Ensaio de Tração 2

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VIRTUALAB – ROTEIRO DO LABORATÓRIO DE MATERIAIS 
 
 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
Neste experimento você irá determinar as 
propriedades dos materiais quando 
submetidos a esforços mecânicos de tração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PASSO 1 
Removendo partes móveis das garras de fixação 
do corpo de prova. 
Antes de posicionar o corpo de prova na máquina universal de ensaios é 
necessário remover a parte móvel das garras que irão fixá-lo na máquina 
universal. 
 
Para acessar as garras de fixação, selecione a opção de câmera “Garras”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observe as garras de fixação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Remova as partes móveis das garras superior e inferior clicando com o 
botão direito do mouse sobre elas e selecionando a opção “Remover parte 
móvel”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observe que a parte móvel da garra é removida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Repita o procedimento para a parte móvel da garra de fixação inferior. 
 
Em seguida, acesse a opção de câmera “Corpos de prova” para visualizar a 
maleta com os acessórios do experimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PASSO 2 
Selecionando corpo de prova 
Observe a maleta de corpos de prova e acessórios do experimento. Para 
abri-la, clique com o botão esquerdo do mouse sobre ela. 
 
 
 
A maleta é aberta. Agora é possível acessar os corpos de prova. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Neste ensaio serão utilizados os corpos de prova de aço carbono, liga de 
titânio e ligas de alumínio. Você pode identificar a composição de cada 
material posicionando a seta do mouse sobre os corpos de prova e 
observando as informações que aparecem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Posicione o corpo de prova sobre a mesa clicando com o botão direito do 
mouse sobre ele e selecionando a opção “Mover para a mesa”. 
 
Inicialmente utilize o corpo de prova de Alumínio 6061. 
 
 
 
 
 
Observe que o corpo de prova é removido da maleta. 
 
 
PASSO 3 
Medindo dimensões iniciais do corpo de prova 
Efetue a medição do diâmetro e do comprimento do corpo de prova antes 
de inseri-lo na máquina universal. Para tanto, utilize o paquímetro 
localizado sobre a mesa. 
 
Clique com o botão direito do mouse sobre o paquímetro e selecione a 
opção “Medir comprimento”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilize as setas verdes para ajustar a escala de medida do paquímetro 
podendo, assim, efetuar a medida do comprimento útil do corpo de prova. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lo = _____________ mm 
 
Ao finalizar a medida, clique no “X” ao canto superior da tela para retornar 
o paquímetro para a sua posição inicial. 
 
Em seguida, realize a medição para o diâmetro do corpo de prova e anote 
seu valor. 
Do = _____________ mm 
PASSO 4 
Posicionando o corpo de prova na máquina 
universal 
Após realizar as medidas iniciais, posicione o corpo de prova nas garras 
clicando com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova e 
selecionando a opção “Mover para a garra”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observe que o corpo de prova é posicionado na máquina universal. 
 
PASSO 5 
Colocando parte móvel da garra de fixação 
Para recolocar as partes móveis das garras superior e inferior, clique com o 
botão direito do mouse sobre a garra de fixação e selecione a opção 
“Colocar parte móvel”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observe que a parte móvel da garra é recolocada. 
 
 
/ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Faça o mesmo procedimento para a parte inferior da garra de fixação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PASSO 6 
Ajustando relógio comparador 
O relógio comparador é utilizado para que as deformações sofridas pelo 
corpo de prova ao longo do ensaio sejam medidas. 
Para visualizar o relógio comparador, acesse a opção de câmera “Relógio 
comparador”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Posicione o relógio comparador na superfície da parte móvel da máquina 
universal clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o conjunto de 
fixação do relógio comparador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para zerar a escala de medida do relógio comparador, posicione a seta e 
pressione o botão esquerdo do mouse sobre a escala do relógio e arraste-a 
nos sentidos horário e anti-horário. 
 
