Ensaios Mecânicos - Tração e Compressão

ENSAIOS MECNICOS

TEORIA

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Ensaio de Trao/Compresso

Abrangncia:

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A tenso uma das grandezas fundamentais

na mecnica dos slidos deformveis.

Entende-se por tenso uma grandeza que

representa a relao da fora interna no

corpo deformvel pela rea em que atua.

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Tenso

9:17

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Tenso

Tenso normal:

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Uma tenso excessiva em materiais frgeis ou

ducteis pode provocar sua deformao at a

ruptura. Exemplo: encontro de ponte de

concreto.

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Deformao

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Conceito: quando uma fora aplicada a um

corpo, tende a mudar a forma e o tamanho do

mesmo. Tais mudanas so denominadas

deformao.

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Deformao

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Elas podem ser visveis ou praticamente

imperceptveis sem o uso de equipamentos

para fazer medies precisas e tambm

podem surgir de mudanas de temperatura.

Deformao

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Portanto, de um modo geral, uma deformao

ocorre quando a posio relativa dos

diferentes elementos no mais a mesma.

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Deformao

9:17

Deformao

Mudanas

Comprimento ngulos

Deformao

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Deformao a grandeza geomtrica medida por meio de tcnicas

experimentais. Uma vez obtido seu

valor, a tenso no corpo pode ento

ser determinada pelas relaes das

propriedades do material.

Deformao

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As relaes entre tenses e

deformaes so estabelecidas a

partir de ensaios experimentais

simples que envolvem apenas uma

componente do tensor de tenses.

Sendo assim destaca-se o ensaio

de trao.

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Relao entre Tenso e Deformao

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Ensaio de trao:

Em um ensaio de trao, um corpo

de prova submetido a um esforo

que tende a along-lo ou estic-lo

at ruptura.

As deformaes promovidas no

material so uniformemente

distribudas em todo o seu corpo

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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frgil

dctil

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Alongamento percentual:

AL % = [(lf l0)/l0]/x100

Reduo de rea percentual

RA % = [(A0 Af)/A0]/x100

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Ensaio de trao:

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(a) fratura altamente dctil: material sofre longa estrico, a partir de uma determinada tenso, at um nico ponto no momento da fratura;

(b) fratura moderadamente dctil: material fratura aps

sofrer alguma deformao plstica;

(c) fratura frgil: material fratura sem que ocorra nenhuma deformao plstica;

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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A curva de tenso x deformao

convencional, no apresenta uma

informao real das caractersticas

tenso e deformao porque se baseia

somente nas caractersticas

dimensionais originais do corpo de

prova ou amostra e que na verdade so

continuamente alteradas durante o

ensaio.

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Para intervalos muito pequenos:

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Ensaio de trao:

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Se no ocorre mudana de volume durante a deformao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Em um teste de trao, se a deformao

observada no material for do tipo elstica,

ento a relao entre a tenso e a deformao

dada pela lei de Hook: = E. ;

E o mdulo de Young, ou mdulo de

elasticidade, e tem as mesmas unidades de

, isto : N/m2 ou Pa e N/mm2 ou MPa.

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Ensaio de trao:

9:17

Descarga

Coeficiente angular = E

Carga

tenso

deformao

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Ensaio de trao:

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Coeficiente de Poisson (): definido como

sendo a razo entre as deformaes lateral e

axial.

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Ensaio de trao:

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A ductilidade corresponde ao alongamento

total do material devido deformao plstica

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Ensaio de trao:

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A resilincia corresponde capacidade do

material de absorver energia quando este

deformado elasticamente

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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A Tenacidade corresponde capacidade do

material de absorver energia at sua ruptura

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de trao:

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Ensaio de compresso:

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Normas tcnicas mais comuns:

ASTM (American Society for Testing and Materials)

ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas)

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Normas:

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Normas:

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Coeficiente de segurana e Tenso admissvel:

Nas aplicaes prticas s pode ser admitido

(tenso admissvel) uma frao das

resistncias mximas ou de ruptura (tenso

de ruptura) apresentadas pelos diversos

materiais. Isto para prevenir o aparecimento

de deformaes excessivamente grandes ou,

at mesmo, o rompimento do elemento

estrutural.

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Normas:

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Coeficiente de segurana depende dos seguintes

fatores: consistncia da qualidade do material,

durabilidade do material, espcie de cargas e

solicitaes

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Normas:

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O teste de trao para uma liga de ao resulta

no diagrama tenso-deformao da figura

abaixo. Calcular o mdulo de elasticidade e a

resistncia ao escoamento com base em uma

deformao de 0,2%.

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Exerccio:

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Exerccio:

9:17

Mdulo de elasticidade:

Limite de escoamento, de resistncia e de

ruptura:

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Soluo:

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O diagrama tenso-deformao de uma liga de

alumnio usada para fabricar peas de

aeronaves mostrado abaixo. Supondo que

um corpo de prova desse material seja

tracionado com 600MPa, determine a

deformao permanente que ficar no corpo

de prova quando a carga for removida.

Calcular tambm o modulo de resilincia

antes e depois da aplicao da carga.

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Exerccio:

9:17

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Exerccio:

9:17

Deformao permanente (plstica):

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Soluo:

9:17

Modulo de resilincia:

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Soluo:

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A haste mostrada na figura abaixo

est submetida a um aumento de

temperatura ao longo do seu eixo, o

que cria uma deformao normal na

haste dada pela equao abaixo, em

que z dado em metros. Determinar

(a) o deslocamento da extremidade B

da haste devido ao aumento de

temperatura e (b) a deformao

normal mdia da haste.

Exerccio:

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Exerccio:

9:17 60

Soluo:

9:17 61

Soluo:

9:17 62

Uma barra de cobre originalmente com

305mm de comprimento submetida a uma

tenso de trao de 276MPa. Se a deformao

inteiramente elstica, qual ser o

alongamento resultante? (dado: E=110GPa)

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Exerccio:

L0=305mm

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Soluo:

9:17

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