Ensaios de Tração e Flexão

8/19/2019 Ensaios de Tração e Flexão

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

Relatório 3 : Ensaios Mecânicos –arte A – Ensaios !e "ra#$o e Fle%$o

Relatório A&la r'ticaBC(()* – Materiais e s&as ro+rie!a!es

,r&+o -

Gabrielle Fornagiero de Carvalho RA: 11037911Kaio Vitor Marin RA: 11021110

Lu a! de Andrade e "anto! RA: 110#$711Mait% do! "anto! Ca&'bell RA: 1111((11

Vin) iu! *ogueirol RA: 11093010

Prof. Dr. Carlos Triveño Rios

Santo AndréOutubro de 2013


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(. IN"RODU/0O

ir un!t,n ia!

?e ini&o! en!aio &e ,ni o! de!trutivo! o&o ti'o de en!aio no ual oor'o de 'rova i ue inutili+ado a'6! a reali+a-.o do &e!&o4 ou !e@a4 o orra&

altera- e! 'er&anente! na! 'ro'riedade! )!i a!4 u)&i a!4 &e ,ni a! ou

di&en!ionai! B o! en!aio! &e ,ni o! n.o de!trutivo! !.o ual uer ti'o de en!aio'rati ado a u& &aterial ue n.o altere de or&a 'er&anente !ua! 'ro'riedade!)!i a!4 u)&i a!4 &e ,ni a! ou di&en!ionai!

i&'li a& u& dano i&'er e't)vel ou nulo

*o e!tudo e& ue!t.o4 en!aio! de tra-.o e le .o ora& reali+ado! e&or'o! de 'rova 'r 5!ele ionado! "endo a!!i&4 e!te! en!aio! !er.o tratado!o& %n a!e no 're!ente trabalho

B& u& en!aio de tra#$o 4 u& or'o de 'rova ou 'rovete !ub&etido a u&e! or-o ue tende a along/5lo ou e!ti /5lo at ; ru'tura Geral&ente4 o en!aio reali+ado nu& or'o de 'rova de or&a! e di&en! e! 'adroni+ada!4 'ara ue o!re!ultado! obtido! 'o!!a& !er o&'arado! ou4 !e ne e!!/rio4 re'rodu+ido!*e!te en!aio4 a! de or&a- e! !o rida! 'elo &aterial !.o di!tribu)da!uni or&e&ente e& todo o !eu or'o at ue !e@a atingida u&a arga &/ i&a'r6 i&a do inal do en!aio A re!i!t%n ia do &aterial 'ode !er !ati! atoria&ente&edida4 u&a ve+ ue 'o!!)vel a+er o& ue a arga re!-a nu&a velo idadera+oavel&ente lenta durante todo o te!te =?ALC *4 G >

< en!aio de 1le%$o utili+ado 'rin i'al&ente 'ara avaliar 'ro'riedade!&e ,ni a! de &ateriai! r/gei! ou dD tei!: !.o anali!ada! a! ten! e! interna!4 na

a!e el/!ti a4 i!to uando o &aterial !ub&etido a u& e! or-o a're!enta aa'a idade de ab!orver energia o orrendo u& de!arran@o e& !ua e!trutura

interna e devolve e!ta energia ao &eio4 retornando natural&ente na or&a ini iale& ue !e en ontrava


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2. OB E"IVOS

e doi!&ateriai! er,&i o! =retalho de 'i!o>

odo! o! C8! tivera& !ua! di&en! e! &edida! tr%! ve+e! e& di erente!'o!i- e! Co& e!!e! valore! ora& al ulado! o! valore! & dio! da! di&en! e!C8 B& !eguida ora& reali+ado! o! te!te! de tra-.o no! C8! &et/li o e'oli& ri o e o te!te de le .o no! C8! er,&i o! A igura 3 &o!tra a &/ uinautili+ada 'ara o! te!te!

