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Ensaio de Tração
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UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE – UNESC
ANDERSON DELFINO
CRISTIAN ARNALDO FALLER
RAFAEL DA CUNHA ZIMMER
ENSAIO DE TRAÇÃO
CRICIÚMA
2015
ANDERSON DELFINO
CRISTIAN ARNALDO FALLER
RAFAEL DA CUNHA ZIMMER
ENSAIO DE TRAÇÃO
Relatório apresentado à disciplina de
Materias de Engenharia II, da 4ª fase do
curso de Engenharia Mecânica, ministrada
pelo prof. Msc. Paulo Roberto Paes da
Silva.
CRICIÚMA
2015
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1 INTRODUÇÃO
O ensaio de tração é um dos ensaios mais realizados na engenharia dos
materiais, pois através de um processo relativamente simples, consegue-se obter
propriedades importantes do material do qual é feito o corpo de prova.
Propriedades como a tensão de escoamento do material estudado assim
como o modulo de elasticidade e o limite de resistência do material.
Neste relatório estarão detalhados ensaios realizados com corpos de prova
de Aço SAE 1020 e Alumínio.
1.1 OBJETIVOS
Verificar os valores da tensão de escoamento do material, o modulo de
elasticidade e a tração limite de resistência do mesmo.
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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O ensaio de tração é um dos ensaios mais utilizados da engenharia dos
materiais por sua praticidade e grande amplitude de resultados obtidos com o
mesmo. Os principais dados obtidos pelo ensaio de tração são: limite de resistência
à tração, tensão de escoamento e módulo de elasticidade.
2.1 LIMITE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
Em um sistema tensão-deformação, o limite de resistência à tração é a tensão
no ponto máximo do diagrama tensão-deformação para engenharia. Este é o valor
máximo de tensão que o material consegue suportar até ser rompido, ou seja, caso
esta tensão seja aplicada e mantida, o material será rompido.
2.2 TENSÃO DE ESCOAMENTO
A tensão de escoamento é o valor de tensão no qual o material perde o
comportamento elástico e adquire o comportamento plástico. Isso significa que toda
deformação apresentada pelo material em valores de tensão acima da tensão de
escoamento será permanente e irreversível.
Para aços, geralmente o valor da tensão de escoamento não é facilmente
observável em apenas um ponto, nesse caso usa-se o limite de escoamento inferior
como o valor da tensão de escoamento.
2.3 MÓDULO DE ELASTICIDADE
Durante a fase elástica do diagrama tensão-deformação, o valor da
deformação acompanha o valor de tensão linearmente através da relação:
Sendo σ o valor de tensão, E o módulo de elasticidade e ε a deformação.
O módulo de elasticidade ou módulo de Young é a inclinação da reta da fase
elástica do diagrama tensão-deformação, que indica o quanto o material deforma.
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Se o módulo de Young for um valor alto, o material é muito rígido e deforma pouco.
Se o módulo de Young for um valor baixo, o material é pouco rígido e possui muita
deformação.
2.4 CORPOS DE PROVA
A norma ASTM E8/E8M atribui valores para as dimensões dos corpos de
prova para ensaios de tração O corpo de prova utilizado no ensaio possuía diâmetro
inicial de (10,25±0,05)mm e (50,00±0,05)mm na zona de concordância como ilustra
a figura a seguir.
Figura 1. Corpo de prova padrão
No ensaio de tração realizado foram utilizados 4 corpos de prova, dos quais 2
eram de aço SAE 1020 e os demais eram de Alumínio 6160.
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3 MATERIAIS E MÉTODOS
Para a realização do ensaio de tração utilizou-se os materiais e métodos
descritos abaixo.
3.1 MAQUINÁRIO UTILIZADO
O equipamento utilizado para a realização dos ensaios foi a Máquina de
Ensaio universal EMIC DL10000. Os Sistemas de Ensaios da EMIC funcionam da
seguinte maneira: o equipamento principal é a Máquina Universal, sua
instrumentação pode ser facilmente acoplada à outras estruturas físicas tanto na
parte de controle quanto na parte de medição, no caso desse trabalho, foi usado
uma célula de carga de 10 toneladas para medir a força aplicada na amostra, e um
extensômetro para realizar a medição da deformação.
3.2 PROCEDIMENTO DE ENSAIO
Após os corpos de provas serem usinados para chegar nas especificações
desejadas, os mesmos separadamente foram identificados e medidos com auxílio de
um paquímetro não digital para coleta de dados (erro de 0.05mm). Cada corpo de
prova foi fixado nas garras da máquina de ensaio por suas extremidades.
Para iniciar o ensaio, foi necessário que se insiram alguns valores no
Software da Máquina de ensaio, referentes às dimensões do corpo de prova. Após
estes passos, pode-se dar inicio ao ensaio de tração, onde a máquina aplica uma
força de tração no corpo de prova fazendo com que o mesmo se rompa.
Automaticamente a máquina de ensaio universal nos fornece os valores de tensão-
deformação.
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4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Após a coleta de dados de cada corpo de prova, foram realizadas análises de
cada ensaio e determinadas as propriedades desejadas de cada material, além de
seu comportamento para esforços de tração.
4.1 ALUMÍNIO
Os resultados obtidos com os corpos de prova de alumínio estão descritos a
baixo.
Para o corpo de prova 1 de alumínio o valor da tensão de escoamento foi de
360MPa, enquanto que o limite de resistência do mesmo foi de 362MPa e seu
percentual de alongamento foi de 15,88%.
Para o corpo de prova 2 de alumínio o valor da tensão de escoamento foi de
213MPa, enquanto que o limite de resistência 305MPa e seu percentual de
alongamento foi de 20,24%.
Deformação (%)0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16
Tens
ão (
MP
a)
0
50
100
150
200
250
300
350
400Curva Tensão x Deformação - Alumínio 1
8
Deformação (%)0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
Tens
ão (
MP
a)
0
50
100
150
200
250
300
350Curva Tensão x Deformação - Alumínio 2
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4.2 AÇO SAE 1020
Para o corpo de prova 1 do aço o valor obtido para a sua tensão de
escoamento foi de 302MPa, enquanto que o limite de resistência foi de 424MPa e o
seu percentual de alongamento foi de 34,80%.
Para o corpo de prova 2 do aço o valor obtido para sua tensão de
escoamento foi de 313MPa, enquanto que o limite de resistência foi 425MPa e seu p
Deformação(%)
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
Tra
ção(
MP
a)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450Curva Tensão x Deformação-Aço 1
10
Deformação (%)0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
Tens
ão(M
Pa)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450Curva Tensão x Deformação-Aço 2
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5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Através do estudo para o desenvolvimento do trabalho, percebeu-se a
importância do ensaio de tração na engenharia, pois as propriedades obtidas
através do mesmo possibilitam o dimensionamento de projetos mecânicos e
estáticos.
A partir dos dados obtidos verificou-se que o aço 2 foi que apresentou o maior
limite de resistência, enquanto que o alumínio 1 foi o que apresentou o menor
alongamento. O alumínio demonstrou fratura dúctil e o aço por sua vez fratura dúctil-
fragil e também apresentou banda de Luders.
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REFERÊNCIAS
CALLISTER JÚNIOR, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 705 p.
Norma ASTM E8/E8M. 2015. Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials.
