Ensaios Mecanicos Unip

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As propriedades mecânicas pesquisadas podem ser facilmente obtidas através da análise do diagrama levantado em função das tensões aplicadas e suas correspondentes deformações. Este diagrama recebe o nome de DIAGRAMA DE TENSÃO – DEFORMAÇÃO.

Tensão de engenharia e deformação de engenharia

A tensão convencional, também conhecida por tensão nominal ou tensão de engenharia, σ, é definida pela relação:

Sigma = Força/área inicial

onde F é a carga instantânea aplicada em uma direção perpendicular à seção reta da amostra, e Ao representa a área da seção reta original antes da aplicação da carga,

No Sistema Internacional (SI), a unidade da tensão de engenharia, chamada somente de tensão, é o Newton por metro quadrado (N/m2), que é denominada Pascal (Pa), ou o seu múltiplo, o megapascal (MPa).

A deformação de engenharia é definida de acordo com a expressão:

épsilon = variação de comprimento/ comprimento inicial

onde lo é o comprimento original da amostra antes da aplicação da carga, e li é o comprimento instantâneo. A grandeza ( li - lo) é simbolizada por ?l, e representa a deformação ou a variação no comprimento a um dado instante.

No Sistema Internacional (SI), a unidade de deformação de engenharia, denominada somente deformação, é o metro por metro (m/m); logo, a deformação é unidimensional (independente do sistema de unidades). Frequentemente, a deformação é expressa em porcentagem (valor da deformação multiplicada por 100).

Diagrama Tensão-Deformação

O resultado de um ensaio de tração é registrado na forma de um gráfico ou diagrama relacionando a carga em função do alongamento. Como as características carga – deformação são dependentes do tamanho da amostra (quanto maior a área da seção reta do corpo de prova, maior a carga para produzir o mesmo alongamento), utiliza-se a normalização da carga e do alongamento de acordo com os seus parâmetros de tensão de engenharia e deformação de engenharia, para minimizar os fatores geométricos.

No diagrama tensão – deformação é possível identificar duas regiões:

a. Deformação Elástica

É aquela em que a deformação ocorrida devido à ação do esforço que desaparece com a retirada desse. Na região da deformação elástica é possível determinar o módulo de elasticidade, ou módulo de Young, determinada pela inclinação da parte linear da curva tensão – deformação.

b. Deformação Plástica

É aquela em que o material apresenta deformação permanente após cessado o efeito deformador.

TENSÕES

a. Limite de Proporcionalidade

É a máxima tensão que aplicada ao material faz com que sua deformação ainda seja proporcional à tensão.

b. Limite de Escoamento

É a máxima tensão ocorrida durante a fase de escoamento.

c. Limite de Resistência

É a máxima tensão suportada pelo material sem que haja indicio de sua ruptura, ou a máxima tensão para a qual tem inicio a estricção.

d. Limite de Ruptura

É o valor da tensão que atuando no material provoca sua ruptura.

Aspecto da Fratura

Nos materiais metálicos a fratura pode apresentar-se de duas formas distintas: dúctil e frágil.

Fratura Dúctil

Esta forma de ruptura em geral acontece quando o material apresenta:

- Elevados valores de alongamento e estricção

- Fratura inclinada a aproximadamente 45º em relação à direção de aplicação da carga

- Prolongada fase de deformação plástica

Fratura Frágil

Este tipo de fratura geralmente ocorre quando o material apresenta:

- Baixos valores de alongamento e de estricção

- Fratura normal à direção de aplicação da carga

Corpo de prova

Os corpos de prova utilizados no ensaio de tração podem possuir uma seção transversal circular ou retangular.

ENSAIO DE IMPACTO

OBJETIVO

- Avaliar a resistência ao impacto, à temperatura ambiente em aço carbono com diferentes estruturas.

- Conhecer o tipo de fratura ocorrida no ensaio, avaliando e classificando em dúctil e frágil.

TEORIA

O ensaio de impacto se caracteriza por submeter o corpo de prova ensaiado a uma força brusca e repentina, que deve rompê-lo.

O comportamento dúctil – frágil dos materiais pode ser caracterizado por ensaios de impacto. A carga nesses ensaios é aplicada na forma de esforços por choque (esforços dinâmicos).

Os ensaios de impacto mais conhecidos são o IZOD e o CHARPY, dependendo da geometria do entalhe e da forma de fixação do corpo de prova na máquina.

O resultado do ensaio de impacto é a energia absorvida pelo material até a fratura (tenacidade ao impacto)

Três fatores principais contribuem para o surgimento da fratura frágil em materiais dúcteis à temperatura ambiente:

- existência de um estado triaxial de tensões

- baixas temperaturas

- taxa ou velocidade de deformação elevada

Esses três fatores não precisam atuar ao mesmo tempo para produzir a fratura frágil.

As fraturas produzidas por