Ensaios Destrutivos tração e compressão

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Ensaios 
Destrutivos
Tração e 
Compressão
Ensaios Mecânicos
Os ensaios mecânicos são um conjunto de procedimentos padronizados que permitem 
determinar as propriedades mecânicas dos materiais. Estas propriedades se referem ao 
comportamento dos materiais sob ação de esforços mecânicos e geralmente estão 
relacionadas à resistência dos mesmos à deformação e à fratura.
Informações 
rotineiras e/ou 
novas informações.
Os Ensaios Mecânicos dos materiais podem ser classificados em: 
Ensaio de Tração
Definição: O ensaio de tração consiste na aplicação de carga de tração
uniaxial em um corpo de prova padronizado até que ele se rompa.
Objetivos: O ensaio de tração é comumente utilizado para fornecer
informações básicas sobre a resistência mecânica dos materiais, visando suas
aplicações em projetos de Engenharia.
Vantagens:
O ensaio de tração é um dos mais utilizados em função de:
 Grande facilidade de aplicação;
 Relativamente barato;
 Extensa flexibilidade do método (laminados, tarugos, fios,
vergalhão entre outros);
 Elevada amplitude de informações quanto à caracterização
comportamental dos materiais;
 Pode ser aplicado em praticamente todas as classes de
materiais (metais, polímeros, cerâmicos, compósitos, madeira,
fibras orgânicas entre outros).
Tomemos um corpo de prova padrão submetido a uma força uniaxial:
Onde:
L0 = comprimento inicial da região útil;
A0 = Área inicial da região útil;
Lt = L = comprimento da região útil durante o ensaio.
Ao aumentarmos continuamente o módulo da força ,
iremos monitorar ΔL = L – L0 , de forma que:
ΔL = L – L0 é definido como
Alongamento.
Máquinas de ensaio: Podem ser mecânica ou hidráulica, com uma parte
fixa e outra móvel, responsável pela aplicação da carga trativa uniaxial.
Vimos que como resultado do ensaio de tração temos a curva F versus ΔL,
tal que:
Entretanto,
Podemos correlacionar a carga às dimensões do 
corpo de prova por meio das seguintes mudanças
de variáveis: 
De forma que:
Parâmetros Físicos Determinados pelo Ensaio 
de Tração
 Determinação de Tensões Características:
 Determinação do Módulo de Elasticidade ou Módulo de Young (E):
Podemos observar que para tensões inferiores à σp:
De forma que podemos modelar:
Definimos portanto:
Onde:
O Módulo de Elasticidade (E) indica a rigidez do material, quanto maior E, maior a rigidez do
material.
 É função das forças de ligação interatômicas;
 Maiores E: covalentes > iônicas > metálicas; 
σ = E.ε (Lei de Hooke) 
 Determinação do Coeficiente de Poisson (υ):
O coeficiente de Poisson mede a rigidez do material na direção perpendicular à
direção de aplicação da carga uniaxial.
Define-se:
 Determinação do Módulo de Resiliência (UR):
Capacidade que o material possui de absorver energia elástica sob tração e devolvê-
la quando relaxado.
Pode ser calculado, simplificadamente, como a área no gráfico no campo elástico:
½ da área do retângulo (A = b.h/2)
Agora, analisando dentro do campo plástico, que corresponde a
quebra e formação de novas ligações interatômicas, podemos
deteriminar:
 Determinação de Tensões Características:
 Determinação do Módulo de Tenacidade (UT):
Capacidade que o material possui de absorver energia por unidade de volume do início
do ensaio até a fratura.
Fazendo uso do mesmo raciocínio utilizado no cálculo de UR, podemos escrever que:
UT = Área sob a curva Tensão x Deformação
Para facilitar a determinação de UT, duas fórmulas foram convencionadas
internacionalmente:
Instabilidade Plástica e Estricção
Seguindo na deformação plástica:
Para metais
Fratura dos Corpos de Prova Ensaiados por Tração:
Fratura frágil: é caracterizada pela rápida
propagação da trinca, sem nenhuma
deformação macroscópica e muito pouca
microdeformação.
Fratura dúctil: A formação de um pescoço no
corpo de prova é típico de uma fratura dúctil.
Ocorre uma apreciável deformação plástica
antes e durante a propagação da trinca.
Ensaio de Compressão
Definição: O ensaio de compressão consiste na aplicação de carga de compressão
uniaxial crescente em um corpo de prova padronizado. A deformação linear, obtida
pela medida da distância entre as placas que comprimem o corpo versus a carga de
compressão consiste na resposta deste ensaio.
Objetivo: O ensaio de compressão é comumente utilizado para fornecer informações
básicas sobre resistência a compressão de materiais, visando suas aplicações em
projetos de Engenharia, como na construção civil, em processos de laminação, extrusão,
forjamento entre outros.
Vantagens e Desvantagens:
 Grande facilidade de aplicação;
 Relativamente barato;
 Excelente para determinação de propriedades de
materiais frágeis;
 Ensaio que permite estudos mais detalhados e precisos
na região de deformação elástica dos materiais;
 Problemas com flambagem e atrito excessivo;
 Não é recomendado para se determinar propriedades
no regime de deformação plástica dos materiais.
Tomemos um corpo de prova padrão submetido a uma força uniaxial compressiva:
Como no ensaio de tração,
podemos escrever que:
Da mesma forma:
L0 = comprimento inicial da região útil; 
A0 = Área inicial da região útil;
Lt = L = comprimento da região útil durante o ensaio.
Como resultado do ensaio de compressão teremos uma curva σ x ε:
O Ensaio de Compressão é realizado em 
Máquina Universal de Ensaios.
Parâmetros Físicos Determinados pelo Ensaio 
de Compressão
 Obtém-se com boa precisão propriedades quantitativas determinadas no regime
de deformação elástico.
Da mesma forma que no ensaio de Tração podemos considerar:
De forma que podemos modelar:
Definimos, portanto:
σ = E.ε (Lei de Hooke)
Onde:
 Determinação de Tensões Características
Parâmetros Físicos Determinados pelo Ensaio 
de Compressão
Compressão em Metais Dúcteis
Geralmente, em metais dúcteis, pode-se determinar no ensaio de
compressão com excelente precisão as propriedades referentes à
zona elástica, onde verifica-se a lei de Hooke.
Compressão em Metais Frágeis
Em metais frágeis, geralmente a região de deformação elástica é
muito pequena, o que dificulta a determinação das propriedades
neste regime. Uma informação de grande importância para estes
materiais é a tensão de ruptura.
Flambagem e Atrito Sob Compressão
Flambagem: A flambagem consiste em uma instabilidade mecânica
durante a compressão de um corpo de prova, geralmente dúctil.
Flambagem e Atrito Sob Compressão
Atrito: Um ponto crítico para o ensaio de compressão é o atrito excessivo no
contato entre as placas da máquina de ensaio e os corpos de prova.
Flambagem e Atrito Sob Compressão
Referências Bibliográficas
DIETER, G. E. Mechanical Metallurgy – SI Metric Edition – Macgraw-Hill Book
Co. 1988.
GARCIA, A; SPIM, J. A; DOS SANTOS, C.A. Ensaios dos Materiais. LTC. 2000.
GODEFROID, L.B; CÂNDIDO. L.C; MORAIS, W. A. Associação Brasileira de
Metalurgia, Materiais e Mineração (ABM). Curso: Analise de Falhas. 2010.
MEYERS, M.A; CHAWLA K.K. Mechanical Behavior of Materials -
Prentice Hall. 1999.