ensaio de traçao - relatorio

ensaio de traçao - relatorio

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

CENTRO DE TECNOLOGIA GEOCIÊNCIAS

RELATÓRIO

ENSAIO DE TRAÇÃO

Mecânica dos Sólidos 1

Professor: Carlson

Aluna: Larissa Clara Stefenoni

RECIFE, 02 de dezembro de 2010

Sumário

Introdução.................................................................................................3

Caracterização do ensaio.................,...........................................................4

Metodologia...............................................................................................5

Procedimento de segurança..........................................................................6

Resultado número e gráfico.........................................................................7

Análise......................................................................................................8

Conclusão..................................................................................................11

Bibliografia................................................................................................12

Introdução

O ensaio de tração consiste em submeter o material a uma carga axial que tende a alongá-lo até a ruptura. No ensaio de tração o corpo é deformado por alongamento, até o momento em que se rompe. Os ensaios de tração permitem conhecer como os materiais reagem aos esforços de tração, quais os limites de tração que suportam e a carga aplicada no qual o corpo rompe.

Através de um software (neste ensaio de tração foi utilizado o BLUEHIL), é traçado um gráfico conhecido como diagrama tensão-deformação com os dados relativos às forças aplicadas e deformações sofridas pelo corpo de prova até a ruptura. Ao analisarmos esse gráfico obteremos o módulo de elasticidade, o limite de escoamento, limite de resistência mecânico e a tensão de ruptura.

Módulo de Elasticidade é uma propriedade específica de cada metal e corresponde à rigidez deste. Quanto maior o módulo menor será a deformação elástica.

O limite de escoamento corresponde à transição entre a deformação elástica e a plástica. O limite de escoamento superior é a tensão máxima durante o período de escoamento, essa tensão é seguida por uma queda repentina da carga que representa o início da deformação plástica. Após isso a curva se estabiliza e o valor desta tensão equivale ao limite de escoamento inferior. Tais resultados não dependem apenas do material, mas também de outros fatores como a geometria e as condições do corpo de prova.

O limite de ruptura corresponde à tensão na qual o material se rompe. Tenacidade de um metal é a sua habilidade de absorver energia na região plástica. Já o módulo de tenacidade é a quantidade de energia absorvida por unidade de volume até a fratura.

Limite de resistência mecânica corresponde à tensão máxima obtida durante o ensaio de tração.

Caracterização do ensaio

Objetivos: O ensaio de tração tem como objetivo o estudo da resistência de um determinado material e a análise do seu comportamento quando submetido à tração. Esse estudo complementa a análise exigida em grande parte das empresas metalúrgicas, assim como a qualificação de um material perante a exigência de empresas e projetos.

Além disso, o ensaio de tração realizado pelos alunos também visa o aprendizado e familiarização com as medidas e equipamentos empregados durante o ensaio. Pode-se aplicar na prática os conceitos aprendidos previamente nas aulas teóricas de Mecânica dos Sólidos 1. E o relatório é uma forma de expor todos os procedimentos, análises e resultados obtidos com o ensaio

Equipamento: Máquina Instron 8801 Servo-hidráulica

Material ensaiado (descrição):

Corpo de prova retangular: largura: 6,5 mm

espessura: 3,2mm

comprimento: 32 mm

material: aço SAE 1020

Corpo de prova cilíndrico: diâmetro menor: 6 mm

diâmetro maior: 8mm

comprimento: 30 mm

material: aço SAE 1020

Local: LABCEMAT (Lab. De Caracterização de Materiais), localizado no Centro de Tecnologia Geociências (CTG).

Data: 28 de outubro de 2010

Metodologia

● Preparação do corpo de prova para o ensaio de tração:

1. Identificar o material do corpo de prova.

2. Há a usinagem da matéria-prima com fim de obter o corpo de prova de acordo com a norma ASTM E 8M-90.

3. Medir o do corpo de prova utilizando um paquímetro.

● Fixa-se o corpo de prova na máquina por suas extremidades (o corpo de prova é preso por garras), numa posição que permite ao equipamento aplicar-lhe uma força axial de tração.

