Pratica de Traçao duas metodologias

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ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA 
DISCIPLINA: MATERIAIS DE ENGENHARIA 
 
 
 
RELATÓRIO PRÁTICA ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNA: Alice Maria Querino do Nascimento 
MÁTRICULA: 1810426-1 
Prof(a): Julietty Morais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO.................................................................................03 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA........................................................04 
3. MATERIAIS ULTILIZADOS..............................................................06 
4. CALCULO NA EXPERIÊNCIA..........................................................08 
5. CONCLUSÃO.....................................................................................09 
6. REFERÊNCIA.................................................................................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
Este relatório advém de uma prática realizada no dia xx de outubro de 2020 no 
laboratório L21 da Universidade de Fortaleza – UNIFOR, no turno da manhã nesse 
dia. A prática é denominada de Tração a qual se utiliza um equipamento e uma 
amostra denominada de material dúctil que foi utilizada para esse experimento. 
Os dados obtidos desse experimento prático seram dados ao longo do relatório. As 
propriedades mecânicas dos materiais são obtidas pela realização de experimentos de 
laboratório cuidadosamente programados, que reproduzem o mais fielmente possível 
as condições de serviço. Entre os fatores que devem ser considerados incluem-se a 
natureza da carga aplicada e a duração de sua aplicação, assim como as condições 
ambientais. A carga pode ser de tração, compressão ou cisalhamento e sua 
magnitude pode ser constante ao longo do tempo ou pode variar continuamente. O 
tempo de aplicação pode ser de apenas uma fração de segundo ou pode se estender 
ao longo de um período de muitos anos. A temperatura de operação também pode ser 
um fator importante. 
 
Os engenheiros de materiais e engenheiros metalúrgicos estão preocupados com a 
produção e a fabricação de materiais para atender às exigências de serviço previstas 
por essas análises de tensão. Isso envolve necessariamente uma compreensão das 
relações entre a microestrutura (isto é, as características internas) dos materiais e 
suas propriedades mecânicas. Com frequência, os materiais são selecionados para 
aplicações estruturais em razão de suas combinações desejáveis de características 
mecânicas, como mostra a Imagem 1 que foi uma foto tirada da explicação do ensaio 
de tração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imagem 1: Explicação do conteúdo 
 
Fonte: Arquivo Pessoal, outubro de 2020. 
 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Essa fundamentação se vem desde o conteúdo da AV1 que relata de um material 
dúctil, vale lembrar que, com exceção do ferro fundido é de por exemplo 0,08%.O 
material dúctil com o aumento de energia ou de calor ele altera suas propriedades, 
alterando assim suas dimensões também seu comportamento. 
Em outras palavras, se uma carga é estática ou se varia de maneira relativamente 
lenta ao longo do tempo e é aplicada uniformemente sobre uma seção transversal ou 
uma superfície de um elemento, o comportamento mecânico pode ser avaliado por um 
simples ensaio tensãodeformação; esses ensaios são mais comumente realizados em 
metais à temperatura ambiente. Há três maneiras principais pelas quais uma carga 
pode ser aplicada: tração, compressão e cisalhamento, nesse caso, vemos o caso do 
ensaio de tração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ensaios de Tração 
Um dos ensaios mecânicos de tensão-deformação mais comuns é conduzido sob 
tração, o ensaio de tração pode ser empregado para avaliar diversas propriedades 
mecânicas dos materiais, que são importantes em projeto. Uma amostra é deformada, 
geralmente até a fratura, por uma carga de tração que é aumentada gradativamente, 
aplicada uniaxialmente ao longo do maior eixo de um corpo de prova. 
Normalmente, a seção transversal é circular, porém também são utilizados corpos de 
prova retangulares. Essa configuração de corpo de prova com forma de “osso de 
cachorro” foi escolhida de forma a que, durante o ensaio, a deformação fique 
confinada à região central mais estreita (que tem seção transversal uniforme ao longo 
do seu comprimento) e, ainda, para reduzir a probabilidade de fratura nas 
extremidades do corpo de prova. O diâmetro-padrão é de aproximadamente 12,8 mm 
(0,5 in), enquanto o comprimento da seção reduzida deve ser de pelo menos quatro 
vezes esse diâmetro; um comprimento de 60 mm (2 1/4 in) é comum. 
O comprimento útil é usado nos cálculos da ductilidade, com o valor-padrão é de 50 
mm (2,0 in). O corpo de prova é preso por suas extremidades nas garras de fixação do 
dispositivo de testes. 
A máquina de ensaios de tração é projetada para alongar o corpo de prova a uma taxa 
constante e medir, contínua e simultaneamente, a carga instantânea aplicada (com 
uma célula de carga) e o alongamento resultante (usando um extensômetro). Um 
ensaio tensão-deformação leva, tipicamente, vários minutos para ser realizado e é 
destrutivo; isto é, a amostra testada é deformada de maneira permanente e 
geralmente é fraturada e no nosso caso, mostrou-se pelo computador a deformação 
da amostra. 
O resultado de um ensaio de tração desse tipo é registrado (geralmente em um 
computador) como carga ou força em função do alongamento, como mostra a Imagem 
2. Essas características carga alongamento são dependentes do tamanho do corpo de 
prova. Por exemplo, será necessário duas vezes a carga para produzir um mesmo 
alongamento se a área da seção transversal do corpo de prova for dobrada. 
 
