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INSTITUTO FEDERAL DE SÃO PAULO - IFSP Engenharia de Controle e Automação 5° Semestre Disciplina: Laboratório de Processos de Fabricação – N5LBF Profa. Claudete Kallas Prof. Marcos Gonzales Fernandes

RELATÓRIO 05 – ENSAIO DE TRAÇÃO

Lucas Leal, 1666011

São Paulo Abril / 2018 1

1. TÍTULO DA EXPERIÊNCIA: Ensaio de tração

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA Dentre os ensaios destrutivos aplicados na indústria, um que merece atenção é o ensaio de tração, que confere quanto um determinado material suporta em força de forma uniaxial, afim de provocar elongação no material até o momento de ruptura, levando-o a se romper em duas partes. O ponto de maior interesse é quando o material efetivamente se rompe, afim de determinar suas aplicações em situações máximas de estresse, logo é esse ponto que a máquina mede. De forma simples, o corpo de prova composto pelo material a ser utilizado é preso em dois apoios verticais, um engastado à base da máquina, outro peso em suportes que exercerá a força oposta até rompimento. Enquanto o dispositivo mecânico realiza a força, um dinamômetro digital ou uma célula de carga que registra os esforços realizados. Após finalização do teste, o seguinte gráfico deve ser gerado, ou semelhante, de tensão em função da deformação.

Imagem 1 – gráfico geral do comportamento do material durante o teste

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No gráfico acima, existem diferentes regiões de acordo com o decorrer do ensaio. Todo material passa por essas fases, o que varia é a proporção entre deformação e tensão. Na fase elástica, o material se comporta como uma mola, ou seja, obedece ainda as leis de Hooke. Após cessarem as solicitações externas sobre o corpo de prova, ele retornará ao seu comprimento original. Em metais, geralmente, não apresenta uma deformação sensível ao olho nú. A deformação nesse estágio apresenta uma proporcionalidade em sua função, ou seja, a força aplicada é igual ao produto da deformação com uma constante elástica do material denominada “módulo de elasticidade” ou ainda “módulo de Young”, que é determinado pela derivada da tensão pela deformação, valida somente na fase elástica. Quanto maior o módulo, menor deformação elástica resultante. Por exemplo: o módulo do aço é de cerca de 200 GPa enquanto o de uma liga de alumínio é de 70 Gpa, logo, o alumínio deformaria mais do que o aço na fase elástica. Vale salientar que nem todo material apresenta deformação linear na fase elástica, como por exemplo o concreto, polímeros e o ferro fundido.

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Imagem 2 – Comparação entre o aço e o alumínio

O ponto de escoamento é um divisor de águas que marca o início da chamada “deformação plástica” que consiste em um aumento no comprimento do material sem necessariamente aumento das cargas de solicitação sobre o corpo. A velocidade na qual o corpo se deforma apresenta variações neste período. Durante a fase plástica, o material não retorna ao seu comprimento original mais, sendo então não enquadrado mais na lei de Hooke.

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Em sequência se notará que o material chegará ao ponto mais alto e começará a decrescer em sentido de tensão. Esse “pico” é o limite de resistência: a máxima tração que o corpo de prova suporta. A queda na tensão aplicada, provem da deformação sofrida que reduz sua área transversal, que faz com que seja suportado menos solicitações. Esse fenômeno é conhecido como estricção, e é calculado através da diferença entre a área transversal inicial, menos a final do material dividido pelo valor da secção transversal inicial. Com a ruptura, o teste acaba, a tensão subiria sem deformação. Obtendo-se os resultados através do software, o gráfico deve ser de certa forma semelhante à imagem mostrada. O teste realizado com a máquina kratos série KE não requisita calibração inicial da máquina ou ajuste, entretanto, em todos os testes o principal a ser tratado é o dimensionamento do corpo de prova. Como foi dito, a secção transversal interfere no comportamento do material, logo é de suma importância que o corpo de prova esteja no tamanho ideal.

Imagem 3 – Representação do corpo de prova padrão

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Imagem 4 – Deformação sofrida pelo corpo durante o teste

Uma forma de se diminuir a discrepância devido a diferentes dimensões do corpo de prova, há uma formula denominada “tensão convencional” que é dada pela razão da força aplicada pela área transversal do corpo.

ABNT: NBR ISO 6892-2:2013

3. OBJETIVOS Compreender o funcionamento do teste de tração. 6

4. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS   

Máquina de ensaio de tração (Marca KRATOS, série KE); Corpos de prova metálicos; Computador.

5. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS E RESULTADOS 1) Ligou-se a máquina de tração presente no laboratório de ensaios mecânicos, seu computador e escolheu-se um corpo de prova dentre os disponíveis. O software da máquina foi inicializado no micro, e se inicializou o arquivo para um novo relatório. 2) Realizou-se a montagem mecânica de fixou-se o corpo de provas na máquina.

Imagem 5 – corpo de provas fixado na máquina

3) Deu-se inicio ao teste e foram registradas leituras do comportamento da força, apresentado pelo software disponível.

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Imagem 6 – Resultados no software durante o teste

4) O teste se seguiu até rompimento completo do corpo de prova.

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Imagem 6 – Corpo de prova rompido

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Imagem 7 – Corpo de prova após o teste

6. CONCLUSÃO Após realização do teste, pode-se levantar algumas proposições sobre o ensaio de tração. Infelizmente, não foi possível completar o teste de forma satisfatória, devido a um problema com a configuração do software do equipamento. Entretanto, parte da curva estudada em teoria se apresenta com semelhanças notáveis da sua fase de deformação elástica e parte da deformação elástica. Não há como se prolongar muito o raciocínio por aqui, tendo em vista que os parâmetros utilizados são um tanto quanto duvidosos. Contudo, no quesito mecânico, houve exatamente o comportamento esperado para um metal no teste: Deformação leve, quase inaparente, rompimento abrupto que levaram o final do deste. Ao se analisar o corpo de prova depois do ensaio, nota-se que sua secção transversal está afinada com relação ao resto do cilindro, o que é explicado pela curva descendente esperada antes do rompimento de um corpo, visto na teoria. Então, levando em conta que os indícios mecânicos apontam que o rompimento decorreu após certo nível de deformação da área do corpo de prova, pode-se que o material teria um comportamento próximo ao esperado do gráfico visto na teoria.

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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] PDF: Ensaios mecânicos dos materiais tração, Autor: Prof. Dr. CassiusO. F. Terra Ruckert; disponível em:

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