(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.

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 F 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:
  1. Prepara-se um corpo de prova metálico padronizado, com comprimento de referência L_{0} e seção transversal inicial A_{0}.
  2. Marca-se o comprimento de trabalho e instala-se o corpo de prova nas garras da máquina, garantindo alinhamento axial.
  3. 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 F e um extensômetro (ou o próprio cabeçote) registra a elongação \Delta L.
  4. 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):
\sigma = \frac{F}{A_{0}}
\varepsilon = \frac{\Delta L}{L_{0}}
Com os pares (\varepsilon,\sigma) 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.

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 L_{0} e área A_{0}, fixa-se nas garras da máquina, aplica-se tração a uma taxa constante, mede-se a força F e a elongação \Delta L até a ruptura, calculando tensão \sigma=F/A_{0} e deformação \varepsilon=\Delta L/L_{0}.
(c) Obtém-se a curva tensão–deformação de engenharia, com regiões elástica, de escoamento, plástica, de encruamento, tensão máxima, estricção e fratura.

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