[Ensaios Destrutivos e Não Destrutivos] Aula 03 - Ensaio de Tração II - Curva Tensão Deformação

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Prof. BrennoFerreira de Souza –Engenheiro Metalúrgico

Introdução

Quando um corpo de prova é submetido a um ensaio de tração, a máquina de ensaio fornece um gráfico que mostra as relações entre a força aplicada e as deformações ocorridas durante o ensaio.

Mas o que nos interessa para a determinação das propriedades do material ensaiado é a relação entre tensão e deformação.

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Introdução

Já sabemos que a tensão (S) corresponde à força

(F) dividida pela área da seção (A) sobre a qual a força é aplicada.

No ensaio de tração convencionou-se que a área da seção utilizada para os cálculos é a da seção inicial (Ao).

Assim, aplicando a fórmula abaixo podemos obter os valores de tensão para montar um gráfico que mostre as relações entre tensão e deformação.

Ao 3

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Introdução

A curva resultante apresenta certas características que são comuns a diversos tipos de materiais usados na área metal-mecânica.

Este gráfico é conhecido por diagrama tensãodeformação.

Os valores de deformação, representados pela letra grega minúscula e (épsilon), são indicados no eixo das abscissas (x) e os valores de tensão são indicados no eixo das ordenadas (y).

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Limite Elástico

Observe o diagrama a seguir e note que foi marcado um ponto A no final da parte reta do gráfico.

Este ponto representa o limite elástico ou limite de escoamento.

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Limite Elástico

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

Na fase elástica os metais obedecem à lei de Hooke.

Suas deformações são diretamente proporcionais às tensões aplicadas.

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Limite Elástico

Exemplificando: se aplicarmos uma tensão 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 alongará 1%.

• Em 1678, Sir Robert Hooke descobriu que uma mola tem sempre a deformação (e) proporcional à tensão aplicada (S), desenvolvendo assim a constante da mola (K), ou lei de Hooke, onde:

K = S/e. 7

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Módulo de Elasticidade

Na fase elástica, se dividirmos a tensão pela deformação, em qualquer ponto, obteremos sempre um valor constante.

Este valor constante é chamado módulo de elasticidade.

A expressão matemática dessa relação é:

S = E.e onde “E” é a constante que representa o módulo de elasticidade.

O módulo de elasticidade é a medida da rigidez do material.

Quanto maior for o módulo, menor será a deformação elástica resultante da aplicação de uma tensão e mais rígido será o material.

Esta propriedade é muito importante na seleção de materiais para fabricação de molas.

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Limite de Proporcionalidade

Porém, a lei de Hooke só vale até um determinado valor de tensão, denominado limite de proporcionalidade, que é o ponto representado no gráfico a seguir por A’, a partir do qual a deformação deixa de ser proporcional à carga aplicada.

Na prática, considera-se que o limite de proporcionalidade e o limite de elasticidade são coincidentes.

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Escoamento

Terminada a fase elástica, tem início a fase plástica, na qual ocorre uma deformação permanente no material, mesmo que se retire a força de tração.

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Escoamento

No início da fase plástica ocorre um fenômeno chamado escoamento.

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