Ensaio de Tração

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VIRTUAL LAB – RESUMO TEÓRICO 
LABORATÓRIO DE MATERIAIS 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
No diagrama tensão versus deformação para os ensaios de tração e compressão, a abscissa corresponde 
à deformação específica e pode ser obtida pela divisão do alongamento pelo comprimento inicial do 
corpo de prova. Para realizar a medida do comprimento, utilize um paquímetro. 
𝜀 =
𝛿
𝐿
 
Onde, 
• 𝜀 é a deformação específica 
• 𝛿 é o alongamento 
• 𝐿 é o comprimento inicial do corpo de prova 
 
Para a obtenção da tensão normal, deve-se dividir a força que atua no corpo de prova pela sua área da 
seção transversal. A força é obtida indiretamente pela pressão do fluido hidráulico do sistema e a área 
do cilindro. 
𝐹 = 𝑝. 𝐴𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜 
Onde, 
• F é a força que o cilindro imprime no corpo de prova; 
• p é a pressão do fluido hidráulico medida no manômetro; 
• Acilindro é a área do cilindro hidráulico, que vale 6,5 cm2 
 
Logo, a tensão normal pode ser calculada por: 
𝜎 =
𝑃
𝐴𝐶𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑣𝑎
 
 
Onde, 
• 𝜎 é a tensão normal; 
• 𝑃 é o esforço solicitante normal que no ensaio de tração e compressão é a força que o cilindro 
hidráulico imprime (F); 
• 𝐴𝐶𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑣𝑎 é a área da seção transversal do corpo de prova. 
 
Como a área é circular maciça: 
𝐴𝐶𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑣𝑎 =
𝜋. 𝑑2
4
 
Onde, 
• 𝑑 é o diâmetro do corpo de prova e pode ser medido com um paquímetro. 
 
Com as medidas de diversos pontos de tensão normal e sua correspondente deformação específica, é 
possível traçar o diagrama tensão-deformação. Nele, diversas propriedades mecânicas do material 
ensaio podem ser obtidas. O diagrama tensão-deformação a seguir é característico de um material do 
tipo dúctil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS: Vale ressaltar que a fórmula σ = P A⁄ utilizada para o cálculo da tensão, parte do pressuposto de 
que sua distribuição seja uniforme ao longo de todo corpo de prova. Na prática, nas proximidades da 
aplicação da carga e de uma mudança repentina da geometria da peça, há uma amplificação da tensão 
em regiões bem pequenas. Esses picos de tensão são denominados concentradores de tensão. 
 
O Princípio de Saint-Venant nos diz que a uma distância l do ponto de aplicação da carga, 
correspondente a dimensão lateral da barra, a distribuição de tensão é aproximadamente uniforme e o 
pico de tensão é apenas um pouco maior que a tensão média calculada. 
 
Mesmo com o raio de concordância do corpo de prova, por vezes na prática, por causa da mudança 
dimensional e a proximidade com a aplicação da carga, os materiais tendem a romper numa região 
vizinha à cabeça do corpo de prova. 
 
 
No início do ensaio de tração percebe-se que a tensão e a deformação específica são proporcionais, 
caracterizando a denominada fase elástica. Nela, o corpo de prova volta ao seu estado inicial caso o 
carregamento deixe de existir. Essa fase segue a chamada Lei de Hooke: 
𝜎 = 𝐸. 𝜀 
Onde E é chamado de Módulo de Elasticidade ou Módulo de Young. Graficamente, ele representa o 
coeficiente angular da reta formada na fase elástica. Além disso, ele fornece uma ideia da Rigidez do 
material, pois quanto maior o Módulo de Elasticidade, maior será a Rigidez. 
A proporcionalidade deixa de existir em uma tensão denominada tensão limite de proporcionalidade. A 
partir deste ponto, tensão e deformação não variam linearmente e a Lei de Hooke deixa de ser válida. 
Em um ponto próximo ao limite de proporcionalidade percebe-se um efeito denominado de 
Escoamento, que ocorre devido ao deslizamento das camadas atômicas do material. Nele, 
caracterizamos a tensão de escoamento. Esta fase é chamada de plástica e o corpo de prova não volta 
ao seu estado inicial caso o carregamento deixe de existir. Esta fase permanecerá até a ruptura do 
material. 
A partir do escoamento, percebe-se que a deformação e a tensão não são mais proporcionais, no 
entanto, a tensão aumenta à medida que a deformação aumenta – chamamos esta região do diagrama 
de encruamento. 
A partir de certo ponto, percebe-se uma grande diminuição da seção transversal do corpo de prova, 
efeito que denomina-se estricção. A partir deste ponto, a deformação aumenta com a diminuição da 
tensão. No ponto onde o diagrama muda sua inclinação, determina-se tensão limite de resistência ou 
tensão última. 
A deformação passa a ser tão elevada que o corpo de prova sofre a ruptura. Neste ponto, determina-se 
a tensão de ruptura do material. 
Outras propriedades importantes que são levantadas a partir do diagrama tensão-deformação são: 
Resiliência: área sob o diagrama até o escoamento. Representa a energia absorvida pelo material antes 
de escoar. 
Tenacidade: área sob o diagrama completo. Representa a energia absorvida antes de romper. 
Ductilidade: máxima deformação específica do material. Geralmente apresentada em termos 
percentuais. Representa o quanto o corpo se alongou do seu tamanho original. 
OBS.: Sugere-se que você pesquise sobre: 
• Diferença entre diagrama tensão deformação de engenharia e real 
• Diagrama tensão-deformação de um material do tipo frágil 
• Diferença entre o diagrama tensão-deformação em tração e compressão