Conceitos básicos de resistência à tração e ensaio de materiais, Notas de aula de Materiais

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TRAÇÃO

Leonardo Da Vinci (1452-1519) Testar as propriedades dos fios de ouro que laminava: a probabilidade de um arame metálico apresentar trincas era diretamente proporcional ao seu comprimento

ENSAIO DE TRAÇÃO

P. Van Musschenbroek (1692-1761) “Physicae Experimentales et Geometricae”, publicado em 1729

ENSAIO DE TRAÇÃO

Ao = cross sectional area (when unloaded)

F F

Cabo em tração simples

M

M

Ao

2 R

F

s

Ac

DISPOSITIVO DE TELEFÉRICO (Fonte:Callister)

RESISTÊNCIA MECÂNICA

CASO REAL:

• TRAÇÃO;

• CORROSÃO;

• FRAGILIZAÇÃO(T↓);

• VIBRAÇÃO;

• FADIGA.

Eixo: torção pura/fadiga torcional

7 BARRAS DE PROTENSÃO BAINHA CONCRETO PRÉ-MOLDADO

8 Ensaio de Tração: Procedimentos Normalizados Os Ensaios Mecânicos podem ser realizados em:

• Produtos acabados : os ensaios têm maior significado pois procuram simular as condições de funcionamento do mesmo. Mas na prática isso nem sempre é realizável;
• Corpos de prova : Avalia a propriedades dos materiais independentemente das estruturas em que serão utilizados. Estas propriedades (Ex. limite de elasticidade, de resistência, alongamento, etc.) são afetadas pelo comprimento do corpo de prova, pelo seu formato, pela velocidade de aplicação da carga e pelas imprecisões do método de análise dos resultados do ensaio. Para padronizar: Utilizam-se as NORMAS

10 Cisalhamento Uma tensão cisalhante causa uma deformação cisalhante , de forma análoga a uma tração. Tensão cisalhante ◼  = F/A 0 ◼ onde A 0 é a área paralela a aplicação da força. Deformação cisalhante ◼  = tan  =  y/z 0 ◼ onde  é o ângulo de deformação Módulo de cisalhamento G  = G 

11 Coeficiente de Poisson

• Quando ocorre elongamento ao longo de uma direção, ocorre contração no plano perpendicular.
• A Relação entre as deformações é dada pelo coeficiente de Poisson .  = -  x /  z = -  y /  z
• O sinal negativo apenas indica que uma extensão gera uma contração e vice-versa
• Os valores de ν para diversos metais estão entre 0 , 25 e 0 , 35 (max 0 , 50 ) E = 2G(1+ν) O coeficiente de Poisson (materiais isotropicos) pode ser usado para estabelecer uma relação entre o módulo de elasticidade e o módulo de cisalhamento de um material. Para a maioria dos metais G  0,4E

13 Máquina Universal de Ensaios: Tração, Compressão. A máquina de tração

• É hidráulica ou eletromecânica, e está ligada a um dinamômetro ou célula de carga que mede a força aplicada ao corpo de prova;
• Possui um registrador gráfico que vai traçando o diagrama de força e deformação, em papel milimetrado, à medida em que o ensaio é realizado. Equipamento para o ensaio de tração O ensaio de tração geralmente é realizado na máquina universal , que tem este nome porque se presta à realização de diversos tipos de ensaios.

14 ENSAIO DE TRAÇÃO Célula de carga Corpo de Extensômetro prova Detalhe do início da estricção do material Gráfico de  x  do material ensaiado

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• Segundo a ABNT , o comprimento da parte útil dos corpos de prova utilizados nos ensaios de tração deve corresponder a 5 vezes o diâmetro da seção da parte útil;
• Por acordo internacional, sempre que possível um corpo de prova deve ter 10 mm de diâmetro e 50 mm de comprimento inicial. Não sendo possível retirada de um corpo de prova deste tipo, deve-se adotar um corpo com dimensões proporcionais a essas ( subsize ). Dimensões padronizadas podem ser encontradas nas normas como :
• ASTM E 8 M;
• DIN 50125 ;
• ASTM A 370 ;
• ABNT NBR ISO 6892 - 1 : 2013.

17 Metals Handbook-Vol. Sistemas de fixações mais comuns (garras)

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ASTM A 20 - CHAPAS

20 Preparação do corpo de prova para o ensaio de tração

1. Identificar o material do corpo-de-prova. Corpos de prova podem ser obtidos a partir da matéria-prima ou de partes específicas do produto acabado;

2. Depois, deve-se medir o diâmetro do corpo de prova em dois pontos no comprimento da parte útil , utilizando um micrômetro, e calcular a média;
3. Por fim, deve-se riscar o corpo-de-prova, isto é, traçar as divisões no comprimento útil. Uma possibilidade seria para um CP de 50 mm de comprimento, as marcações serem feitas de 5 em 5 milímetros. Corpo-de-prova preparado para o ensaio de tração