando é exercido sobre eles dois esforços opostos. Considerando a seção transversal do corpo, temos que, considerarmos um corpo homogêneo e isotrópico, a tensão de tração será constante em toda seção transversal e será calculada como uma tensão normal, a força aplicada pela área da seção transversal do corpo considerado.

A tensão é dada em pascal (?Pa), considerando o Sistema Internacional de Unidades.

Um exemplo de corpos que ficam submetidos a esforços de tração são os cabos de um elevador, tracionado pelo peso próprio e de seus ocupantes e em contra partida o motor que puxam ou o mantêm estático.


Deformação

Para entender melhor o fenômeno da deformação causada pela tração temos que levar em conta que sempre o alongamento de uma direção, nesse caso na direção da força aplicada, é acompanhado com o encolhimento de outra dimensão (diminui a seção transversal, mas o volume se mantém constante).



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Sequência mostrando a deformação nas dimensões do corpo sujeito a tração

O esforço de tração causa uma reorganização na estrutura molecular, com a tendência dos átomos se agruparem o máximo que puderem. Esse deslocamento é possibilitado pelas imperfeições do material (aparecem no processo de produção), o deslocamento de moléculas ocorre nessas imperfeições.

Para a utilização correta e eficaz de um corpo isso não pode ocorrer, assim tem que se trabalhar no regime elástico do corpo, onde toda deformação não é permanente e o material volta para sua conformação inicial (quando é cessado os esforços na peça). Por isso a importância de um coeficiente de segurança no cálculo de dimensionamento de peças, o intuito é não alcançar o regime plástico e permanecer no elástico sem a ruptura do corpo.


Ensaio de tração

O intuito desse ensaio é submeter um corpo de prova aos esforços para que este alongue ou estique até sua ruptura. Existe uma padronização das dimensões e da forma do corpo de prova para cada material analisado, para que se possa ser reproduzido.



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Esquema do ensaio de tração

Esse ensaio é destrutivo, coloca-se o corpo de prova em uma máquina de universal de ensaios, os esforços crescentes são aplicados até atingir a ruptura do corpo de prova, e o que é medido são as deformações com o crescente aumento de forças aplicadas no corpo.

Esse tipo de ensaio, feito a uma velocidade razoavelmente lenta e com aparelhos de medição bons, permite ter uma boa noção da resistência de um material ensaiado. Além disso é possível obter a deformação correspondente com cada esforço solicitante feito na máquina.

Dessa análise tem-se um gráfico de tensão por deformação do material.


Gráfico de Tensão x Deformação

Nesse gráfico obtido do ensaio de tração é possível observar algumas propriedades importantes que a curva mostra.

É evidente no gráfico onde os esforços podem ser considerados na região elástica e na região plástica.



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Gráfico tensão-deformação com as regiões elásticas e plásticas

Na região elástica temos um comportamento linear da tensão (?\) em relação a deformação (?\), e a constante de proporcionalidade é chamada de módulo de elasticidade ou Módulo de Young (E).


?\=E\


O índice de proporcionalidade pode ser calculado pelo coeficiente angular do gráfico de tensão-deformação, na região elástica onde a relação de tensão e deformação é linear.

Na região de transição entre regimes elástico e plástico temos a tensão de escoamento, que é a tensão limite, onde acima dela qualquer esforço maior causará uma deformação permanente.

Esse limite de escoamento aparece em materiais dúcteis, como alumínio, já em materiais considerados mais frágeis como as cerâmicas esse limite de escoa mento não é observado.

Na região plástica temos o limite de resistência a tração, que seria a maior tensão que o corpo suporta e também nessa região temos o limite de ruptura, onde se encontra a tensão de rompimento do material.