Relatório Ensaio de Tração

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO 
CENTRO TECNOLÓGICO 
Departamento de Engenharia Mecânica 
Disciplina: Laboratório de Materiais I 
RELATÓRIO - 04/04/2018 
ENSAIO DE TRAÇÃO 
 
 
Responsável (Discente) : 
Miguel Martinelli Saldanha 
Veronica Maia Viana Marcial 
 
1 MATERIAL ENSAIADO 
 
● Fio de aço inox 304; 
● Fio de Alumínio. 
 
2 METODOLOGIA APLICADA 
 
Na aula pratica foi utilizada a máquina MTS Exceed® , modelo E43, apresentada na figura 
01, para realizar os ensaios de tração. O primeiro ensaio de tração foi realizado com um fio 
de Alumínio de 300 mm de comprimento e diâmetro de 1,2 mm. 
 
 
Figura 01: Máquina MTS Exceed® - Modelo E43 
Fonte: Autoria própria 
 
O fio utilizado como corpo de prova foi segurado pelas "garras" da máquina,foi aplicada 
uma carga real crescente e como esperado dentro de um ensaio destrutivo o fio foi 
tracionado até o rompimento, o que levou aproximadamente 3 minutos após o início do 
ensaio. 
Com os dados da força aplicada e alongamento sofrido pelo fio foi construído um gráfico 
tensão x deformação, a partir do gráfico foi possível obter a tensão de escoamento 
traçando uma reta paralela a reta que representa a zona de deformação elástica do 
material e com origem na deformação de 0,002 mm. 
 
 
 
O módulo de elasticidade pode ser calculado a partir da inclinação do gráfico na zona 
elástica ou pela Lei de Hooke , dada por : 1
×εσ = E 
Onde é a tensão de engenharia, é a deformação de engenharia e o módulo deσ ε E 
elasticidade. 
O limite de resistência à tração pode ser obtido observando o "pico" do gráfico, ou a 
máxima tensão alcançada antes do início do empescoçamento. 
A ductilidade foi calculada como alongamento percentual​1​ - %AL- de tal forma que : 
AL )×100% = ( lo
l −lf o 
A o módulo de resiliência foi calculado como a área abaixo do gráfico tensão x deformação 
até o escoamento​1​: 
 dεU r = ∫
ε
0
σ 
A tenacidade é calculada também como área abaixo do gráfico tensão x deformação, 
porém até o ponto de fratura. 
Para o fio de aço inox 304, também com 300 mm iniciais de comprimento e diâmetro inicial 
de 1,2 mm, foram feitos dois ensaios de tração,uma vez que no primeiro ensaio não 
ocorreu a fratura como esperado.No segundo ensaio a carga inicial aplicada corresponde a 
última carga alcançada no primeiro ensaio. Os mesmos procedimentos acima listados para 
o fio de alumínio foram realizados com o dados do ensaio feito com o fio de Aço Inox 304, 
para obter assim as propriedades mecânicas do mesmo. 
 
 
 
3 RESULTADOS 
 
 ​ A figura 02 mostra o fio de Alumínio após a fratura, que ocorreu na garra, o mesmo foi 
observado no fio de aço inox 340, mostrado na figura 03. 
 
 
 
Figura 02: Fio Alumínio após ensaio de tração 
Fonte: Autoria própria 
 
 
 
1 CALLISTER JR., William D., Ciência e Engenharia de materiais: Uma Introdução.7ed. Rio de Janeiro: 
LTC,2008. 
 
 
Figura 03: Fio Aço Inox 340 após ensaio de tração 
Fonte: Autoria própria 
 
 
O gráfico 01 corresponde ao gráfico tensão x deformação obtido a partir dos dados do 
Alumínio. Observa-se que após atingido o limite de resistência a tração a tensão de 
engenharia decai, isso devido ao empescoçamento do fio,ao final do ensaio observa-se 
uma queda brusca na tensão, como representado no gráfico, isso devido ao rompimento do 
fio. 
 
 
Gráfico 01: Alumínio: Tensão x Deformação 
Fonte: Autoria própria 
 
 
O gráfico 02 corresponde ao gráfico tensão x deformação obtido a partir dos dados do Aço 
Inox 304 no primeiro ensaio,observa-se que não há uma queda brusca na tensão como no 
caso do alumínio, uma vez que não houve ruptura.O gráfico 03 é referente ao segundo 
ensaio feito com fio de aço inox,observa-se que a tensão inicial já é elevada e uma queda 
na tensão no final do ensaio, representando a ruptura,ambos os gráficos são apresentados 
a seguir. 
 
Gráfico 02: Aço Inox 304: Tensão x Deformação - Sem fratura 
Fonte: Autoria própria 
 
 
Gráfico 03: Aço Inox : Tensão x Deformação - com Fratura 
Fonte: Autoria própria 
 
Módulo de elasticidade 
Para encontrar o módulo de elasticidade, foi considerada uma parte linear do gráfico e 
calculada a inclinação desse segmento de reta. 
 
 
 
Tensão de escoamento 
Para determinar a tensão de escoamento, foi utilizado o método da convenção. Sabendo a 
inclinação da região elástica, traçamos uma reta paralela que cruzasse o eixo x em 0,002. 
 
Os mesmos procedimentos são realizados para o aço. 
 
 
 
Ductilidade AL% 
Para calcular a ductilidade, foi utilizada a fórmula do alongamento percentual: .00l0
l − lf 0 × 1 
A partir dos dados fornecidos pelo ensaio, temos: = 3,857%00300
311,57 − 300 × 1 
 
 
 
Tensão limite de resistência à tração 
Essa tensão pode ser facilmente obtida a partir da verificação dos dados fornecidos pelo 
ensaio. Quando a tensão atingir um valor máximo, esse valor será a tensão LRT. 
 
 
Obs: A ductilidade e a tenacidade do aço não pôde ser calculada, visto que houve uma 
falha no ensaio. O fio ensaiado deslizou em relação às garras da máquina, fazendo com 
que seja impossível determinar a deformação total real do fio. 
 
 
Tabela 01: Propriedades mecânicas do Alumínio e do Aço Inox 304 
 
A tabela 01 dispõe os valores das propriedades mecânicas do Alumínio e do Aço Inox 304 
a partir do ensaio de tração realizado na aula experimental. 
 
 
4 CONCLUSÃO 
Apesar da discrepância apresentada entre os valores experimentais das 
propriedades mecânicas e os valores teóricos, o ensaio de tração foi de grande importância 
para termos um conhecimento prático deste assunto, além de aprendermos a obter as 
propriedades mecânicas dos materiais através dos gráficos de carregamento x 
alongamento.