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ENSAIOS MECNICOS
TEORIA
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Ensaio de Trao/Compresso
Abrangncia:
9:17
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:
9:17
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
9:17
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
9:17
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
9:17 7
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
9:17 9
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
9:17
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Relao entre Tenso e Deformao
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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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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frgil
dctil
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
Alongamento percentual:
AL % = [(lf l0)/l0]/x100
Reduo de rea percentual
RA % = [(A0 Af)/A0]/x100
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
(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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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
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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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
Para intervalos muito pequenos:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
Se no ocorre mudana de volume durante a deformao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
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Relao entre Tenso e Deformao
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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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
Descarga
Coeficiente angular = E
Carga
tenso
deformao
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
Coeficiente de Poisson (): definido como
sendo a razo entre as deformaes lateral e
axial.
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
A ductilidade corresponde ao alongamento
total do material devido deformao plstica
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
A resilincia corresponde capacidade do
material de absorver energia quando este
deformado elasticamente
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
A Tenacidade corresponde capacidade do
material de absorver energia at sua ruptura
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
9:17
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de trao:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de compresso:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de compresso:
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Relao entre Tenso e Deformao
Ensaio de compresso:
9:17
Normas tcnicas mais comuns:
ASTM (American Society for Testing and Materials)
ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas)
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Relao entre Tenso e Deformao
Normas:
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Relao entre Tenso e Deformao
Normas:
9:17
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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Relao entre Tenso e Deformao
Normas:
9:17
Coeficiente de segurana depende dos seguintes
fatores: consistncia da qualidade do material,
durabilidade do material, espcie de cargas e
solicitaes
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Relao entre Tenso e Deformao
Normas:
9:17
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:
9:17
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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.
55
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:
9:17
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:
9:17 59
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