 
 
 
 
 
Imagem 2: Depois(quebrado) e Antes do ensaio de Tração. 
 
Fonte: Arquivo pessoal, outubro de 2020. 
Tensão de engenharia e deformação de engenharia 
Para minimizar esses fatores geométricos, a carga e o alongamento são normalizados 
aos seus respectivos parâmetros de tensão de engenharia e deformação de 
engenharia. A tensão de engenharia σ é definida pela relação mostrada na Imagem 3. 
Imagem 3: Fórmula da tensão 
 
Fonte: Callister, 2020. 
 
 
 
 
Na qual F é a carga instantânea aplicada perpendicularmente à seção transversal do 
corpo de prova, em unidades de newton (N) ou libra-força (lbf), e A0 é a área da seção 
transversal original antes da aplicação de qualquer carga (em cm² ou in2 ). As 
unidades da tensão de engenharia (doravante referida apenas como tensão) são 
megapascal, MPa (SI) (em que 1 MPa = 106 N/m² ), e libra-força por polegada 
quadrada, psi (unidade usual nos Estados Unidos). 
A deformação de engenharia ε é definida de acordo com a expressão mostrada na 
Imagem 4: 
Imagem 4: Fórmula deformação: 
 
Fonte: Callister,2020. 
na qual l0 é o comprimento original antes de qualquer carga ser aplicada e li é o 
comprimento instantâneo. Algumas vezes, a grandeza li – l0 é representada como ∆l e 
indica o alongamento na deformação ou a variação no comprimento a determinado 
instante, em referência ao comprimento original. A deformação de engenharia 
(doravante referida apenas como deformação) é adimensional, porém “metros por 
metro” ou “polegadas por polegada” são usados com frequência; o valor da 
deformação é, obviamente, independente do sistema de unidades. Algumas vezes, a 
deformação também é expressa como porcentagem, em que o valor da deformação é 
multiplicado por 100. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS ULTILIZADOS 
 
Equipamento 
Corpo de prova com seção retangular de Aço 1008 com espessura de 2,9 mm 
(Milímetros), comprimento de 76 mm e largura de 11,7 mm; 
Lousa 
Apagador 
Pincel 
Paquímetro 
Celular 
Calculadora Científica 
Computador 
Imagem 5: Paquímetro sendo utilizado em aula. 
 
Fonte: Arquivo Pessoal, outubro de 2020. 
 
 
 
 
 
 
GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO E SEUS RESULTADOSImagem 6 : Gráfico tensão deformação 
 
