Ensaio de Material - Telecurso 2000 - VISITE: WWW.ICANDO.COM

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(Parte 4 de 12)

Que tal parar e aplicar o que foi visto? Entªo, resolva o exercício a seguir.

Verificando o entendimento

Sabendo que a tensªo sofrida por um corpo Ø de 20 N/mm2, como vocŒ expressa esta mesma medida em MPa? Para dar sua resposta, consulte o quadro de conversıes, se achar necessÆrio.

Resposta:

T =N mm2

AULASe vocŒ interpretou corretamente o quadro de conversıes, sua resposta deve ter sido 20 MPa.

Para matar a curiosidade, veja a conversªo desta mesma medida para: kgf/mm2 fi se 1 MPa = 0,102 kgf/mm2, entªo: 20 MPa = 2,04 kgf/mm2 e para: psi fi se 1 kgf/mm2 = 1422,27 psi, entªo 2,04 kgf/mm2 = 2901,4308 psi

Calculando a tensªo

Um amigo, que estÆ montando uma oficina de manutençªo mecânica, pediu sua ajuda para calcular a tensªo que deve ser suportada por um tirante de aço de 4 mm2 de seçªo, sabendo que o material estarÆ exposto a uma força de 40 N.

Simples, nªo Ø mesmo? Sabendo qual a força aplicada (F = 40 N) e qual a Ærea da seçªo do tirante (S = 4 mm2), basta aplicar a fórmula:

Portanto, a tensªo que o cabo deverÆ suportar Ø de 10 N/mm2. Mas, se seu amigo quiser saber a resposta em megapascal, o resultado serÆ 10 MPa.

Muito bem! Por ora, se todos os assuntos apresentados ficaram claros, jÆ estÆ mais que bom. Antes de passar para o estudo da próxima aula, resolva os exercícios a seguir para ter certeza de que tudo que foi visto nesta aula nªo apresenta mais mistØrios para vocŒ.

Exercício 1

Assinale com um X a(s) resposta(s) que completa(m) a frase corretamente: O ensaio de traçªo tem por finalidade(s) determinar: a)()o limite de resistŒncia à traçªo; b)()a impressªo causada por um penetrador; c)()o diâmetro do material ensaiado; d)()o alongamento do corpo ensaiado.

Exercício 2

Quando se realiza ensaio de traçªo, podem ocorrer duas deformaçıes. Assinale com um X quais sªo elas, na seqüŒncia em que os fenômenos ocorrem no material. a)()plÆstica e elÆstica; b)()plÆstica e normal; c)()plÆstica e regular; d)()elÆstica e plÆstica.

T =Þ T = Þ T =FS40 N

mm2 4 mm2

Exercícios

AULAExercício 3 Calcule a deformaçªo sofrida por um corpo de 15 cm, que após um ensaio de

traçªo passou a apresentar 16 cm de comprimento. Expresse a resposta de forma percentual.

Exercício 4

Sabendo que a tensªo de um corpo Ø igual a 12 N/mm2, a quanto corresponde essa tensªo em kgf/mm2? (Consulte o quadro de conversıes, se necessÆrio).

Exercício 5

Qual a tensªo, em MPa, sofrida por um corpo com 35 mm2 que estÆ sob efeito de uma força de 200 kgf? (Consulte o quadro de conversıes, se necessÆrio).

3AULA3 A U L A

Nos tempos em que moleque que era moleque brincava com estilingue, qualquer um sabia, na prÆtica, como escolher o material para fazer a atiradeira. Mas se vocŒ nªo for daquela Øpoca, arranje um elÆstico, desses comuns, e siga os procedimentos sugeridos a seguir.

Segure o elÆstico com as duas mªos, uma em cada ponta, como mostra a ilustraçªo.

