Ensaio de Tração

Por Thiago Trigo
O ensaio de tração consiste em  aplicar uma força uniaxial no material, tendendo-o a alongá-lo até o momento de sua fratura. Os CPs (corpos de prova) na maioria das vezes são circulares podendo também serem retangulares. O corpo de prova (sempre padronizado por normas técnicas) é fixado pelas suas extremidades nas garras de fixação da máquina de tração. O corpo de prova é então submetido a um esforço, aplicando uma carga gradativa e registrando cada valor de força correspondente a um diferente tipo de alongamento do material (alongamento este medido por um extensomêtro como mostra a figura). O ensaio termina quando o material se rompe. Para efeitos de reduzir as diferenças entre as dimensões de diferentes corpos de prova, utiliza-se o conceito de tensão convencional ou tensão de engenharia definido por:

σ = F / Ao

Onde, temos que:+++

  • F = Força aplicada
  • Ao = Área da seção transversal do corpo (antes da aplicação da carga)

Já a deformação sofrida pelo Cp pode ser calculada em função do alongamento sofrido durante o ensaio.

ε =  (L f- Lo) / Lo

  • Lf= Comprimento final
  • Lo=Comprimento inicial

Os resultados obtidos através do ensaio de tração são “plotados” (fornecidos pela própria máquina de ensaio) em um gráfico chamado de tensão x deformação (σ x ε).

A partir da análise do diagrama Tensão x Deformação, podemos destacar pontos importantes que merecem ser estudados.

 

Fase elástica: É a fase  na qual o material recupera  suas dimensões originais após a retirada dos esforços externos sobre ele. A fase elástica obedece a Lei de Hooke representada algebricamente por  σ = E. ε .  O “E” representado na fórmula é denominado de módulo de elasticidade ou módulo de Young. É a resistência mecânica do material  ou rigidez. O módulo de elasticidade pode ser obtido através da inclinação da reta na fase elástica.

Limite de Proporcionalidade: É o limite no qual as tensões são diretamente proporcionais as deformações.

Escoamento: Inicio da deformação plástica, consiste propriamente dito em um grande alongamento do material sem acréscimo significativo de carga ,com oscilações na velocidade de deformação.

Fase plástica: É a fase a partir do qual  o material sofre um deformação permanente (não consegue recuperar suas dimensões originais após a retirada das cargas).

Limite de resistência: Corresponde à máxima tensão que o material suporta sem romper-se. É calculada por:

LR = Fmáx/So

  • Fmáx = Carga máxima aplicada no material
  • So = Área da seção inicial do corpo de prova.

Limite de ruptura: Correspondente ao ponto de fratura do material.

É importante saber que quando o material é submetido a uma tensão máxima suportada, logo em seguida observamos um decréscimo de carga, ou seja, o limite de ruptura é inferior ao limite de resistência, uma vez que o material sofre uma redução de sua área, denominado de estricção. A estricção pode ser calculada pela redução percentual de área (RA%) por:

RA% = (Ao-Af)/Ao

Onde;

  • Ao = Área da secção transversal inicial do material
  • Af= Área da secção transversal final do material

A figura abaixo demonstra duas características importantes de um corpo que foi ensaiado por tração; seu alongamento e sua redução de área.

Assista abaixo a um Ensaio de Tração:

Referências Bibliográficas:
Ciência e Engenharia de Materiais Uma Introdução – William D. Callister, Jr.- Sétima Edição
Apostila Telecurso 2000 Mecânica.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_tração