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Ensaio De Tração Augusta Isaac

633337_Ensaio de Tracao

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  • Ensaio De Trao

    Augusta Isaac

    http://www.google.com.br/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=N5JAlG6Wrpu2CM&tbnid=EtW8UePa2TSVaM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http%3A%2F%2Fwww.minhapos.com.br%2Finstituicoes%2Fpuc-minas-pontificia-universidade-catolica-minas-gerais.html&ei=ZxFHUcbTOsbD0AHy1IDQAQ&psig=AFQjCNEJrHhIV7vQ5vje0IrzcQyo7nK7dg&ust=1363698408015392

  • 2

    Introduo

    Propriedades mecnicas que so importantes para um

    engenheiro de projetos se diferem das de interesse de

    um engenheiro de produo.

    Em um projeto mecnico, o mdulo de elasticidade e a

    tenso de escoamento so as propriedades de

    interesse, j que informam at quando o material

    resistir deformao permanente sob uma carga

    aplicada.

    Na produo, o objetivo a aplicao de tenses

    superiores tenso de escoamento em um material de

    forma a deform-lo permanentemente.

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  • 3

    Introduo

    O comportamento mecnico de um material

    determinado atravs de uma relao tenso-

    deformao sob um estado de tenso aplicado (trao,

    compresso ou cisalhamento).

    Faremos aqui uma introduo sobre o ensaio de trao

    uniaxial com o objetivo de determinar as propriedades

    mecnicas bsicas de um material.

    O ensaio deve ser conduzido de acordo com normas

    ABNT.

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  • 4

    Ensaio de Trao Princpios bsicos

    Uma fora axial aplicada um corpo de prova com comprimento inicial lo, resultando em seu alongamento e na reduo de sua seo transversal de A0 para A, at o momento da fratura.

    A carga e a mudana da distncia entre dois pontos fixos (comprimento til) so monitoradas e usadas para determinar a relao tenso-deformao.

    Procedimento similar pode ser usado para amostras planas (chapas)

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  • 5

    Princpios Bsicos

    Passo 1: Forma e tamanho

    originais de uma amostra,

    sem aplicao de carga.

    Passo 2: Amostra sofre

    deformao homognea.

    Passo 3: Ponto de carga

    mxima e tenso mxima.

    Passo 4: Incio do

    empescoamento

    (instabilidade plstica).

    Passo 5: Amostra rompe.

    Passo 6: Comprimento final.

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  • F

    L

    Lu

    Lf 6

    Princpios Bsicos

    Primeiramente obtem-se a curva da carga vs.

    alongamento da amostra, a qual registrada em

    tempo real por uma clula de carga e um

    extensmetro. Essas informaes so ento usadas

    para determinar 2 tipos de curvas:

    Tenso-deformao de engenharia

    Tenso-deformao verdadeira

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  • 7

    Terminologia

    Tenso e Deformao de Engenharia:

    Essas quantidades so definidas com relao rea e

    ao comprimento inicial da amostra.

    Tenso de engenharia (e) em um ponto: razo entre a

    carga ou fora instantnea (F) e a rea inicial (Ao).

    Deformao de engenharia (e): razo entre a mudana

    do comprimento (L-Lo) e o comprimento inicial (Lo).

    e

    o

    F

    A 0

    0

    L Le

    L

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  • 8

    Terminologia

    Curva Tenso Deformao de Engenharia:

    A curva tenso-deformao

    de engenharia (e- e) obtida

    atravs da curva fora -

    alongamento.

    O ponto de escoamento,

    chamado de tenso de

    escoamento (Y) marca o

    incio da deformao plstica.

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  • Terminologia

    Algumas vezes, pode ser difcil identificar o valor da

    tenso de escomamento a partir de um ensaio. Por isso,

    traamos um linha // parte elstica a partir de 0,2% de

    deformao.

    O ponto mximo da curva - de engenharia, (Fmax/Ao),

    o limite de resistncia trao e significa:

    o fim da deformao uniforme;

    o incio da estrico (i.e. instabilidade plstica).

