Ensaio de Tração

ENSAIO DE TRAÇÃO 1. INTRODUÇÃO Este relatório tem por objetivo a análise da caracterização mecânica dos materiais – especificamente dos metais – através do ensaio de tração. Tal ensaio é amplamente utilizado na indstria e consiste na deformação de um corpo de prova até a sua ruptura! mediante uma car"a de tração "radativamente crescente # ensaio de tração a$ui analisado foi realizado com um corpo de prova composto por aço% 1&'&! conforme a norma ()* +,# -/'%10'&1. 2s forças aplicadas ao lon"o do ensaio e o alon"amento são medidos na própria má$uina! permitindo a "eração de um "ráfico tensão% deformação do material em estudo! a partir dos dados coletados. 3om tais propriedades em mãos! possibilita%se o estudo da ade$uada aplicação do materi material al em difere diferente ntess situaç situaç4es 4es!! seja seja para para o uso estrutur estrutural al ou para para a confor conformaç mação ão e usina"em do material! por e5emplo. 3om a crescente "lobalização e internacionalização do comércio de produtos e serviços! evid eviden enci cia% a%se se a impo import rtân ânci cia a das das norm normas as no noss ens ensaio aioss de car caract acteri erizaç zação ão mec mecâni ânica ca dos materi mat eriais ais!! po pois is pro propor porcio cionam nam mai maior or se" se"ura urança nça!! con confia fiabil bilida idade de e int interc ercamb ambial ialida idade de dos resultados. '. OBJETIVOS # objeti objetivo vo do ensai ensaio o de traçã tração o é mensur mensurar ar!! atravé atravéss do "ráfic "ráfico o tensão tensão%de %defor formaç mação ão!! propriedades mecânicas importantes para o uso apropriado do material em estudo! tais como0 módulo de elasticidade6 limite de escoamento6 limite de resist7ncia 8 tração6 limite de ruptura6 módulo de tenacidade6 módulo de resili7ncia6 alon"amento total e estricção. . METODOLOGIA a. 9*E 9*E9 92*2: *2:;# ;# aria. d Li#ite de Ru)tu&a0 tensão de ruptura do corpo de prova. e Módulo de Te$aidade0 ener"ia de deformação por unidade de volume e5i"ida para tencionar um material desde um estado com aus7ncia de car"a até o limite de ruptura. @ i"ual 8 área sob a curva tensão%deformação de en"en>aria computada até o limite de ruptura. f Módulo de Resili%$ia0 ener"ia de deformação por unidade de volume e5i"ida para tencionar um material desde um estado com aus7ncia de car"a até a tensão do limite de escoamento. @ i"ual a área sob a curva tensão%deformação de en"en>aria computada até o limite de escoamento. " Alo$*a#e$to Total0 aumento percentual do comprimento do corpo de prova. > Est&i'(o0 diminuição da seção transversal. H.

2

G. RESULTADOS0

 2 partir do "ráfico de Tensão 5 o! resultando um valor de &1!&- D9a6 Limite de Ruptura0 pela reta em verde! obtendo um valor de 'R1!GG D9a Módulo de Young (ou Elasticidade) 0 pelo coeficiente an"ular da reta laranja! no valor de G'!&'- S9a. •

• •

3

•

Módulo de Tenacidade: é i"ual 8 inte"ral definida de & a &! 'G do polinJmio de

terceiro "rau! resultante da lin>a de tend7ncia do "ráfico de tensão deformação de en"en>aria. 2ssim0

9ortanto! o módulo de tenacidade é de R&!- D9a. á 8 direita! temos parte do "ráfico no re"ime elástico! caracterizado por $uatro pontos desse re"ime do material. #btemos0 Limite de Escoamento0 apro5imadamente '&' D9a! obtido através do ponto de intersecção da reta paralela com a reta do re"ime elástico! saindo do ponto C&.&&'6 &. #btemos outras propriedades a partir de formulas con>ecidas! tais como0 Módulo de Resiliência0 pode ser calculado a partir da divisão do $uadrado do limite de escoamento pelo dobro do módulo de Poun". 2ssim0 •

•

=&!/'1G •

D9a

 Alongamento: #btivemos um alon"amento de '-!-H?. Mtilizamos o se"uinte

cálculo0 Qf U /!Rmm Q& U Rmm •

Estricção: #correu uma estricção de G!'?. =eja0

.

! onde 2f U -!'Hmm' e 2& U 1!mm ' Cáreas final e inicial

9ara a obtenção da curva real! consideremos $ue metais sólidos como o aço são basicamente incompressBveis! assim! seu volume pode ser considerado como constante.

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9ara determinação dos coeficientes da curva real! consideramos a se"uinte função0

Mtilizamos então o método dos mBnimos $uadrados! apro5imando essa função de um polinJmio de primeiro "rau! obtendo o "ráfico contido no ane5o e a e$uação0 V U &!1&5 W -!1-R. *esultando em XUHR-!RGRD9a e nU&!1& -. COMENT+RIOS E CONCLUS,ES P&o)&iedade #e-$ia

Valo& o.tido

Valo& es)e&ado

Dódulo de elasticidade

G'!& S9a

'&G!&& S9a

Qimite de escoamento

'&' D9a

'1&!&& D9a

Qimite de resist7ncia

&1!&- D9a

&!&& D9a

Qimite de ruptura

'R1!GG D9a

R&!&& D9a

Dódulo de tenacidade

R&!- D9a

1'&!&& D9a

Dódulo de resili7ncia

&!/'1G D9a

&!H D9a

 2lon"amento

'-!-H?

'G?

Estricção

G!'?

-H?

XUHR-!RGRD9a e nU&!1&

XUG& D9a e nU&.'-

3oeficiente da curva verdadeira

#btivemos! neste relatório! al"umas propriedades mecânicas do aço 1&'&. Duitas delas se apro5imaram dos valores esperados Caté &? de variação! como os limites de escoamento e de resist7ncia! o módulo de resili7ncia! o alon"amento! a estricção e o coeficiente da curva verdadeira. Entretanto! >ouve "rande discrepância entre os valores esperando e obtido o módulo de elasticidade e no módulo de tenacidade! muito 5

provavelmente por e$uBvocos na "eração e tratamento de dados e devido 8 propa"ação desses e$uBvocos.  2pesar dessas "randes variaç4es em al"umas propriedades mecânicas! consideram% se satisfatórios os resultados apresentados neste relatório! pois resulta de um ensaio realizado por alunos da "raduação para fins didáticos.

ANE/OS Sráfico para determinação dos coeficientes da curva real

Tabelas de dados usadas para monta"em da curva real e de en"en>aria! 8 es$uerda e direita! respectivamente

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RE0ER1NCIAS BIBLIOGR+0ICAS 3allister! Y.