Faça um esquema do ensaio de tração
deformação de um material metálico dúctil e apresente as propriedades avaliadas e suas formulas. Explique o que é a Lei de Hooke e a região do gráfico tensão x deformação onde é valida.
Passo 1
O enunciado pede um esquema do ensaio de tração (gráfico tensão
deformação) para um material metálico dúctil, junto com as propriedades mecânicas avaliadas e suas fórmulas, e ainda a explicação da Lei de Hooke e da região do gráfico onde ela é válida.
Passo 2
O diagrama tensão (
) versus deformação (
) de um metal dúctil apresenta, em ordem crescente de
, as seguintes regiões:
- Região elástica (O–A): curva linear onde
. - Ponto de proporcionalidade (A): fim da linearidade exata.
- Ponto de escoamento (B): início da deformação plástica, com patamar ou queda de tensão.
- Região de encruamento (B–C): tensão cresce novamente até o máximo.
- Resistência máxima ou tensão última (C):
. - Região de estricção (C–D): início de necking, tensão suportada cai.
- Fratura (D): ponto final do ensaio, ruptura do corpo de prova.
Passo 3
As propriedades avaliadas e suas fórmulas típicas são:
- Módulo de elasticidade (Young):
- Limite de escoamento:
(ou para % de deformação permanente). - Resistência à tração (tensão última):
. - Alongamento percentual (ductilidade):
- Estrição percentual (redução de área):
- Módulo de resiliência (energia elástica armazenada até o escoamento):
- Tenacidade (energia total absorvida até a fratura): área sob toda a curva
.
Passo 4
A Lei de Hooke estabelece que, na região elástica, a tensão é proporcional à deformação segundo
Essa relação é válida até o ponto de proporcionalidade (fim da reta), e de modo prático até o limite de elasticidade (onde o material ainda retorna completamente à forma original quando a carga é removida).
Resposta
Esquema do gráfico tensão (
) versus deformação (
) para metal dúctil:
- Região O–A: linear elástica (
) - A: limite de proporcionalidade
- B: limite de escoamento (
) - B–C: encruamento até a tensão última (
) - C–D: estricção e queda de tensão até fratura
Propriedades avaliadas e fórmulas:
-
(módulo de elasticidade) -
(limite de escoamento) -
(resistência à tração) -
-
-
(resiliência) - Tenacidade
área total sob
Lei de Hooke:
válida até o limite de proporcionalidade/elástico.