    9

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  • 10

    Comportamento tpico

    de um metal, com

    deformaes elstica e

    plstica. O limite de

    proporcionalidade P e a

    tenso de escoamente y

    (ou Y), determinada a partir

    de 0,2% deformao (quando

    a deformao plstica

    notvel). P situa-se em uma

    regio onde a transio do

    regime elstico para o

    plstico gradual.

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  • 11

    Terminologia

    Dutilidade:

    Quantidade de deformao que um material suporta

    antes da fratura. Um material que experimenta uma

    deformao plstica muito pequena ou nenhuma at o

    momento de fratura chamado de frgil.

    Em geral, a dutilidade de um corpo de prova definida

    como funo do alongamento (EL) ou da reduo de

    rea (AR), antes da fratura:

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  • 12

    Terminologia

    Nota: Para um dado valor de

    carga e alongamento, a tenso

    verdadeira maior que a de

    engenharia, enquanto que a

    deformao verdadeira

    menor que de engenharia.

    Tenso e deformao verdadeira:

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  • 13

    Terminologia

    Tenso e Deformao Verdadeiras:

    Tenso verdadeira () usa a rea instantnea do corpo de prova, em um dado ponto.

    Deformao verdadeira definida como o alongamento instantneo por unidade de comprimento de um corpo de prova.

    A relao entre valores de engenharia e verdadeiros so dados por:

    F

    A

    o

    L

    oL

    dL Lln

    L L

    e(1 e) ln(1 e)

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  • 14

    Terminologia

    Encruamento:

    Na regio plstica, a tenso verdadeira aumenta

    continuamente. Isso implica que o metal est se

    tornando cada vez mais forte com o aumento da

    deformao. Ento, o nome strain hardening ou

    encruamento.

    A relao entre tenso veradeira e deformao

    verdadeira, i.e. curva de fluxo pode ser expressa por

    uma power law:

    onde n o coeficiente de encruamento.

    nK

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  • 15

    Terminologia

    A regio plstica de uma

    curva tenso-deformao

    verdadeira plotada em escala

    log-log fornece o valor de n

    atravs da inclinao da reta

    e o valor de K por meio do

    valor da tenso verdadeira

    para deformao equivalente

    1.

    log ()=log(K)+n*log()

    Encruamento:

    Para materiais que seguem a power law, a deformao verdadeira

    quando a tenso mxima corresponde n.

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  • Terminologia

    Nota: em um grfico log-log, usa-se os valores aps a

    tenso de escoamento e antes da instabilidade plstica.

    Um material que exibe coeficiente de encruamento

    (n=0) conhecido como perfeitamente plstico. Tal

    material exibe escoamento constante, independente da

    deformao.

    K pode ser determinado a parte da insterseo-y ou por

    meio da substituio de n e dos dados referentes ao

    regime plstico na power law.

    16

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  • 17

    F

    bonds

    stretch

    return to

    initial

    1. Initial 2. Small load 3. Unload

    Elastic means reversible.

    Deformao Elstica

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  • 18

    1. Initial 2. Small load 3. Unload

    Plastic means permanent.

    F

    linear elastic

    linear elastic

    plastic

    Deformao Plstica (Metais)

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  • (c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.

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  • 20

    Exemplo de Ensaio de Trao

    Fora vs. Alongamento (dados obtidos a partir de um ensaio de trao): Al 6061 Load Vs. Elongation

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4

    Elongation (in.)

    Lo

    ad

    (lb

    )

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  • 21

    Tenso vs. Deformao de Engenharia Al 6061 Engineering Stress vs. Engineering Strain

    0

    10000

    20000

    30000

    40000

    50000

    60000

    0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2

    Engineering Strain (in/in)

    En

    gin

    eeri

    ng

    Str

    ess (

    psi)

    e

    o

    F

    A

    0

    0

    L Le

    L

    Exemplo de Ensaio de Trao

    http://www.google.com.br/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=N5JAlG6Wrpu2CM&tbnid=EtW8UePa2TSVaM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http%3A%2F%2Fwww.minhapos.com.br%2Finstituicoes%2Fpuc-minas-pontificia-universidade-catolica-minas-gerais.html&ei=ZxFHUcbTOsbD0AHy1IDQAQ&psig=AFQjCNEJrHhIV7vQ5vje0IrzcQyo7nK7dg&ust=1363698408015392

