Retirou-se um corpo de prova de 20 mm de largura de um fardo de chapas de aço baixo carbono de 3,0 mm de espessura. A carga máxima registrada no ensaio foi de 1,3 t e a carga de ruptura foi de 1,0 t. Porque a carga de ruptura foi menor do que a carga máxima durante o ensaio? Qual o valor do limite de resistência à tração?

Passo 1

O enunciado descreve um ensaio de tração em que um corpo de prova de aço baixo carbono tem largura de 20,mm e espessura de 3,0,mm. Registrou-se carga máxima de 1,3,tf e carga de ruptura de 1,0,tf. Vamos usar a definição de limite de resistência à tração (ou tensão de pico)
sigmaUTS = PmaxA0
e o conceito de estricção (necking) para explicar por que a carga de ruptura é menor que a carga máxima.

Passo 2

Calculamos a área da seção inicial A0 como produto da largura pela espessura:
A0 = b times t = 20,mm times 3,0,mm = 60,mm^2

Passo 3

Convertendo a carga máxima para newton e encontrando sigmaUTS:
Pmax = 1,3,tf = 1,3 times 1000,kgf times 9,81,Nkgf approx 12753,N,
sigmaUTS = 12753,N60,mm^2 approx 212,6,N/mm^2 = 212,6,MPa

Passo 4

Após atingir a carga máxima, inicia-se a estricção (necking), ou seja, a redução localizada da área da seção. Como a área transversal diminui mais rapidamente que a carga aplicada cresce, a força que o corpo de prova suporta cai até a ruptura. Daí a carga de ruptura ser menor que a carga máxima.

Resposta

A carga de ruptura é menor que a carga máxima devido à estricção (necking), que reduz a área efetiva do corpo de prova.
O limite de resistência à tração ( sigmaUTS) é aproximadamente 213,MPa.

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