8/6/2019 Lab Materiais - Relatrio exp 5

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Luiz Eduardo Abbade Dalprat Nery024457

Relatrio EM-740 A Laboratrio de Engenharia dosMateriais

5. EXPERIMENTO: ENSAIO DE TRAO

A partir dos dados coletados pela mquina de ensaio de trao para os dois materiais,eliminando os pontos aps a ruptura, obtivemos os grficos a seguir:

E, com isso, pudemos calcular as caractersticas pedidas.

Para o Ao 1020:

a) Limite de Escoamento

Construindo uma linha paralela poro elstica da curva tenso-deformao,

deslocada em 0,2% da deformao, no cruzamento com a curva, chegamos ao valor datenso limite de escoamento.

Com isso chegamos a um valor de e 680MPa.

b) Mdulo de Elasticidade

O Mdulo de Elasticidade dado pelo coeficiente angular da reta que representa aregio elstica da curva tenso-deformao. A partir de dois pontos na regio elstica, temosque o mdulo de elasticidade dado por: E=/, com = 2 1 e = 2 1 .

Com o ponto 1 sendo [0,0], e com o ponto 2 sendo [0,001771 ; 471,92351] (obtido dosdados de sada da mquina, com a deformao sendo dividida por 100, pois o valor dado em porcentagem), temos 266,5GPa.

c) Limite de Resistncia Trao

Esse limite dado pelo ponto mximo da curva, correspondendo tenso mxima quepode ser sustentada por uma estrutura submetida trao.

Do grfico, observamos que u 850MPa. Observando no entanto o conjunto dedados, o valor mximo registrado foi u = 850,84364 MPa.

d) Tenso de Ruptura

Como diz o nome, a tenso de ruptura a tenso aplicada no material no momento daruptura.

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Do grfico, observamos que r 730MPa. Observando no entanto o conjunto de dados,o valor registrado foi r = 728,68391 MPa.

e) Coeficiente de Estrico

O Coeficiente de Estrico representa a diminuio de rea de seo transversal domaterial de ensaio aps a ruptura, e dado por: Z = 100*(A o Af )/Ao. Com A o = (*D o2)/4 e A f =(*D f 2)/4 e D o e Df dados por 4,76 mm e 3,84 mm respectivamente (obtidos de mediorealizada no laboratrio), temos que:

Z = 100*(D o2 D f 2)/D o2 34,92%

f) Mdulo de Resilincia

O Mdulo de Resilincia utilizado para medir a capacidade de o material absorverenergia quando deformado elasticamente. Ele representa a energia por unidade de volumenecessria para tracionar o material da tenso zero at o limite de escoamento, e pode serrepresentado pela rea sob a curva tenso-deformao at o valor do limite de escoamento.

Para seu clculo, iremos utilizar a seguinte equao: U r = e 2/2E. Com os valores de ee E definidos anteriormente como 680MPa e 266,5GPa respectivamente temos: U r = 867,542KPa.

g) Mdulo de Tenacidade

O Mdulo de Tenacidade utilizado para medir a capacidade de o material absorverenergia at sua fratura. Ele representa a energia por unidade de volume necessria paratracionar o material da tenso zero at a tenso de ruptura, e pode ser representado pelarea sob a curva tenso-deformao at o valor da tenso de ruptura.

Para seu clculo, iremos utilizar a seguinte equao, utilizada para materiais dcteis: U T= f ( e + r)/2. Com os valores de e e r definidos anteriormente como 680MPa e728,68391MPa respectivamente, e com f sendo o valor da deformao at a fratura, obtidono ponto da fratura dos dados como 7,044% temos: U T = 49,6 MPa.

Para o Ferro Fundido:

a) Mdulo de Elasticidade

O Mdulo de Elasticidade dado pelo coeficiente angular da reta que representa aregio elstica da curva tenso-deformao. A partir de dois pontos na regio elstica, temosque o mdulo de elasticidade dado por: E=/, com = 2 1 e = 2 1 .

Com o ponto 1 sendo [0,0], e com o ponto 2 sendo [0,0000422 ; 6,76741] (obtido dosdados de sada da mquina, com a deformao sendo dividida por 100, pois o valor dado em porcentagem), temos 160,4GPa.

b) Tenso de Ruptura

Como diz o nome, a tenso de ruptura a tenso aplicada no material no momento daruptura.

Do grfico, observamos que r 245MPa. Observando no entanto o conjunto de dados,o valor registrado foi r = 242,32078 MPa.

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c) Mdulo de Tenacidade

O Mdulo de Tenacidade utilizado para medir a capacidade de o material absorverenergia at sua fratura. Ele representa a energia por unidade de volume necessria paratracionar o material da tenso zero at a tenso de ruptura, e pode ser representado pelarea sob a curva tenso-deformao at o valor da tenso de ruptura.

Para seu clculo, iremos utilizar a seguinte equao, utilizada para materiais frgeis: U T= f * r * 2/3. Com o valor r definido anteriormente como 242,32078 MPa, e com f sendo ovalor da deformao at a fratura, obtido no ponto da fratura dos dados como 0,7822%temos: U T 126,4 KPa 0,13 MPa.

Comparao:

A comparao entre os dois materiais pode ser generalizada pela comparao decomportamento entre um material dctil (Ao 1020) e um frgil (Ferro Fundido).

A primeira e fundamental diferena a deformao suportada pelo material sob a aode uma carga sem que ocorra fratura. Os materiais dcteis so capazes de suportar grandesdeformaes antes da fratura, enquanto materiais frgeis se rompem com deformaespraticamente nulas (no caso do nosso experimento, em valores aproximados, o materialdctil sofreu 7% de deformao, enquanto o frgil sofreu 0,8%).

Quanto ao comportamento da deformao podemos tambm perceber diferenas. Apsa deformao inicial elstica ento comea a deformao plstica at que o mesmo rompa,quanto mais dctil o material, maior ser sua deformao elstica, em materiais muito frgeisessa primeira etapa de deformao elstica quase imperceptvel.

Um terceiro ponto importante quanto estrico do material. Materiais com certaductilidade apresentam essa caracterstica de diminuio da seo circular causada peladeformao, determinando na maioria dos casos ( excesso da existncia de algum tipo dedefeito interno) a regio de ruptura. Por outro lado materiais frgeis no apresentamestrico.

Por fim, para materiais frgeis, o limite de resistncia trao coincide com a tensode ruptura, enquanto em materiais dcteis a estrico comea aps o carregamento atingir olimite de resistncia trao, permitindo que um carregamento mais baixo seja suficientepara manter a deformao do corpo de prova at a ruptura.