Aula 03 - Ensaio de Tração II - Curva Tensão Deformação

Introduo Quando um corpo de prova submetido a um ensaio de trao, a mquina de ensaio fornece um grfico que mostra as relaes entre a fora aplicada e as deformaes ocorridas durante o ensaio. Mas o que nos interessa para a determinao das propriedades do material ensaiado a relao entre tenso e deformao.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico2

Introduo J sabemos que a tenso (S) corresponde fora (F) dividida pela rea da seo (A) sobre a qual a fora aplicada. No ensaio de trao convencionou-se que a rea da seo utilizada para os clculos a da seo inicial (Ao). Assim, aplicando a frmula abaixo podemos obter os valores de tenso para montar um grfico que mostre as relaes entre tenso e deformao. S=F AoProf. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico3

Introduo Este grfico conhecido por diagrama tensodeformao. Os valores de deformao, representados pela letra grega minscula e (psilon), so indicados no eixo das abscissas (x) e os valores de tenso so indicados no eixo das ordenadas (y). A curva resultante apresenta certas caractersticas que so comuns a diversos tipos de materiais usados na rea metal-mecnica.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico4

Limite Elstico Observe o diagrama a seguir e note que foi marcado um ponto A no final da parte reta do grfico. Este ponto representa o limite elstico ou limite de escoamento.

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Limite Elstico O limite de escoamento recebe este nome porque, se o ensaio for interrompido antes deste ponto e a fora de trao for retirada, o corpo volta sua forma original, como faz um elstico. Na fase elstica os metais obedecem lei de Hooke. Suas deformaes so diretamente proporcionais s tenses aplicadas.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico6

Limite Elstico Exemplificando: se aplicarmos uma tenso de 10 N/mm e o corpo de prova se alongar 0,1%, ao aplicarmos uma fora de 100 N/mm o corpo de prova se alongar 1%. Dica Em 1678, Sir Robert Hooke descobriu que uma mola tem sempre a deformao (e) proporcional tenso aplicada (S), desenvolvendo assim a constante da mola (K), ou lei de Hooke, onde: K = S/e.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico7

Mdulo de Elasticidade Na fase elstica, se dividirmos a tenso pela deformao, em qualquer ponto, obteremos sempre um valor constante. Este valor constante chamado mdulo de elasticidade. A expresso matemtica dessa relao : S = E.e onde E a constante que representa o mdulo de elasticidade. O mdulo de elasticidade a medida da rigidez do material. Quanto maior for o mdulo, menor ser a deformao elstica resultante da aplicao de uma tenso e mais rgido ser o material. Esta propriedade muito importante na seleo de materiais para fabricao de molas.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico8

Limite de Proporcionalidade Porm, a lei de Hooke s vale at um determinado valor de tenso, denominado limite de proporcionalidade, que o ponto representado no grfico a seguir por A, a partir do qual a deformao deixa de ser proporcional carga aplicada. Na prtica, considera-se que o limite de proporcionalidade e o limite de elasticidade so coincidentes.Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico9

Escoamento Terminada a fase elstica, tem incio a fase plstica, na qual ocorre uma deformao permanente no material, mesmo que se retire a fora de trao.


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Escoamento No incio da fase plstica ocorre um fenmeno chamado escoamento. O escoamento caracteriza-se por uma deformao permanente do material sem que haja aumento de carga, mas com aumento da velocidade de deformao. Durante o escoamento a carga oscila entre valores muito prximos uns dos outros.


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Limite de Resistncia Aps o escoamento ocorre o encruamento, que um endurecimento causado pelo alongamento dos gros que compem o material quando deformados a frio. O material resiste cada vez mais trao externa, exigindo uma tenso cada vez maior para se deformar.


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Limite de Resistncia

Nessa fase, a tenso recomea a subir, at atingir um valor mximo num ponto chamado de limite de resistncia (B). Para calcular o valor do limite de resistncia (LR), basta aplicar a frmula:Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico

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Estrico a reduo percentual da rea da seo transversal do corpo de prova na regio onde vai se localizar a ruptura. A estrico determina a ductilidade do material. Quanto maior for a porcentagem de estrico, mais dctil ser o material.


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Limite de Ruptura Continuando a trao, chega-se ruptura do material, que ocorre num ponto chamado limite de ruptura (C).


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Limite de Ruptura Note que a tenso no limite de ruptura menor que no limite de resistncia, devido diminuio da rea que ocorre no corpo de prova depois que se atinge a carga mxima.


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Concluso Todas propriedades esto representadas no mesmo diagrama de tenso deformao:


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Exerccios Analise o diagrama de tensodeformao de um corpo de prova de ao e indique: a) o ponto A, que representa o limite de elasticidade b) o ponto B, que representa o limite de resistnciaProf. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico18

Exerccios Compare as regies das fraturas dos corpos de prova A e B, apresentados a seguir. Depois responda: qual corpo de prova representa material dctil?


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Exerccios Analise o diagrama tenso-deformao abaixo e assinale qual a letra que representa a regio de escoamento.


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Exerccios Analise o diagrama tenso-deformao abaixo e assinale qual a letra que representa a regio de escoamento.


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Exerccios A frmula abaixo permite calcular:


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Exerccios Dois materiais (A e B) foram submetidos a um ensaio de trao e apresentaram as seguintes curvas de tenso-deformao:Qual dos materiais apresenta maior deformao permanente?


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OBRIGADO!Niquelndia, 2011 [email protected]. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico24

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