Fi5&ra (: M'6&ina Uni7ersal !e ensaios 8ecânicos


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*a &/ uina4 'o!i ionou5!e orreta&ente o! or'o! de 'rova4 e ent.o oiorne ido o! dado! & todo! do &e!&o Al & di!!o4 a velo idade ue a &/ uina

deve o'erar 'ara ada C8 oi u& dado de entrada i!!o 'ara ue o 'rogra&a

retorna!!e o! dado! de or&a orreta Reali+ou5!e o! te!te! at a ratura do!or'o! de 'rova

A'6! o! te!te!4 &ediu5!e nova&ente a! di&en! e! do! or'o! de 'rova eanali!ou5!e o a!'e to de ada ratura

9. RESUL"ADOS E DISCUSS0O

9.(Ensaio !e "ra#$o

8ara a &ontage& do gr/ i o4 on!iderou5!e ue onhe endo o! valore! dae ten!.o e do o&'ri&ento ini ial do or'o de 'rova!4 a'li ou5!e a e ua-.o 1'ara o! valore! de de or&a-.o 'ara ada in!tante de te&'o A 'artir da /reaini ial4 a'li ou5!e a e ua-.o 2 'ara en ontrar o! valore! de ten!.o 'ara adain!tante de te&'o:

ɛ = φ L0 =e ua-.o 1>

σ = P A =e ua-.o 2>

a. oli+ro+ileno ;

A tabela abai o tra+ o! valore! &edido! do or'o de 'rova:

Largura =&&> B!'e!!ura =&&>134$ 341347 343134( 342M dia: 134#3 M dia: 3433

A 'artir do! dado! enviado! 'or e5&ail4 obteve5!e o !eguinte gr/ i o:


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0 0.5 1 1.5 2 2.5 3-5000000

0

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

30000000

Deformação (%)

Tensão (Pa)

Gr/ i o 1 H Curva ten!.o5de or&a-.o de engenharia do or'o de 'rova 'oli& ri oen!aiado e& tra-.o

< Gr/ i o 2 a're!enta o detalhe da regi.o el/!ti a da urva ten!.o5de or&a-.ode engenharia 'ara o or'o de 'rova

0 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04-20000000

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

14000000

1600000018000000

f(x) = 581478653.77x - 1065239.41R² = 0.98

Deformação (%)

Tensão (Pa)

Gr/ i o 2 H ?etalhe da regi.o el/!ti a da urva ten!.o5de or&a-.o de engenhariado or'o de 'rova 'oli& ri o en!aiado e& tra-.o


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< &6dulo de ela!ti idade o oe i iente angular da reta ue ont & o! 'onto!da regi.o el/!ti a da urva ten!.o5de or&a-.o4 dado 'ela varia-.o da ten!.o 'elavaria-.o da de or&a-.o4 'oi! ne!ta regi.o v/lida a Lei de IooJe88 #00 M8a8 3000 M8a

• Limite elástico< li&ite de 'ro'or ionalidade =li&ite el/!ti o> a ten!.o orre!'ondente ao

Dlti&o 'onto o&'onente da reta ara ter)!ti a da regi.o el/!ti a4 a 'artir do ualo orrer/ de or&a-.o 'l/!ti a88 1 M8a8 #0 M8a

• Limite de Escoamento

'rova durante o en!aio 'ode !er ob!ervada no! Gr/ i o!88 2 M8a8 93M8a

• Tens o de Ru!turaen!.o no Dlti&o 'onto a erido 'ela &/ uina univer!al

88 74$M8a8 341M8a

• "e#orma$ o %ni#orme e Total A de or&a-.o total igual ao valor de de or&a-.o do &aterial na hora da

ru'tura4 ou !e@a4 a de or&a-.o &/ i&a do &aterial no te!te A de or&a-.ouni or&e e uivalente ao valor da de or&a-.o no &o&ento e& ue a ten!.o &/ i&a no te!te88 Eni or&e otal8 Eni or&e otal

• Redu$ o em área A redu-.o e& /rea obtida o& ba!e no! dado! orne ido! 'ela &/ uina

univer!al de en!aio! &e ,ni o!: RA N=A0 H A > A0O 100


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88 A0 0 ( 3$79 A0 100000RA 7749#

8 A0 0 (1#000 A0 100000RA 7 49#

• &ur'a tens o 'ersus de#orma$ o real

en!.o real = σ r > e en!.o de Bngenharia =P> e ?e or&a-.o real = ɛ r > e?e or&a-.o de engenharia = > !.o e!tabele ida! o& a! !eguinte! 6r&ula!:ɛ

σ r = σ (ɛ +1 )

ɛr = ln (ɛ +1 )

A'li ara&5!e e!ta! e ua- e! ao! valore! 'revia&ente en ontrado! 'ara o!doi! 'ol)&ero!4 a!!i& ora& obtido! o! !eguinte! gr/ i o! de ten!.o5de or&a-.oreal