● A máquina de tração é hidráulica, movida pela pressão de óleo, e está ligada a um dinamômetro que mede a força aplicada ao corpo de prova. Insere os valores obtidos do corpo de prova no software. E este traça um gráfico de tensão por deformação

● A força de tração é aplicada até haver ruptura do corpo de prova.

Procedimento de segurança

● Utilização de protetor auricular para a proteção contra ruídos.

● Comportar-se adequadamente ao ambiente: manter o silêncio e evitar movimentos bruscos.

Resultado número e gráfico

Devido a um problema no software não especificado pelo técnico, responsável pelo laboratório, foram gravados apenas os resultados do ensaio de tração do corpo cilíndrico circular. E estes são expostos a seguir.

Software utilizado para fornecer este gráfico e dados: BLUEHILL

Análise

A figura 1 é uma representação esquemática do comportamento tensão-deformação em tração para materiais frágeis e materiais dúcteis carregados até a fratura.

Figura 1

Realizaremos uma análise do gráfico do ensaio de tração obtido experimentalmente.

Comparando o gráfico tensão x deformação com a figura 1, observamos que o corpo de prova do material ensaiado é dúctil.

O limite de resistência mecânica (σu) è obtido diretamente do gráfico e é o ponto de máxima tensão ou no quadro fornecido (tensile stress at maximum load).

σu=645,75MPa

O limite de escoamento (σe) pode ser obtido pela intersecção da curva tensão x deformação com uma reta paralela a parte que representa a deformação elástica do gráfico deslocada de 0,2% ou no quadro fornecido (tensile stress at Yield (offset 0.2%)).

σe=241,86MPa

O módulo de elasticidade (E) pode ser encontrado pela tangente da reta que representa a deformação elástica do corpo no gráfico ou no quadro fornecido (modulus (E-modulus))

E= 19,77 GPa

Limite de ruptura (σr) é obtido diretamente a partir do ponto final do gráfico.

σr= 460MPa

O alongamento é calculado subtraindo o comprimento inicial do comprimento final e dividindo o resultado pelo comprimento inicial.

A= 4,14/30=0.138=13.8%

Há também a resiliência cujo módulo é igual à área sob a curva tensão x deformação até o escoamento. E a tenacidade cujo módulo é toda a área sob a curva tensão x deformação.

A tabela abaixo apresenta uma comparação entre os valores reais e os valores experimentais das propriedades mecânicas.

Propriedades mecânicas

Valor experimental

Valor teóricos

Módulo de elasticidade

19,77GPa

170GPa

Limite de escoamento

241,86MPa

210GPA

Limite de resistência mecânica

645,75MPa

380GPa

Limite de ruptura

460MPa

360MPa

Alongamento

13,8%

25%

Como pode ser observado no quadro comparativo houve uma grande discrepância entre os valores experimentais e os valores teóricos. Essa diferença pode ser explicada pelos valores das medidas do corpo de prova não apresentarem a precisão especificada pela norma utilizada, mas a utilização destes foi aceita por se tratar de apenas uma atividade didática. Além dos erros de detalhes de execução do ensaio. E a composição do material, pois não sabemos se é realmente igual a do aço 1020.

Conclusão

Apesar da grande 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, através dos gráficos, necessárias à engenharia de determinado material.

Por fim essa diferença nos resultados nos faz perceber a importância da utilização da norma e fazer uma maior verificação dos detalhes práticos.

Bibliografia

HIBBELER, R.C. Resistência dos Materiais, 3.º Ed., Editora Livros Técnicos e

Científicos, 2000;

BEER, F.P. e JOHNSTON, E.R.. Resistência dos Materiais, 4.º Ed., Makron Books;

JR, William D. Callister. Ciências e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. Ed. LTC, 5 ed.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_tra%C3%A7%C3%A3o

http://home.utad.pt/~pontesfct/Relatorios_ficheiros/Relatorio_Execucao_Material_Jan09.pdf

http://www.abnt.org.br/cb04/admin/Proj%20Rev%20NBR%206152.pdf

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