pdf00_ensaio tração (40p)

ENSAI OENSAI O DE T R AÇÃODE T R AÇÃO

A facilidade de execução e a A facilidade de execução e a reprodut ibilidade dos resultados reprodut ibilidade dos resultados tornam o ensaio de t ração um dos tornam o ensaio de t ração um dos mais importante ensaios mais importante ensaios realizados em mater iais.realizados em mater iais.


Este ensaio consiste na Este ensaio consiste na aplicação de uma força aplicação de uma força num corpo sólido, que num corpo sólido, que promove uma deformação promove uma deformação do material na direção do do material na direção do esforço que tende a esticáesforço que tende a esticá--lo ou alongálo ou alongá--lo. lo. σσ

σσ


Geralmente, o ensaio é realizado Geralmente, o ensaio é realizado num corpo de prova de formas e num corpo de prova de formas e dimensões padronizadas, para que os dimensões padronizadas, para que os resultados obtidos possam ser resultados obtidos possam ser comparados ou, se necessário, comparados ou, se necessário, reproduzidos. Esse corpo de prova; é reproduzidos. Esse corpo de prova; é fixado numa máquina de ensaio (um fixado numa máquina de ensaio (um dinamometrodinamometro ou ou extensômetroextensômetro) que ) que aplica esforços crescentes na sua direção aplica esforços crescentes na sua direção axial, sendo medidas as deformações axial, sendo medidas as deformações correspondentes. correspondentes.


Os esforços ou cargas são Os esforços ou cargas são medidos na própria medidos na própria máquina de ensaio e o máquina de ensaio e o corpo de prova é levado corpo de prova é levado até a sua ruptura.até a sua ruptura.

σσ

σσ

σσ

σσ


Com esse tipo de ensaio, podeCom esse tipo de ensaio, pode--se se

afirmar que praticamente as deformações afirmar que praticamente as deformações

promovidas no material são uniformemente promovidas no material são uniformemente

distribuídas em todo o seu corpo, pelo distribuídas em todo o seu corpo, pelo

menos até ser atingida uma carga máxima menos até ser atingida uma carga máxima

próxima do final do ensaio.próxima do final do ensaio.


O ensaio de tração permite medir O ensaio de tração permite medir satisfatoriamente a resistência do satisfatoriamente a resistência do material e a uniformidade da material e a uniformidade da deformação permitindo ainda obter deformação permitindo ainda obter medições precisas da variação dessa medições precisas da variação dessa deformação em função da tensão deformação em função da tensão aplicada. Essa variação extremamente aplicada. Essa variação extremamente útil, é determinada pelo traçado da útil, é determinada pelo traçado da curva tensão deformação, a qual pode curva tensão deformação, a qual pode ser obtida diretamente pela máquina ou ser obtida diretamente pela máquina ou por pontos.por pontos.


DIAGRAMADIAGRAMA

XX


εε

σσ

Deformação ElásticaDeformação Elástica

Deformação PlásticaDeformação Plástica

RUPTURARUPTURA

Tensão máximaTensão máxima


Tensão é definida genericamente como a resistência Tensão é definida genericamente como a resistência interna de um corpo a uma força externa aplicada interna de um corpo a uma força externa aplicada sobre ele, por unidade de área.sobre ele, por unidade de área.

σσσσ εεεεTENSÃODEFORMAÇÃO

SF=σ

Força N (newton)

Área (mm2)

Durante muito tempo, a tensão foi medida em

kgf/mm2 ou em psi (pound square inch, que quer dizer:

libra por polegada quadrada).

Com adoção do Sistema Internacional de Unidades

(SI) pelo Brasil, em 1978, essas unidades foram

substituídas pelo pascal (Pa).

Um múltiplo dessa unidade, o megapascal (MPa),

vem sendo utilizado por um número crescente de países,

inclusive o Brasil.

T ransformações de unidadesT ransformações de unidades

= 9,807 N/mm2= 9,807 MPa= 1422,27 psi1 kgf/mm2

= 0,102 kgf/mm2= 1N/mm21 MPa

= 9,807 N= 0,454 lb1 kgf

= 0,10 2kgf1 N

ENSAI OENSAI O DE T R AÇÃODE T R AÇÃODEFORMAÇÃO NA T RAÇÃODEFORMAÇÃO NA T RAÇÃO

DEFORMAÇÃO εεεεDeformação é a variação de uma dimensão qualquer Deformação é a variação de uma dimensão qualquer desse corpo, por unidade da mesma dimensão, quando desse corpo, por unidade da mesma dimensão, quando esse corpo é submetido a um esforço qualquer.esse corpo é submetido a um esforço qualquer.