8ara o 8oli'ro'ileno:

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.40

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

Deformação (%)

Tensão (Pa)

Gr/ i o : en!.o ver!u! ?e or&a-.o real do 888ara o 8olibutileno ere talato:


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0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.060

20000000

40000000

60000000

80000000

100000000

120000000

Deformação (%)

Tensão (Pa)

Gr/ i o #: en!.o ver!u! ?e or&a-.o real do 8

• As!ecto da #ratura A ratura ob!ervada a'6! o en!aio de tra-.o no or'o de 'rova era dD til4 ato

eviden iado 'ela de or&a-.o 'l/!ti a !ub!tan ial


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Figura (: 8 a'6! o en!aio

c. Metal

Velo idade de 1 && &in < di,&etro ini ial era de 7497&& e o di,&etroinal oi de (4 0&&

< o&'ri&ento ini ial oi de $242 && e o o&'ri&ento inal oi de 9 4( &&


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Figura : Material Met/li o a'6! o en!aio

(. Ensaio !e Fle%$o

< o&'orta&ento ten!.o5de or&a-.o de er,&i a! r/gei! eito 'or &eio de

te!te! de le .o tran!ver!al4 'oi! di ) il 're'arar e te!tar or'o! de 'rova tendo are uerida geo&etria e e i!te u&a !igni i ativa di eren-a e& re!ultado! obtido! dete!te! ondu+ido! no! &odo! de o&'re!!.o e de tra-.o =CALL " BR4 200$> de 04 && 'or &inuto ?e ato4 oi relatada a au!%n ia de

de or&a-.o 'l/!ti a4 on erindo 'e uena on iabilidade &e ,ni a ne!te &aterial4'or &4 !abe5!e ue e!te! &ateriai! a're!enta& alta re ratariedade e dure+a


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ENSAIO DE FLEXÃO

Figura #: B! ue&a do te!te de le .o

Figura 7: Bn!aio de le .o


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• Monta(em do (rá#ico tens o)e*tens o+

A'6! a e e u-.o do te!te de le .o de a&bo! or'o! de 'rova4 oi obtido o

gr/ i o =Figura 10> de arga a'li ada 'ela ten!.o4 onde &o!tra o o&'orta&entodo or'o er,&i o at a !ua ru'tura

0 50 100 150 200 250-10

0

10

20

30

40

50

60

Carga Aplicada p la !x" #$%&

!x" #$%& ( 10 '-3 )

Carga ( gf)

Gr/ i o #: arga a'li ada 'ela e ten!.o

• &álculo da resistência , #le* o- média- des'io !adr o- coe#iciente de'aria$ o+

< /l ulo de re!i!t%n ia ; le .o obtido atrav ! da !eguinte rela-.o:

σ máx = 3 PL2 bh

2

8 arga a'li ada ao or'o logo ante! ue ele !o ra a raturaL di!t,n ia entre o! doi! 'onto! de 're!!.o i o! b largura do or'o de 'rova h altura do or'o de 'rova?iante di!!o4 obte&o! a !eguinte tabela:

Re!i!t%n ia ; le .o =10# 8a>

Cer,&i a 1 0433333

Cer,&i a 2 043393$

abela 1: Re!i!t%n ia ; le .o


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Co& o! dado! da re!i!t%n ia ; le .o de ada or'o de 'rova na arga deru'tura4 al ulou5!e a re!i!t%n ia & dia do! doi! C8! dada 'ela 'ri&eira e ua-.o4o de!vio 'adr.o =!egunda e ua-.o> e o oe i iente de varia-.o =ter eira

e ua-.o>4 obtendo a !eguinte tabela:σ́ =

1

n∑i = 1

n

xi

s= √ 1n− 1 ∑i= 1n

( xi− ́x)2

C v=sσ́

M dia da! re!i!t%n ia! ; le .o =10# 8a> 0433#3

?e!vio 8adr.o da! re!i!t%n ia! =10 # 8a> 0400302(

Coe i iente de varia-.o: 0400$993

abela 2: M dia4 de!vio 'adr.o e oe i iente de varia-.o

• As!ecto de #ratura+

*.o oi ob!ervado redu-.o da /rea de !e-.o na ratura4 o ue indi a ue o&aterial r/gil4 o& ara ter)!ti a dD tei! de! on!ider/vei! ou ine i!tente! A

igura abai o &o!tra o C8 1 raturado a'6! o en!aio:


