Ensaio de tração

Prévia do material em texto

ENSAIO DE TRAÇÃO
Relatório – Cursos de Engenharia Mecânica e Produção
São Paulo
2019
INTRODUÇÃO
Este ensaio consiste na aplicação de uma forção de tração axial nem corpo de prova padronizado, provendo a deformação do material na direção do esforço, que tende a alongá-lo até fraturar. 
Em virtude da facilidade de execução e reprodução dos resultados, este ensaio é altamente utilizado. Que por sua vez, através da medição da força e do alongamento a cada instante do ensaio é possível construir um gráfico tensão-deformação.
Com a interpretação correta do gráfico pode-se obter importantes propriedades mecânicas do material. Das quais o módulo elástico, alongamento, tensão de escoamento, limite de resistência à tração e tensão de ruptura, possibilita a comparação e ductilidade e fragilidade entre os materiais.
Equipamento
Há uma máquina universal de ensaio, que permite realizar diversos ensaios mecânicos, entre eles o de tração. Cuja máquina, pode ser hidráulicas ou eletromecânicas, sendo que, a eletromecânica é baseada no motor elétrico que permite maior controle sobre a variação de velocidade e deslocamento do cabeçote. 
As garras garantem a fixação e o alinhamento axial dos corpos de prova, os sistemas de fixação mais comuns são cunha, flange ou rosca. Para traçar a curva tensão-deformação, a força aplicada é medida instantaneamente utilizando um dinamômetro ou uma célula de carga, enquanto o alongamento resultado do corpo de prova é medido através de extensômetros. O controle dos parâmetros e os resultados do ensaio são realizados por um computador conectado a máquina.
Corpo de Prova
O comprimento do corpo de prova (CP), a velocidade de aplicação da carga e as imprecisões dos ensaios afetam os resultados obtidos. Com finalidade se tornar os ensaios reproduzíveis, normas técnicas que garantem a padronização das dimensões e formatos do corpo de prova são preestabelecidas.
De acordo com a norma Brasileira, ABNT NBR ISSO 6892-1 (Materiais metálicos – Ensaio de Tração), as formas e as dimensões dos corpos de prova podem ser condicionadas pela forma e dimensões dos produtos metálicos dos quais são extraídos esses corpos de prova.
Em geral, o CP é obtido por usinagem de uma amostra do produto, por estampagem, ou ainda por fundição. Produtos de seção transversal uniforme (perfis, barras, fios etc.), bem como os corpos de prova fundidos podem ser ensaiados sem serem usinados.
A seção transversal do corpo de prova pode ser circular, quadrada, retangular, anular, ou, em casos especiais, o corpo de pode apresentar outro tipo de seção transversal uniforme.
As propriedades mecânicas do material são medidas na parte útil do CP e as regiões extremas que são fixadas nas garras da máquina, são conhecidas como cabeça. Em geral, corpos de prova apresentam seção transversal circular (Figura 1) quando produzidos por fundição ou torneados a partir de um produto acabado cilíndrico, mas também, podem apresentar seção transversal retangular (Figura 1) quando retirados de chapas, nesse caso, deve-se atentar para a direção que o corpo de prova será retirado, pois chapas laminadas apresentam propriedades mecânicas anisotrópicas. Assim, em função do CP é possível retirar informações tanto do comportamento mecânico do material, quanto do processo de fabricação, como laminação, injeção, fundição ou de juntas soldadas.
Figura 1 - Seção Transversal
Fonte: Biopdi
Gráfico: Tensão-Deformação
Considerando um ensaio típico para aços baixo carbono, inicialmente, ocorre deformação elástica, ou seja, a tensão e deformação tendem a aumentar linearmente e quando a carga é retirada o corpo poderia relaxar as tensões e retomar à sua forma original, dessa região do gráfico é possível obter-se o módulo de elasticidade do material, que é proporcional a rigidez do material (figura 2). 
Prosseguindo o ensaio, há um ponto em que o corpo entra no regime plástico de deformação, esse ponto é denominado limite de escoamento, isto é, o alongamento é permanente e a relação tensão e deformação não em grande parte dos casos, são lineares. Em seguida, o corpo deforma-se até que a tensão limite de resistência seja atingida, onde se inicia a estricção. Por fim, o ensaio segue até a ruptura do corpo (figura 2).
Figura 2 – Tensão x Deformação
Fonte: Edisciplinas
Materiais e Métodos 
 
Para este experimento foi utilizado um corpo de prova aço 1020, este foi posicionado nas garras (superior e inferior) do equipamento KRATOS (figura 3). Para obter os resultados, o equipamento é ligado a um computador que registra e interpreta os dados fornecidos pela máquina.
	
Figura 3 – Corpo de prova nas garras
Fonte: Autoria própria
Após o posicionamento do corpo de prova, a máquina é ligada, e pelo computador ajustam-se os parâmetros do teste. Após todos os ajustes, é dado o início pelo sistema do computador (figura 4).
Figura 4 – Inicio do teste
		Fonte: Autoria própria
O teste prossegue até o rompimento do corpo de prova (figura 5).
Figura 5 – Rompimento
Fonte: Autoria própria
Resultados obtidos
	Os resultados obtidos foram interpretados pelo computador e geraram um relatório em PDF (figuras 6 e 7).
Figura 6 – Tabela PDF
	FORÇA MÁXIMA kgf
	LIMITE DE RESISTÊNCIA kgf/mm²
	LIMITE DE ESCOAMENTO kgf/mm²
	ALONGAMENTO %
	ALONGAMENTO LINEAR mm
	REDUÇÃO DE ÁREA %
	833,00
	22,27
	12,58
	33,90
	133,90
	60,59
	ÁREA TRANSVERSAL mm²
	LARGURA mm
	COMPRIMENTO mm
	PI (mm)
5,00 kgf
	PI (kgf) 200,00 mm
	PI (mm) 
5,00 kgf/mm²
	37,400
	22,000
	100,00
	566,00
	1,83
	15,13
Fonte: Autoria própria
Figura 7 – Gráfico PDF
Fonte: Autoria própria
Bibliografia
https://laboratorios-tork.com.br/servicos/testes-em-materiais/ensaio-de-tracao/
https://www.infoescola.com/fisica/ensaio-de-tracao/
https://biopdi.com.br/produtos/maquina-ensaio-triaxial