 
Faça o movimento da escala até que o ponteiro coincida com o zero, como 
mostrado na imagem abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
PASSO 7 
Aplicando a pré-carga. 
A bomba hidráulica manual é responsável por aplicar carga ao material 
ensaiado. Para visualizar a bomba, acesse a opção de câmera “Bomba 
manual”. 
 
Ajuste a bomba manual clicando com o botão esquerdo do mouse na 
válvula da bomba para fechá-la. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observe que surgirá no canto inferior direito da tela uma escala de medida 
da bomba manual. O valor indicado refere-se à pressão que a bomba aplica 
no pistão hidráulico. 
 
Então, clique com o botão esquerdo sobre a alavanca para aplicar a carga 
até que o ponteiro do manômetro se mova para o primeiro ponto de 
medida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anote esse valor da pré-carga. 
 
Cargainicial = _____________ kgf/cm² 
 
 
Em seguida, zere novamente a escala do relógio comparador e retorne para 
a opção de câmera “Bomba manual”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PASSO 8 
Aplicando a carga no material 
Aplique a carga no material de forma gradual, realizando movimentos com 
a alavanca da bomba manual até que o corpo de prova seja rompido. 
Anote, em cada etapa, os valores de pressão e deslocamento medidos, 
respectivamente, pelo manômetro e pelo relógio comparador. 
 
Observe a deformação sofrida pelo corpo mostrada pela escala do relógio 
comparador. Note também que ao longo do ensaio o corpo de prova sofre 
uma redução de diâmetro em sua seção útil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Um aviso, como o mostrado na imagem abaixo aparecerá quando o corpo 
de prova se romper. 
 
 
 
 
 
PASSO 9 
Anotando os valores 
Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo e anote os valores da 
pressão e do alongamento sofridos pelo corpo a cada movimento da 
alavanca da bomba manual. 
 
Ensaio de tração – Alumínio 6061 
CP 01 CP 02 CP 03 
Pressão 
(kgf/cm²) 
Alongamento 
(mm) 
Pressão 
(kgf/cm²) 
Alongamento 
(mm) 
Pressão 
(kgf/cm²) 
Alongamento 
(mm) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PASSO 10 
Retirando corpo de prova 
Alivie a carga inserida pela bomba manual para que o sistema se acomode 
novamente. Para isso, clique com o botão esquerdo do mouse sobre a 
válvula da bomba manual. 
 
 
 
Observe que a carga aplicada pela bomba manual é removida. 
 
Em seguida, acesse a opção de câmera “Garras” para visualizar o corpo de 
prova. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Remova as partes móveis das garras superior e inferior clicando com o 
botão direito do mouse sobre elas e selecionando a opção “Remover parte 
móvel”. 
 
 
 
Faça o mesmo procedimento para a parte móvel inferior da garra de 
fixação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Por fim, clique com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova e 
selecione a opção “Mover para a mesa” para que o corpo seja removido da 
máquina universal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observe que o corpo de prova é colocado na mesa. 
 
 
 
 
 
 
 
PASSO 11 
Medindo dimensões finais do corpo de prova 
Utilize o paquímetro para efetuar a medição do comprimento do corpo de 
prova após a realização do ensaio. Para isso, clique com o botão direito do 
mouse sobre o paquímetro e selecione a opção “Medir comprimento”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observe o valor na escala de medida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anote o valor medido. 
Lf = _____________ mm 
Faça o mesmo procedimento para medir o diâmetro final do corpo de 
prova. 
 
Anote o valor medido para o diâmetro final. 
 
Df = _____________ mm 
 
Em seguida, descarte o corpo de prova para poder ensaiar um novo. 
 
Para descartar o corpo de prova, clique com o botão direito do mouse 
sobre ele e selecione a opção “Descartar este corpode prova”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observe que o corpo de prova é removido da mesa. 
 
