Resistência dos Materiais - Ensaio de Tração

ENSAIO DE TRAÇÃO 

PROPRIEDADES MECÂNICAS AVALIADAS 

  • Quando o ensaio de tração é realizado em um laboratório, com equipamento adequado, ele permite registrar informações importantes para o cálculo de resistência dos materiais a esforços de tração e, consequentemente, para projetos e cálculos de estruturas. 
  • Algumas informações são registradas durante a realização do ensaio e outras são obtidas pela análise das características do corpo de prova após o ensaio. Os dados relativos às forças aplicadas e deformações sofridas pelo corpo de prova até a ruptura permitem traçar o gráfico conhecido como diagrama tensão-deformação. 
Diagrama Tensão - Deformação

  • 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. 
  • A tensão corresponde à força (F) dividida pela área da seção (S) sobre a qual a força é aplicada. No ensaio de tração convencionou-se que área da seção utilizada para os cálculos é a da seção inicial (S0). 
  • Os valores de deformação, representados pela letra grega minúscula epsílon, são indicados no eixo das abscissas (x) e os valores de tensão são indicados no eixo das ordenadas (y). A curva resultante apresenta certas características que são comuns a diversos tipos de materiais usados na área da Mecânica. Analisando o diagrama tensão-deformação o passo a passo, você vai ficar conhecendo cada uma das propriedades que ele permite determinar. A primeira delas é o limite elástico.
  • O limite elástico 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. Na fase elástica os metais obedecem à lei de Hooke. Suas deformações são diretamente proporcionais às tensões aplicadas. 
  • Exemplo: 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 proporcional à tensão aplicada, desenvolvendo assim a constante da mola (K). 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.
  • 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. 
  • Porém, a lei de Hooke só vale até um determinado valor de tensão, denominado limite de proporcionalidade, 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.
  • 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. No inicio da fase plástica ocorre um fenômeno chamado escoamento. O escoamento caracteriza-se por uma deformação permanente do material sem que haja aumento de carga, mas com aumento da velocidade de deformação. Durante o escoamento a carga oscila entre valores muito próximos uns dos outros. 
  • Após o escoamento ocorre o encruamento, que é um endurecimento causado pela quebra dos grãos que compõem o material quando deformados a frio. O material resiste cada vez mais à tração externa, exigindo uma tensão cada vez maior para se deformar.
  • Agora demonstre sua opinião em relação aos pontos apresentados na postagem. Complemente a postagem ou coloque suas dúvidas!

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