(a) O que é uma Máquina Universal de Ensaios Mecânicos? (b) Explique como é executado um ensaio de tração me barras metálicas. (c) Que curva é obtida a partir deste ensaio?
Passo 1
O enunciado pede três coisas:
(a) definir o que é uma Máquina Universal de Ensaios Mecânicos;
(b) descrever como se faz um ensaio de tração em barras metálicas;
(c) dizer que curva obtém‐se desse ensaio.
O conteúdo envolve Mecânica dos Materiais e Ensaios Mecânicos, em especial o ensaio de tração e a curva tensão–deformação.
(a) definir o que é uma Máquina Universal de Ensaios Mecânicos;
(b) descrever como se faz um ensaio de tração em barras metálicas;
(c) dizer que curva obtém‐se desse ensaio.
O conteúdo envolve Mecânica dos Materiais e Ensaios Mecânicos, em especial o ensaio de tração e a curva tensão–deformação.
Passo 2
Uma Máquina Universal de Ensaios Mecânicos é um equipamento que aplica carregamento controlado (tração, compressão ou flexão) a corpos de prova, mede simultaneamente a força
e o deslocamento (ou deformação) imposto, e registra esses dados. Ela possui um quadro rígido com garras ou mordentes para fixar a peça, uma célula de carga para medir força e um sistema de movimentação (hidráulico, elétrico ou mecânico) que controla a taxa de deformação ou a velocidade de carregamento.
Passo 3
No ensaio de tração em barras metálicas realiza-se o seguinte:
- Prepara-se um corpo de prova metálico padronizado, com comprimento de referência
e seção transversal inicial . - Marca-se o comprimento de trabalho e instala-se o corpo de prova nas garras da máquina, garantindo alinhamento axial.
- Aciona-se a máquina para aplicar deformação axial crescente a uma velocidade constante (ou uma taxa de deformação fixa), enquanto a célula de carga registra
e um extensômetro (ou o próprio cabeçote) registra a elongação . - Continua-se até que ocorra estricção localizada e, por fim, ruptura da barra.
Passo 4
Durante o ensaio calcula-se a tensão e a deformação nominais (engenharia):
Com os pares
obtém-se um gráfico de tensão versus deformação.
Passo 5
A curva resultante é a curva tensão–deformação de engenharia, que apresenta, em geral, estas regiões:
– região elástica linear (slope igual ao módulo de Young),
– limite de escoamento, onde começa a deformação plástica,
– regime plástico com encruamento até a tensão máxima (resistência última),
– estricção na seção e, por fim, fratura.
– região elástica linear (slope igual ao módulo de Young),
– limite de escoamento, onde começa a deformação plástica,
– regime plástico com encruamento até a tensão máxima (resistência última),
– estricção na seção e, por fim, fratura.
Resposta
(a) É um equipamento versátil para aplicar e medir carregamentos de tração, compressão e flexão em corpos de prova, registrando força e deformação.
(b) Prepara-se um corpo de prova padronizado com comprimento e área
, fixa-se nas garras da máquina, aplica-se tração a uma taxa constante, mede-se a força
e a elongação
até a ruptura, calculando tensão
e deformação
.
(c) Obtém-se a curva tensão–deformação de engenharia, com regiões elástica, de escoamento, plástica, de encruamento, tensão máxima, estricção e fratura.
(b) Prepara-se um corpo de prova padronizado com comprimento
(c) Obtém-se a curva tensão–deformação de engenharia, com regiões elástica, de escoamento, plástica, de encruamento, tensão máxima, estricção e fratura.