 
PASSO 12 
Análise dos dados 
Inicialmente, para fazer a análise dos dados é necessário que você 
determine o valor da carga aplicada ao corpo de prova. Note que a carga 
indicada pelo manômetro, em kgf/cm², não representa o valor real da 
tensão sobre o corpo de prova. Este valor depende de dois fatores: do 
diâmetro do pistão que atua sobre a máquina; e do diâmetro do corpo de 
prova. 
 
a) Primeiramente, deve-se calcular o valor da força que atua sobre o corpo 
de prova. Este valor é dado pela equação abaixo: 
 
 𝐹𝑐𝑝 = 𝑃𝑚𝑎𝑛 × 𝐴𝑝𝑖𝑠𝑡ã𝑜 (1) 
 
Onde, 
 Fcp = Força atuante sobre o corpo de prova; 
Pman = Pressão indicada no manômetro; 
Apistão = Área da superfície do pistão na qual o fluido hidráulico exerce 
pressão. 
 
A área do pistão (𝐴𝑝𝑖𝑠𝑡ã𝑜) tem formato circular, portanto pode ser calculada 
através da fórmula: 
 
 
𝐴𝑝𝑖𝑠𝑡ã𝑜 =
𝜋𝐷𝑝𝑖𝑠𝑡ã𝑜
2
4
 (2) 
 
Onde, 
 Dpistão = Diâmetro do pistão 
 
b) Determinar a tensão sobre o corpo de prova, utilizando a seguinte 
expressão: 
 
𝜎 =
𝐹𝑐𝑝
𝐴𝑐𝑝
 (3) 
 
Onde, 
 Fcp = Força atuante sobre o corpo de prova; 
 Acp = Área da seção transversal do corpo de prova. 
 
A área da seção transversal do corpo de prova (𝐴𝑐𝑝) tem formato circular, 
portanto pode ser calculada através da fórmula: 
 
 
𝐴𝑐𝑝 =
𝜋𝐷𝑜
2
4
 (4) 
 
Onde, 
 Do = diâmetro da seção transversal corpo de prova (medida no Passo 03). 
 
A área do pistão (𝐴𝑝𝑖𝑠𝑡ã𝑜) é um valor constante disponibilizado pelo 
fabricante do cilindro hidráulico. Esse valor pode ser encontrado na janela 
de informações que aparece ao se colocar a seta do mouse sobre a 
alavancada da bomba. Em sua máquina de ensaio, utiliza-se um cilindro 
com área: 
 
Apistão = __________ cm2 
 
Agora, utilizando o valor do diâmetro do corpo de prova, anotado no passo 
03, calcule o valor da área da seção transversal. 
 
Acp = __________ mm2 
 
Diante do exposto, calcule a força atuante sobre o corpo de prova, em kgf, 
utilizando a equação (1). Depois, converta-a para newton de acordo com a 
relação abaixo: 
 
1 kgf = 9.8067 N 
 
Anote os valores encontrados na tabela abaixo. 
 
Ensaio de tração – Alumínio 6061 
CP 01 CP 02 CP 03 
Pressão 
(kgf/cm²) 
Força (kgf) 
Força 
(N) 
Pressão 
(kgf/cm²) 
Força (kgf) 
Força 
(N) 
Pressão 
(kgf/cm²) 
Força (kgf) 
Força 
(N) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilizando os dados da tabela acima, calcule os valores de tensão e de 
deformação no corpo de prova e anote-os na tabela abaixo. Para auxiliá-lo 
nas conversões de unidade, lembre-se de que 1 N/mm² equivale a 1 MPa. 
 
Ensaio de tração – Alumínio 6061 
CP 01 CP 02 CP 03 
Tensão 
(MPa) 
Deformação 
Tensão 
(MPa) 
Deformação 
Tensão 
(MPa) 
Deformação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Com esses dados, construa o gráfico “Tensão (MPa) x Deformação 
(mm/mm)” para o material ensaiado. 
 
Com base no gráfico construído, determine os valores do módulo de 
elasticidade, limite de escoamento e limite de resistência a tração e para o 
material ensaiado. 
 
PASSO 13 
Repetindo o experimento. 
Realize os passos acima listados para os outros corpos de prova e materiais 
restantes.