ensaio de tração de metais

CONCEITOS DE ENSAIO DE TRAÇÃO
a) Deformação Específica em porcentagem ( representada pela letra

l
L
100)
( é quanto a barra se alongou em porcentagem )
Exemplo:
Com uma força de 41.700 N obtivemos um alongamento (l )  de 0,300 mm no ensaio
de tração. O comprimento inicial (L) do corpo de prova ( barra ensaiada é de 25 mm)
Logo a deformação específica quando a barra foi submetida a 41.700 N foi de :
0,300

x100  1,2%
25
Obs..: Em casa fazer para todos os níveis de carga da tabela abaixo.( preencha a tabela)
F( N)
6500
13.000
19500
26.100
32.600
ε=
l
x100(%)
l
l (mm)
l (comprimento
inicial) (mm)
0,0075
0,0350
0,0600
0,0750
0,1500
25
25
25
25
25

F
(MPa )
S
39.200
41.700
45.000
42.700
39.400
0,225
0,300
0,450
0,575
0,750
25
25
25
25
25
b) Conceitos de tensão - Máxima , Tensão de Ruptura e Tensão de escoamento
Obs. Calcule as tensões para todos os níveis de carga ( preencha a tabela )
F( N)
6500
13.000
19500
26.100
32.600
39.200
41.700
45.000
42.700
39.400
ε=
l
x100(%)
l
l (mm)
l (comprimento
inicial) (mm)
0,0075
0,0350
0,0600
0,0750
0,1500
0,225
0,300
0,450
0,575
0,750
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25

F
(MPa )
S
Observação :
 

F
A
diâmetro da barra = 8mm
A  50,26mm2  50,26 x106 m2
Exemplo : para a força de 26.100 N
26.100 N
=519MPa
50,26 x10  6 m 2
Unidade de tensão=
MPa--------- =
N
x10 6
2
m
Tensão máxima
Num ensaio de tração o material atinge a máxima resistência ( veja no gráfico nas paginas
finais , que para os materiais metálicos, na maioria das vezes ele atinge o máximo depois
falha com valores menores ) , isto devido a estricção ( diminuição da seção quando atinge
o máximo ).
F( N)
ε=
l
x100(%)
l
6500
13.000
19500
26.100
32.600
39.200
41.700
45.000
42.700
39.400
l (mm)
l (comprimento
inicial) (mm)
0,0075
0,0350
0,0600
0,0750
0,1500
0,225
0,300
0,450
0,575
0,750
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25

F
(MPa )
S
895
Calcule a tensão máxima (para a força máxima) = 45.000 N
 max 
45.000 N
 895Mpa
50,26 x10 6 m 2
Tensão de ruptura = É a tensão de falha(ruptura) do material , na maioria das vezes abaixo
da tensão máxima .
O último nível de carga no ensaio de tração : 39.400 N
 rup 
39.400.N
 783Mpa
50,26 x10 6 m 2
( tensão de ruptura )
Tensão de escoamento
A tensão de escoamento é quando no gráfico tensão x deformação , a curva já não
comporta-se linearmente. Em normas de engenharia esta tensão é tirado do gráfico por
uma paralela a região linear em 0,2% (zero virgula dois por cento) da deformação
específica.
Observação: Para dimensionar uma estrutura é conveniente tomarmos tensões abaixo
desta tensão.
c) Modulo de elasticidade
É representado pela letra ( E )
Em um ensaio de tração pegamos a região linear ( chamada de região elástica)
E


Módulo de elasticidade = 166 GPa
LEI DE HOOKE
Nesta região (elástica) as tensões são proporcionais as deformações , isto é:
  E
Lei de Hooke
(1)
Como visto anteriormente que :

L
L
(2)
Definição de deformação específica
Sabemos que as tensões também são definidas como:

F
A
F
 E
A
(3)
substituindo 3 em 1
(4)
substituindo 2 em 4
F L

E
A L
l 
Rearranjando a equação temos que:
F .L
AE
L  Alongamento total da barra ( cdp)
F= Força que produz a distensão da barra
L= Comprimento da barra
A= área da seção transversal da barra
E = MÓDULO DE ELASTICIDADE DO MATERIAL
Exercício:
1-Determinar o alongamento total de uma barra de aço com 60 cm de comprimento , sendo
a tensão de tração igual a 1050
Kgf / cm2
.
E ( módulo de elasticidade igual =
21x10 kgf / cm 2 .
Solução:
  E

E


1050
5

50
x
10
21x10 5

L
L
L   .L  50.10 5.60  0,03cm
L= 60 cm
Resposta = O alongamento da barra é igual a 0,03 cm
2- Determinar a força de tração numa barra de aço cilíndrica com 3 cm de diâmetro , sendo
a deformação específica (   0,7 x10 ) e o módulo de elasticidade E =
3
21x10 5 kgf / cm 2 .
Solução:
  E
  0,7 x103 x21x105  14,7 x10 kgf / cm2
2

F
A
F   .A
A= área da seção transversal
Diâmetro 3cm -
A
d 2
4
 7,06cm 2
F  14,7 x10 2 x7,06  10.378kgf
Solução do ensaio de tração:
ENSAIO DE TRAÇÃO DE METAIS
Aço AISI 1045
Preencher a tabela abaixo:
F( N)
l
ε=
x100(%)
l
l (mm)
l (comprimento
inicial) (mm)
0,0075
0,0350
0,0600
0,0750
0,1500
0,225
0,300
0,450
0,575
0,750
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25

F
(MPa )
S
0,03
6500
13.000
19500
26.100
32.600
39.200
41.700
45.000
42.700
39.400
0,14
0,24
0,30
0,60
0,90
1,2
1,8
2,3
3,0
129
258
387
519
648
779
829
895
849
783
Dados: Diâmetro inicial do CDP = 8 mm
Calcule S (área) =
d 2

 82
 50,26mm2  50,26 x10 6 m2
4
4
Trace a curva Tensão x Deformação e determine as propriedades mecânicas .
a)
b)
c)
d)
Determine a deformações específicas na ruptura
Determine as tensões de ruptura e máxima tensão
Módulo de elasticidade do material
Tensão de escamento a 0,2%