Fonte: Arquivo pessoal, outubro de 2020. 
Com os resultados obtidos com a experiencia e com a análise do gráfico de 
tençãodeformação foi possível ver que, a tenção máxima obtida foi de 334,2 Mpa 
(Mega pascal), esse resultado obtido pela máquina foi feita através do cálculo de 
tenção, no qual é feito 𝝈 = 𝑭/𝑨𝒐 onde o σ e o valor obtido pela máquina que e de 359 
Mpa., e com isso podemos ver que a força, F. Essa tenção máxima divide o gráfico em 
duas partes, a esquerda desse ponto, que é a região de estreitamento, que vai até a o 
rompimento, essa região do gráfico a qual começa o decaimento que seria no 
experimento o momento ao qual o aço começava a se estreitar de uma maneira mais 
significativa em um ponto até que ocorresse o rompimento. 
Com o gráfico também obtemos o resultado da tenção no ponto de ruptura, que foi de 
260,9 Mpa, utilizando o mesmo cálculo de tenção feita anteriormente para se obter o 
resultado da força no ponto de ruptura, uma força menor que a força obtida no ponto 
máximo, isso ocorre pelo fato de que, a área utilizada no cálculo da tenção e 
considerada uma constante assim ela assumida como constante, tanto a força quando 
a tenção serão menores que o do ponto máximo, já que fisicamente o material está se 
alongando, por conta da sua plasticidade isso indo até o seu porto de ruptura. 
Além desses dois fatores que observamos com o gráfico também podemos observar o 
limite de tenção-deformação, a partir desse ponto, até o final observamos que o 
gráfico muda de um comportamento linear, isso ocorre porque no material está sendo 
feita uma deformação elástica no material, caso nesse momento a carga fosse parada 
de ser aplicado no material ela voltaria para o seu estado normal, a partir desse ponto 
onde no gráfico ele para de ser linear e começa a exercer um comportamento de curva 
no gráfico, essa deformação passa de linear para uma deformação plástica ocorrendo 
o oposto que ocorre na linear. 
 
 
Assim onde nesse ponto se parar o experimento, o material não voltaria mais para a 
sua forma anterior, esse ponto por coincidente obteve a mesma tenção da de ruptura, 
o fato desse experimento ocorrer isso não significa que segue um padrão ao qual todo 
aço 1008 possuem a mesma tenção no ponto de ruptura e no limite de tenção-
deformação. 
 
Outra observação que obtemos do gráfico foi o modulo de Young, que e calculado 
através do σ = E * ε, onde o modulo de Young, e representado pela letra E, o qual 
mede a rigidez à tração de um material solido, o resultado obtido foi mostrado nos 
cálculos .Por fim, de acordo com a relação entre tensão e deformação é descrita pela 
lei de Hooke que afirma que a tensão é proporcional à deformação, o coeficiente de 
proporcionalidade é o modulo de Young, quanto maior o modulo, mais tensão é 
necessária para criar a mesma quantidade de tensão, para o outro lado o material 
muito macio se deformaria sem força e teria modulo de Young de zero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CÁLCULOS DO ENSAIO Parte 1 
Antes da Tração 
Comprimento:76 mm 
Espessura: 2,9 mm 
Largura: 11,7 mm 
Multiplicação do Comprimento x Espessura x Largura do Material antes da tração 
76 x 2,9 x 11,7 mm³ 
=220,4 x 11,7 mm³ 
=2578,68 mm³ 
Transformando de mm³ para m³ 
2578,68 
1000 
=2,57868 
Ou seja aprox =~2,60m³ 
Depois da Tração 
Comprimento final: 84,4 mm 
Espessura final:1,6 mm 
Largura final: 8,8 mm 
Multiplicação Comprimento final x Espessura final x Largura final depois da tração 
84,4 x 1,6 x 8,8 mm³ 
=135,04 x 8,8 mm³ 
=1188,352 
Transformando de mm³ para m³ 
1188,352 
1000 
=1,188352 
Ou seja, aproximadamente =~1,20 m³ 
 
 
 
 
CÁLCULOS DO ENSAIO Parte 2 
Para calcular a força de tenção máxima foi feita através da formula de tenção: 
Tensão máxima= _F___ 
 A0 
359MPa=__F___ 
 2,9 mm x 11,7 mm 
359MPa=____F____ 
 33,93mm² 
Fazendo o cruz credo: 
F= 359MPa x 33,93mm² 
F=12180,87N 
 
Para calcular a força de tenção ruptura foi feita através da formula de tenção: 
Tensão de ruptura=____F__ 
 A0 
260,9 MPa=___F____ 
 33,93mm² 
Fazendo o cruz credo: 
F=8852,337N 
F=8852,34N 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CÁLCULOS DO ENSAIO Parte 3 
Para calcular a força de tenção no limite de tenção-deformação foi feita através da 
formula de tenção: 
Tensão de limite de tensão - deformação= ___F___ 
 A0 
359MPa=_____F___ 
 33,93 mm² 
F= 359Mpa x 33,93 
F=12180,87 N 
 