  • 22

    Tenso vs. Deformao de Engenharia (calculado a partir da engenharia):

    Al 6061

    True Stress vs. True Strain

    0

    10000

    20000

    30000

    40000

    50000

    60000

    0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18

    True Strain (in/in)

    Tru

    e S

    tress (

    psi)

    0

    lnL

    L

    A

    F

    Exemplo de Ensaio de Trao

    http://www.google.com.br/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=N5JAlG6Wrpu2CM&tbnid=EtW8UePa2TSVaM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http%3A%2F%2Fwww.minhapos.com.br%2Finstituicoes%2Fpuc-minas-pontificia-universidade-catolica-minas-gerais.html&ei=ZxFHUcbTOsbD0AHy1IDQAQ&psig=AFQjCNEJrHhIV7vQ5vje0IrzcQyo7nK7dg&ust=1363698408015392

  • 23

    Exemplo de Ensaio de Trao

    Efeito do Encruamento:

    A influncia do encruamento na carga vs. alongamento durante um ensaio de trao pode ser demonstrada por meio de uma anlise usando o mtodo dos elementos finitos (MEF).

    Considere dois materiais:

    Ao inoxidvel: K = 188 ksi; n = 0.33

    Liga de alumnio: K = 80 ksi ; n = 0.10

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  • 24

    Tensile Test Example

    Efeito do Encruamento:

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

    True Strain (in/in)

    Tru

    e S

    tre

    ss

    (k

    si)

    Material 1 Material 2Stainless Steel Aluminum K=188

    n=0.33

    K=80

    n=0.10

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  • FRACTURA DCTIL/FRGIL

    Ductile fracture

    Fragile fracture

    Fratura

    http://www.google.com.br/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=N5JAlG6Wrpu2CM&tbnid=EtW8UePa2TSVaM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http%3A%2F%2Fwww.minhapos.com.br%2Finstituicoes%2Fpuc-minas-pontificia-universidade-catolica-minas-gerais.html&ei=ZxFHUcbTOsbD0AHy1IDQAQ&psig=AFQjCNEJrHhIV7vQ5vje0IrzcQyo7nK7dg&ust=1363698408015392

  • (c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.

    Deformao localizada de um material dtil durante

    um ensaio de trao.

    Fratura

    http://www.google.com.br/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=N5JAlG6Wrpu2CM&tbnid=EtW8UePa2TSVaM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http%3A%2F%2Fwww.minhapos.com.br%2Finstituicoes%2Fpuc-minas-pontificia-universidade-catolica-minas-gerais.html&ei=ZxFHUcbTOsbD0AHy1IDQAQ&psig=AFQjCNEJrHhIV7vQ5vje0IrzcQyo7nK7dg&ust=1363698408015392

  • FRACTURA DCTIL Fratura Dtil

    http://www.google.com.br/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=N5JAlG6Wrpu2CM&tbnid=EtW8UePa2TSVaM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http%3A%2F%2Fwww.minhapos.com.br%2Finstituicoes%2Fpuc-minas-pontificia-universidade-catolica-minas-gerais.html&ei=ZxFHUcbTOsbD0AHy1IDQAQ&psig=AFQjCNEJrHhIV7vQ5vje0IrzcQyo7nK7dg&ust=1363698408015392

  • 28

    Explique fratura dtil e frgil de ponto de vista microcpico.

    Quais as tcnicas so utilizadas para avaliar os mecanismos de

    fratura dos materiais. Mostre exemplos.

    http://www.google.com.br/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=N5JAlG6Wrpu2CM&tbnid=EtW8UePa2TSVaM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http%3A%2F%2Fwww.minhapos.com.br%2Finstituicoes%2Fpuc-minas-pontificia-universidade-catolica-minas-gerais.html&ei=ZxFHUcbTOsbD0AHy1IDQAQ&psig=AFQjCNEJrHhIV7vQ5vje0IrzcQyo7nK7dg&ust=1363698408015392