Depois, mantendo um dos lados fixos, vÆ aplicando, vagarosamente, uma força de traçªo do lado oposto. Pare de aplicar a força por um instante. Observe como o elÆstico tende a retornar à sua forma original quando a força Ø aliviada. Volte a tracionar um dos lados. Veja que, ao mesmo tempo em que o elÆstico vai se alongando, sua seçªo se estreita. Agora nªo tem mais jeito! Mesmo que vocŒ pare de tracionar, o elÆstico nªo volta mais à forma original. Continue tracionando mais um pouco. Epa! O elÆstico se rompeu. VocŒ estÆ com dois pedaços, um em cada mªo. Juntando os dois pedaços vocŒ notarÆ que eles estªo maiores que o pedaço original.

Isso que vocŒ acabou de fazer pode ser considerado uma forma rudimentar de ensaio de traçªo. Quando o ensaio de traçªo Ø realizado num laboratório, com equipamento adequado, ele permite registrar informaçıes importantes para o cÆlculo de resistŒncia dos materiais a esforços de traçªo e, conseqüentemente, para projetos e cÆlculos de estruturas. Algumas informaçıes sªo registradas durante a realizaçªo do ensaio e outras sªo obtidas pela anÆlise das características do corpo de prova após o ensaio.

Os dados relativos às forças aplicadas e deformaçıes sofridas pelo corpo de prova atØ a ruptura permitem traçar o grÆfico conhecido como diagrama tensªo-deformaçªo .

Ensaio de traçªo:

propriedades mecânicas avaliadas

Introduçªo

AULANesta aula vocŒ aprenderÆ a interpretar o diagrama tensªo-deformaçªo e ficarÆ sabendo quais as propriedades determinadas no ensaio de traçªo: limite

elÆstico ou de proporcionalidade, limite de escoamento, limite de resistŒncia, limite de ruptura e estricçªo.

Esqueça o estilingue. Jogue fora seu elÆstico, se Ø que jÆ nªo o fez, e estique o olho nesta aula. VocŒ vai ficar sabendo muita coisa interessante!

Diagrama tensªo-deformaçªo

Quando um corpo de prova Ø submetido a um ensaio de traçªo, a mÆquina de ensaio fornece um grÆfico que mostra as relaçıes entre a força aplicada e as deformaçıes ocorridas durante o ensaio.

Mas o que nos interessa para a determinaçªo das propriedades do material ensaiado Ø a relaçªo entre tensªo e deformaçªo.

VocŒ jÆ sabe que a tensªo (T) corresponde à força (F) dividida pela Ærea da seçªo (S) sobre a qual a força Ø aplicada. No ensaio de traçªo convencionou-se que a Ærea da seçªo utilizada para os cÆlculos Ø a da seçªo inicial (So).

Assim, aplicando a fórmula podemos obter os valores de tensªo para montar um grÆfico que mostre as relaçıes entre tensªo e deformaçªo.

Este grÆfico Ø conhecido por diagrama tensªo-deformaçªo.

Os valores de deformaçªo, representados pela letra grega minœscula e (epsílon), sªo indicados no eixo das abscissas (x) e os valores de tensªo sªo indicados no eixo das ordenadas (y).

A curva resultante apresenta certas características que sªo comuns a diversos tipos de materiais usados na Ærea da Mecânica.

Analisando o diagrama tensªo-deformaçªo passo a passo, vocŒ vai ficar conhecendo cada uma das propriedades que ele permite determinar. A primeira delas Ø o limite elÆstico.

T =,F

Nossa aula So

AULALimite elÆstico

Observe o diagrama a seguir. Note que foi marcado um ponto A no final da parte reta do grÆfico. Este ponto representa o limite elÆstico.

O limite elÆstico recebe este nome porque, se o ensaio for interrompido antes deste ponto e a força de traçªo for retirada, o corpo volta à sua forma original, como faz um elÆstico.

Na fase elÆstica os metais obedecem à lei de Hooke. Suas deformaçıes sªo diretamente proporcionais às tensıes aplicadas.

Exemplificando: se aplicarmos uma tensªo de 10 N/mm2 e o corpo de prova se alongar 0,1%, ao aplicarmos uma força de 100 N/mm2 o corpo de prova se alongarÆ 1%.

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