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2

Figura $: "u'er ) ie do or'o de 'rova 1 a'6! te!te de le .o

A ratura do or'o de 'rova 2 !e &o!trou total&ente r/gil4 !e& redu-.o de/rea e !e& e!tilha-a&ento do &aterial4 o&o &o!trado na igura abai o

3 Figura 9: "u'er ) ie do or'o de 'rova 2 a'6! o te!te de le .o

* CONCLUS0O< 'ri&eiro en!aio eito oi o de tra-.o onde doi! 'ol)&ero! e u&a ha!te de erro

ora& olo ado! e& u&a &/ uina univer!al a i& de veri i ar&o! !eu &6dulo deela!ti idade4 li&ite de ru'tura4 et

8ode&o! 'er eber ue o &6dulo da ela!ti idade en ontrado e& 88 &aior doue o en ontrado e& 8 4 i!!o uer di+er ue o &aterial 8 te& u&a &aior

ela!ti idade e a'a+ de !e alongar &ai! do ue 88 Co& rela-.o ao li&iteel/!ti o 'ode&o! ver ta&b & ue o 88 de&ora &ai! 'ara ini iar a de or&a-.o'l/!ti a do ue o 8


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ne e!!/rio &uito &eno! or-a do ue a ne e!!/ria 'ara raturar o 8 Q/ o&rela-.o a redu-.o e& /rea ela 'rati a&ente igual no! doi! &ateriai!4 i ando 'or volta do! 7#

'ara o 88 uanto 'ara o 8 "e o&'arado! ao! eito! e 'eri&ental&ente'ode&o! ob!ervar ue a're!enta& ara ter)!ti a! be& 'are ida!4 'or & erro! de&edi-.o e at &e!&o de &anu!eio 'ode& au!ar e!!a! 'e uena! di eren-a!entre o! gr/ i o!4 &a! nada ue dei e a inter'reta-.o in orreta

*a 'e-a de &etal ta&b & oi 'o!!)vel notar o alonga&ento da &e!&a e& 1342&&4 al & laro da di&inui-.o do di,&etro e& 34(7 &&4 'or & a or-a utili+ada'ara ue houve!!e ru'tura da &e!&a oi &uito !u'erior a or-a utili+ada 'ara o!'ol)&ero!4 devido a &aior re!i!t%n ia do &aterial

*o en!aio de le .o utili+ou5!e o & todo de 3 'onto! 'ara ob!ervar a re!i!t%n iada! er,&i a! 8ode5!e notar ue a! er,&i a! a're!enta& alta dure+a 'or &n.o a're!enta& ela!ti idade a&b & 'ode5!e notar ue n.o houve redu-.o da/rea e ue a arga a'li ada 'ara a uebra da er,&i a oi de a'ro i&ada&ente

0 Kg A'6! al ulado 'ode&o! ob!ervar ue a re!i!t%n ia a le .o da!er,&i a! e!t.o a'ro i&ada&ente e& 0433 10 # 8a

= REFER>NCIAS BIBLIO,R?FICAS

N1O CALL " BR4 S ?Ciência e Engenharia de Materiais: uma introdução . 7Bd L C 200$

N2OA+ostila !e ensaio !e 8ateriais. Eniver!idade Regional do Alto Eruguai e da!Mi!! e! Bngenharia Me .ni a "anto Tngelo4 2007

N3O Estr&t&ra !os 8ateriais – Ensaios Mecânicos. ?i!'on)vel e&Uhtt': @orgeteo ilo ile! ord're!! o& 2010 0$ e'&5a'o!tila5 a'itulo095en!aio!5&od1 'd W

N(O Roteiro da aula 'r/ti a 3 H Bn!aio! Me ,ni o!

N O Ensaio !e 8ateriais I@(). ?i!'on)vel e&Uhtt': &!' eng br ie&at en!aio110 !ht&lW
http://jorgeteofilo.files.wordpress.com/2010/08/epm-apostila-capitulo09-ensaios-mod1.pdfhttp://jorgeteofilo.files.wordpress.com/2010/08/epm-apostila-capitulo09-ensaios-mod1.pdfhttp://jorgeteofilo.files.wordpress.com/2010/08/epm-apostila-capitulo09-ensaios-mod1.pdfhttp://jorgeteofilo.files.wordpress.com/2010/08/epm-apostila-capitulo09-ensaios-mod1.pdf

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