Relatório de Ensaio de Tração Newton Paiva

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- MATERIAIS, INSTRUMENTOS E/OU EQUIPAMENTOS

- Barra de Aço SAE 1020 (nervurada)

Diâmetro inicial – Øo = 0,62 cm ou 6,2 x 10-1 cm

Comprimento inicial – Lo = 6,2 cm

- Paquímetro Universal Starret 8 Pol. / 200 mm 125 meb Em Aço Inox

- Régua milimetrada

- Pincel atônico

- Máquina de ensaio universal – função tração

- PROCEDIMENTOS / METODOLOGIA

Tomando como objeto de análise um corpo de prova de formato cilíndrico regular cujas dimensões foram medidas com o auxílio de um paquímetro analógico, a saber 116 mm de comprimento e 6,2 mm de diâmetro, procedeu-se da seguinte forma: com o auxílio de um pincel atômico de ponta fina, foi realizada uma marcação perimetral, ao longo da circunferência do objeto, localizada no centro do comprimento do mesmo. Considerando o diâmetro da barra / corpo de prova medido (Ø 6,2 mm), calculou-se o comprimento útil (lo) a ser adotado em 10 vezes o valor desse diâmetro, ou seja, 10x6,2 mm = 62 mm.

Uma vez definido qual seria o comprimento útil (lo) do corpo de prova (Comp. 62 mm), fez-se marcações de modo que, em ambos os lados a partir do centro do objeto, obtivéssemos um comprimento útil igual a metade do comprimento útil total. Desta forma, o comprimento útil desejado (Comp. 62 mm) ficou centralizado em relação ao comprimento do corpo de prova, deixando em suas duas extremidades cabeças com comprimento de 27 mm.

Uma vez definidos os comprimentos da parte útil (lo = 62 mm) e das cabeças (27 mm) iniciasse o teste propriamente dito, prendendo-se a barra / corpo de prova à máquina de ensaio universal com o uso de mordentes adequados. A máquina de ensaio universal é devidamente operada por um técnico capacitado e calibrada para a devida finalidade, tracionar a barra / corpo de prova.

A máquina de ensaio universal está conectada a um terminal informatizado que afere a força de tração aplicada, calibrada em quilonewtons (kN), e a deformação longitudinal da peça, medida em mm.

Dispondo dos dados iniciais inseridos pelo operador e aferidos anteriormente ao ensaio (lo = 62 mm e Øo = 6,2 mm), o computador / programa utilizado gera um gráfico força x deformação característico do tipo de ensaio realizado. A geração do gráfico pode ser visualizada em tempo real tanto na tela do computador quanto nos monitores ligados a ele.

O ensaio é interrompido no instante em que a barra / corpo de prova se rompe. A partir daí, com base no gráfico gerado (Ver figura 2, página 7) e nas novas condições físicas em que o objeto se encontra, afere-se outras informações úteis para a análise dos resultados, são elas:

- Força máxima (FMÁX) = 24,245 kN

- Força de ruptura (FRUP) = 17,125 kN

- Diâmetro final da barra / corpo de prova (Øf): 3,95 mm

- Comprimento útil final (lf) = 73,0 mm

- Área final da seção transversal (Sf) = 1,23x10-5 m²

Cálculo da área final da seção transversal (m²) – Sf

Formato do corte transversal: Circular

Diâmetro final, [pic 3]

Raio final, [pic 4]

[pic 5]

As forças máximas e de ruptura são obtidas a partir do gráfico, conforme discutiremos no item (5) seguinte. Medidas do diâmetro final (Øf) e comprimento útil final (lf) são aferidas novamente na barra / corpo de prova, unindo as partes rompidas, com o auxílio do paquímetro analógico.

- RESULTADOS E DISCUSSÃO

Ao longo do ensaio é possível observamos algumas fases importantes. Inicialmente, apesar da aplicação da força no sentido de tracionamento da barra / corpo de prova, as mudanças ocorridas são imperceptíveis aos olhos. Decorrido certo tempo percebe-se um sutil alongamento no comprimento útil da barra / corpo de prova. Continuando a aplicação da força, percebe-se que uma região próxima, porém fora do centro, sofre um “afunilamento” dando um aspecto de ampulheta ao objeto, devido a uma redução gradativa do diâmetro da barra / corpo de prova em um ponto específico. Esta região deformada, onde ocorre mais acentuadamente a diminuição do diâmetro da barra/ corpo de prova, é denominada empescoçamento ou estricção.

A teoria nos esclarece que a estricção ocorre, salvo excepcionalidades, no ponto onde o material apresenta a maior concentração de imperfeições, ou seja, no ponto de maior fragilidade. Nesse ensaio especificamente a estricção ocorreu a aproximadamente uns 5 mm do centro no comprimento útil da peça.

[pic 6]

Figura 2: Gráfico de Tensão (kN) x Deformação (mm) gerado pelo computador / programa. Ensaio de tração.

Com base no gráfico de Tensão x Deformação gerado pelo computador / programa podemos fazer a seguinte análise: inicialmente há uma curva anômala, entre zero e aproximadamente 1,5 kN, que é própria da natureza do ensaio e do equipamento utilizado, porém esta pequena distorção não compromete os resultados. Após esta oscilação inicial a curva praticamente descreve uma reta com crescimento diretamente proporcional a deformação provocada (relação de linearidade), entre as tensões 1,5 kN e 20 kN, aproximadamente. Sendo assim, a tensão de 20 kN caracteriza o fim da fase elástica.

Ao sair da fase linear, durante um intervalo de tempo considerável, o gráfico ainda nos mostra uma continuada deformação na peça, contudo, sem incremento da tensão aplicada. Em uma análise mais aproximada, podemos dizer que, entre 6,10 e 7,50 mm de deformação não houve variação significativa na força de tração aplicada. E, como mencionado anteriormente, esta singularidade caracteriza a fase de escoamento, onde ocorre deformação permanente, é o início da fase plástica.

Após o escoamento tem início a fase plástica, propriamente dita, caracterizada pelo trecho da curva que se assemelha a uma parábola, fase em que ocorre grande deformação longitudinal com incrementos relativamente pequenos na tensão aplicada. Como dissemos, esta fase