- Construa um gráfico de tensão deformação e identifique (a) quais são as unidades geralmente utilizadas para tensão (b) Tensão e deformação de engenharia (c)Tensão e deformação real, (d) Tensão máxima e tensão de ruptura.
Passo 1
O enunciado pede para desenhar o típico diagrama tensão–deformação de um ensaio de tração e, sobre esse gráfico, indicar
- (a) as unidades usuais de tensão;
- (b) as curvas de tensão e deformação de engenharia;
- (c) as curvas de tensão e deformação reais;
- (d) a tensão máxima (resistência máxima à tração) e a tensão de ruptura.
O conteúdo necessário é mecânica dos materiais: definição de tensão e deformação de engenharia e verdadeiras, e interpretação dos principais pontos do ensaio de tração.
Passo 2
Defina os eixos e as unidades de tensão. No eixo horizontal plote a deformação
, que é adimensional (sem unidade), e no eixo vertical a tensão
, com unidades tipicamente em
Passo 3
Construa a curva de engenharia
versus
. Para isso:
- A partir da origem, desenhe um ramo linear até o ponto de escoamento, cuja inclinação é o módulo de Young
, pois
- Após o escoamento, faça a curva plástica em que a tensão continua subindo (endurecimento) até o pico (tensão máxima).
- Depois do pico, na zona de estricção (necking), a tensão de engenharia cai até o ponto de ruptura.
Passo 4
Sobre o mesmo diagrama, ou em um diagrama separado, trace a curva de tensão real
versus deformação real
. Use as relações
Nesse gráfico, após o início de estricção a tensão verdadeira continua subindo (pois a área diminui) até atingir um novo pico real, caindo só no momento do fraturamento.
Passo 5
Identifique no diagrama de engenharia:
- A tensão máxima
(ultimate tensile strength), que é o valor máximo de . - A tensão de ruptura
, que é o valor de no ponto onde ocorre o fraturamento.
Resposta
(a) Unidades de tensão:
,
ou
.
(b) Tensão e deformação de engenharia:
(b) Tensão e deformação de engenharia:
curva linear-elástica até o escoamento e depois plástica até o pico, caindo até a ruptura.
(c) Tensão e deformação reais:
(c) Tensão e deformação reais:
curva que continua subindo após necking até pouco antes da fratura.
(d) Tensão máxima : pico da curva de engenharia; tensão de ruptura
: valor no ponto de fraturamento.
(d) Tensão máxima