LF LF -- LL00

LL00

Suponha que você quer saber qual o alongamento sofrido por um corpo de 12mm que, submetido a uma força axial de tração, ficou com 13,2mm de comprimento.Aplicando a fórmula anterior, você fica sabendo que:

LoLoLf

−=ε

121213,2

−=ε 0,1mm/mm

121,2 ==ε

A unidade mm/mm indica que ocorre uma deformação de 0,1mm por 1mm de dimensão do material.


Deformação Deformação PlásticaPlástica

Deformação Deformação ElásticaElástica

Deslocamento das discordânciasDeslocamento das discordânciasprovocando uma deformaçãoprovocando uma deformação

permanente no materialpermanente no material

Afastamento dos átomos sem deformação permanente


εε

σσ

Tensão é linearmente Tensão é linearmente proporcional a deformaçãoproporcional a deformação

Região de deformação Elástica


Módulo de ElasticidadeMódulo de Elasticidadeou ou

Módulo de YoungMódulo de Young

LEI DE HOOKELEI DE HOOKE

E = E = σσσσεεεε LF LF -- LL00

LL00


εε

σσ

LIMITE DE ELASTICIDADE

Até o limite de elasticidade verifica-se que a tensão aplicada é linearmente proporcional a deformação, obedecendo-se assim a LEI DE

HOOKE


Como Determinar o Limite de Escoamento ?Como Determinar o Limite de Escoamento ?

•• AdotaAdota--se por convenção o limite se por convenção o limite nn de escoamentode escoamento

nn % de deformação% de deformação

0,2%0,2%

0,5%0,5%

0,1%0,1%0,2 utiliza-se na maioria dos casos

0,5 utiliza-se para cobre e suas ligas

0,1 utiliza-se para casos especiais


σσ

ε0,2%0,2%

σσσσ limite de limite de escoamentoescoamento


σσ

ε

Limite JohnsonLimite Johnson Velocidade de deformação é Velocidade de deformação é 50% maior que na origem50% maior que na origem

AB C AB = 0,5BCAB = 0,5BC

Eσσσσ limite de limite de escoamentoescoamento

LLimite Johnsonimite JohnsonCCorrespondeorresponde àà tenstensãão na qual a velocidade de deformao na qual a velocidade de deformaçãçãooéé 50% maior que na origem50% maior que na origem

Diagrama T ensão x DeformaçãoDiagrama T ensão x Deformação

Limite ElásticoLimite ElásticoMáximaMáxima tensãotensão a a queque umauma peçapeça podepode ser ser submetidasubmetida

1.1. Trace uma reta perpendicular aoTrace uma reta perpendicular aoeixo das tenseixo das tensõões, fora da regies, fora da regiãão dao dacurva tenscurva tensããoo--ddeformaeformaçãçãoo (F(F--D).D).

LLimite Johnsonimite Johnson


22. . Prolongue a reta da zona Prolongue a reta da zona eleláástica, astica, a partir do ponto O, atpartir do ponto O, atéé

que ela corteque ela corte a reta FD no ponto Ea reta FD no ponto E

3.3. Remarque o ponto D de modoRemarque o ponto D de modoque a medida do segmento FDque a medida do segmento FDseja igual a uma vez e meia oseja igual a uma vez e meia o

segmento FE.segmento FE.



4.4. Trace a reta ODTrace a reta OD

5.5. Trace a reta MN paralela Trace a reta MN paralela a OD,a OD, tangenciando a curva tangenciando a curva

tenstensããoo--dede--formaformaçãçãoo



A uniformidade de deformações termina A uniformidade de deformações termina no momento em que é atingida a carga no momento em que é atingida a carga máxima suportada pelo material. Neste máxima suportada pelo material. Neste momento começa a aparecer o fenômeno momento começa a aparecer o fenômeno da da estricçãoestricção ou diminuição da seção do ou diminuição da seção do corpo de prova, nos casos de metais com corpo de prova, nos casos de metais com certa ductilidade. certa ductilidade.


ε

σσInício da Início da estricçãoestricção

Diminuição da área transversal da amostra devido os alívios de tensões


A ruptura sempre se dá na região A ruptura sempre se dá na região estrita do material, a menos que um estrita do material, a menos que um defeito interno no material fora dessa defeito interno no material fora dessa região, região, promovoquepromovoque a ruptura do a ruptura do mesmo, o que raramente acontece.mesmo, o que raramente acontece.

