De acordo com o CALLISTER,2013, o ensaio de tração pode ser usado para avaliar diversas propriedades mecânicas dos materiais que são importantes em um projeto. Uma amostra é deformada, geralmente até a sua fratura, mediante uma carga de tração gradativamente crescente que é aplicada uniaxialmente ao longo do eixo mais comprido de um corpo de prova. Normalmente, a seção reta é circular, porém corpos de prova retangulares também são usados. Durante os ensaios a deformação fica confinada à região central, mais estreita, do corpo de prova, que possui uma seção reta uniforme ao longo do seu comprimento. O diâmetro padrão é de aproximadamente 12,8 mm (0.5 pol.). O comprimento útil é usado em cálculos da ductilidade e seu valor padrão é de 50 mm (2.0 pol.). O corpo de prova é preso pelas suas extremidades nas garras de fixação do dispositivo de testes. A máquina de ensaios de tração é projetada alongar o corpo de prova a uma taxa constante, além de medir contínua e simultaneamente a carga instantânea ( usando um extensômetro). Tipicamente, um ensaio de tensão- deformação leva vários minutos para ser executado e é destrutivo, ou seja, a amostra testada é deformada de maneira permanente, sendo geralmente fraturada.
O resultado de um ensaio de tração deste tipo é registrado em um registrador gráfico (ou por um computador), na forma de carga ou força em função do alongamento. Essas características carga-deformação são dependentes do tamanho da amostra. Por exemplo, se a área da seção reta do corpo de prova for dobrada, será necessário o dobro da carga inicial para produzir o mesmo alongamento. Para minimizar esses fatores geométricos, a carga e o alongamento são normalizados de cardo com os seus respectivos parâmetros de tensão de engenharia e deformação de engenharia. A tensão de engenharia σ é definida pela relação,
onde F é a carga instantânea aplicada em uma direção perpendicular à seção reta da amostra, e A0 representa a área da seção reta original antes da aplicação de qualquer carga.
A deformação de engenharia ε é definida de acordo com a expressão,
onde l0 é o comprimento original antes de qualquer carga ser aplicada, e li é comprimento instantâneo. Δl representa o alongamento da deformação.
Vide o objetivo de um ensaio de tração, a equipe, após confeccionar o corpo de prova, fez o agendamento do mesmo no laboratório de ensaios mecânicos do Centro Universitário SENAI CIMATEC. No laboratório foi-se levado o corpo de prova até a máquina de ensaio de tração, o qual foi preso em suas extremidades pelas garras da máquina.
Figura 1: Corpo de prova no ensaio de tração.
Fonte: Própria equipe.
Em seguida deu-se inicio ao ensaio, onde o corpo de prova foi submetido a uma tensão de tração e escoou até se deformar permanentemente até sua ruptura.
Vídeo 1: Ensaio de tração.
Fonte: Própria equipe.
Ao fim do ensaio, obtivemos os resultados através do computador que opera a máquina de ensaio mecânico.
Figura 2: Resultado do ensaio de tração.
Fonte: Centro Universitário SENAI CIMATEC.
Com os resultados obtidos pode-se concluir que o material escolhido é capaz de suportar uma carga
de 160,33 N, ao longo de uma seção de 132,32 mm2 . Ademais a tensão máxima obtida foi de 121,16 MPa e apresentou uma tensão de escoamento de 77,16 MPa, por fim apresentou uma elongação de 19,83%.
Referências
CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma
Introdução. John Wiley & Sons, Inc., 2013.
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