Para calcular o L no momento da troca de tenção-deformação foi feita através da 
fórmula do módulo de Young: 
E=_____Tensão____ 
 Lfinal – Linicial 
 L inicial 
Ou seja, 
E = Tensão x Linicial 
 Lfinal – Linicial 
E= 359 MPa x 76 mm 
 84,4mm x 76 mm 
E=27284Mpa 
 6414,4mm 
E=0,434023447 MPa/mm 
E~=0,43MPa/mm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CÁLCULOS DO ENSAIO Parte 4 
Razão entre área do corpo de prova no início do teste e a área no final do teste, foi 
usada a formula de deformação: 
RA%= Ainicial- Afinal x100 
 Afinal 
RA%= (Espessura inicial x Largura inicial )- (Espessura final x Largura final) x 100 
 Espessura final x Largura final 
RA% = (2,9 mm x 11,7 mm)- (1,6 mmx 8,8 mm) x 100 
 1,6 mm x 8,8mm 
RA%= (33,93 mm²) - (14,08 mm²) x 100 
 (14,08 mm²) 
RA%= 19,85 mm² x 100 
 14,08 mm² 
RA% =1,409801136 x 100 
RA% = 140,9801136% 
RA% ~= 141% 
 
Razão entre os comprimentos do corpo de prova no início do teste e o comprimento no 
final do teste, foi usada a formula de deformação: 
%AL = Lfinal – Ainicial x 100 
 Lfinal 
%AL= 84,4 mm-33,93mm x 100 
 84,4mm 
%AL= 50,47mm x 100 
 84,4mm 
%AL= 0,597985702 x 100 
%AL= 59,7985702% 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
 
Como conclusão dessa prática se têm que depois da tração o material se comprimiu 
devido ser um material ferro dúctel, já que ele foi de aproximadamente 2,60m³ para 
1,18 m³, diminuindo assim 1,42m³ de volume do material. 
Comprovando assim que materiais ferrosos podem ser maleáveis por ductilidade 
dependendo de sua amostra e sua porcentagem presente de carbono. Além disso, 
com o material na máquina percebesse que até certo momento do teste o aço ele 
sofre alterações mas essas alterações são reversíveis, mas passando do ponto de 
escoamento essa deformação se torna permanente nesse material, o aço 1008 no 
início do teste ele tinha 2,9 mm de espessura, 76 mm de comprimento e 11,7 de 
largura, mas ao termino do experimento ele mudou de espessura, foi para 1,6mm; com 
comprimento de 84,4 mm e uma largura de 8,8 mm. 
Assim, com esses resultados foi visto que a porcentagem de Razão entre área foi de 
141% em razão do início com o final e Razão entre os comprimentos do corpo de 
prova no início do teste e o comprimento no final do teste foi quase 60%. 
Em outras palavras, ele estava com um comprimento maior que o do início do teste, 
fora essa análise e importante ressaltar que o experimento foi um experimento 
destrutivo. O comprimento ao qual esse material poderia ser esticado de modo que ele 
ao sair da máquina ele retornasse ao estado normal, a modificação no comprimento 
desse corpo de prova foi diferente dependendo de qual metal fosse o teste e de onde 
fosse botado; esse valor alteraria e com isso poderíamos ver qual material seria mais 
dúctil dentre os que estão no teste. 
Por fim, com o gráfico, é possível ver os pontos de máximo, e o de ruptura além do 
ponto de escoamento. Os resultados obtidos mostram que para se obter a ruptura do 
material, foi utilizado e necessária uma força muito alta, a qual, foi menor que do que 
seu pico máximo de força. Sendo assim, essa mesma força foi obtidano momento da 
ruptura sendo essa a mesma do resultado de escoamento, o que não é um padrão, 
essa coincidência deixou quase que simétrico a parte do gráfico de deformação 
plástica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
BIOPDI. Ensaio de Tração. Disponível 
em:<https://biopdi.com.br/artigos/ensaio-detracao/>. Acesso em: 23 de 
outubro de 2020. 
CALLISTER et al. Fundamentos da ciência e engenharia de materiais: uma 
abordagem integrada. 5. ed. Rio de Janeiro: gen LTC, 2020. p. 200-215. 
Acesso em: Minha teca no dia 20 de outubro de 2020. 
WIKIPIDIA. Stress–strain curve. Disponível em: 
<https://en.wikipedia.org/wiki/Stress%E2%80%93strain_curve>. Acesso 
em: 23 de outubro de 2020. 
WIKIPIDIA. Young's modulus. Disponível em: 
<https://en.wikipedia.org/wiki/Young%27s_modulus>. Acesso em: 23 de 
outubro de 2020.