σσ

ε


εε

σσ

Resiliência é a capacidade de um metal absorver energia quando

deformado elasticamente

RESILIÊNCIARESILIÊNCIA


εε

σσ

Tenacidade é a capacidade de um metal absorver energia quando

deformado plasticamente

TENACIDADETENACIDADE


O conceito de tenacidade é importante para se O conceito de tenacidade é importante para se projetar peças que devam sofrer tensões projetar peças que devam sofrer tensões estáticas ou dinâmicas acima do limite de estáticas ou dinâmicas acima do limite de escoamento sem se fraturar, como é o caso por escoamento sem se fraturar, como é o caso por exemplo de engrenagens, engates, exemplo de engrenagens, engates, acoplamentos em geral, correntes, molas, acoplamentos em geral, correntes, molas, ganchos de guindastes, eixos, estruturas de ganchos de guindastes, eixos, estruturas de veículos, equipamentos para moinhos de pedra, veículos, equipamentos para moinhos de pedra, martelos pneumáticos, etc.martelos pneumáticos, etc.


Material com grande Material com grande capacidade de absorver capacidade de absorver energia na região elástica, energia na região elástica, mas com pequena mas com pequena capacidade de deformação capacidade de deformação plásticaplástica

Material com grande Material com grande capacidade de deformação capacidade de deformação Plástica Plástica


σσ

ε

σσ’

ε’ ε’’


A precisão de um ensaio de tração A precisão de um ensaio de tração depende, evidentemente, da precisão dos depende, evidentemente, da precisão dos aparelhos de medida de que se dispõe. aparelhos de medida de que se dispõe. Mesmo no início do ensaio, se esse não Mesmo no início do ensaio, se esse não for bem conduzido, grandes erros poderão for bem conduzido, grandes erros poderão ser cometidos, como por exemplo, se o ser cometidos, como por exemplo, se o corpo de prova não estiver bem alinhado, corpo de prova não estiver bem alinhado, os esforços assimétrico que aparecerão os esforços assimétrico que aparecerão levarão a falsas leituras das deformações levarão a falsas leituras das deformações para uma mesma carga aplicada.para uma mesma carga aplicada.


DeveDeve--se portanto centrar bem o corpo se portanto centrar bem o corpo de prova na máquina para que a de prova na máquina para que a carga seja efetivamente aplicada na carga seja efetivamente aplicada na direção do seu eixo longitudinal.direção do seu eixo longitudinal.


A melhor maneira para se determinar as A melhor maneira para se determinar as propriedades mecânicas de um metal por propriedades mecânicas de um metal por tração é ensaiar um corpo de prova retirado tração é ensaiar um corpo de prova retirado da peça. Assim, os ensaios de tração da peça. Assim, os ensaios de tração geralmente são feitos em corpo de prova geralmente são feitos em corpo de prova normalizados pelas várias associações de normalizados pelas várias associações de normas técnicas. A Associação Brasileira de normas técnicas. A Associação Brasileira de Normas T écnicas (ABNT ) tem o método Normas T écnicas (ABNT ) tem o método MBMB--04, onde estão indicadas as formas e 04, onde estão indicadas as formas e dimensões dos corpo de provas para cada dimensões dos corpo de provas para cada caso. caso.

Mas, se a ruptura ocorrer fora do centro, de modo a não permitir a contagem de n/2 divisões de cada lado, deve-se adotar o seguinte procedimento normalizado:

Toma-se o risco mais próximo da ruptura. Conta-se n/2 divisões de um dos lados.Acrescentam-se ao comprimento do lado oposto quantas divisões forem necessárias para completar as n/2 divisões.

A medida de Lf será a somatória de L’+ L”,

ENSAIO DE TRAÇÃO

A primeira coisa a fazer é juntar, da melhor forma possível, as duas partes do corpo de prova.

Depois, procura-se o risco mais próximo da ruptura e conta-se a metade das divisões (n/2) para cada lado. Mede-se então o comprimento final, que corresponde à distância entre os dois extremos dessa contagem.

ENSAIO DE TRAÇÃO

Corpos de prova de tração Corpos de prova de tração ABNTABNT

251803020105Ferro fundido tipo B

25100302030Ferro fundido tipo A

25-304005040240Chapa grossa

202002012,575Chapa fina

15150181070Redondo

R (mm)D (mm)C (mm) B (mm)A (mm)Corpo deProva ABNT


Ensaio de tração em corpo de prova? Ensaio de tração em corpo de prova?

•• MaterialMaterial acabadoacabado dede grandegrande porteporte

•• MaterialMaterial fundidofundido

•• ChapasChapas

ENSAI OENSAI O DE T R AÇÃODE T R AÇÃOEnsaio de tração feito direto nos materiais ? Ensaio de tração feito direto nos materiais ?

•• Fios metálicosFios metálicos•• Tubos de pequenos Tubos de pequenos

diâmetrosdiâmetros

•• CabosCabos dede açoaço

pdf00_ensaio tração (40p)

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