Ensaios Mecânicos (todos - ótimo material)

Ensaios Mecânicos (todos - ótimo material)

(Parte 5 de 21)

Entre as cabeças e a parte útil há um raio de concordância para evitar que a ruptura ocorra fora da parte útil do corpo de prova (Lo).

Segundo aABNT, o comprimento da parte útil dos corpos de prova utilizados nos ensaios de tração deve corresponder a 5 vezes o diâmetro da seção da parte útil.

Por acordo internacional, sempre que possível um corpo de prova deve ter 10mm de diâmetro e 50mm de comprimento inicial. Não sendo possível a retirada de um corpo de prova deste tipo, deve-se adotar um corpo com dimensões proporcionais a essas.

Corpos de prova com seção retangular são geralmente retirados de placas, chapas ou lâminas. Suas dimensões e tolerâncias de usinagem são normalizadas pela ISO/R377 enquanto não existir norma brasileira correspondente. A norma brasileira (BR 6152, dez./1980) somente indica que os corpos de prova devem apresentar bom acabamento de superfície e ausência de trincas.

Dica Para obter informações mais detalhadas sobre corpos de provas, consulte a norma técnica específica.

Em materiais soldados, podem ser retirados corpos de prova com a solda no meio ou no sentido longitudinal da solda, como você pode observar nas figuras a seguir.

Os ensaios dos corpos de prova soldados normalmente determinam apenas o limite de resistência à tração. Isso porque, ao efetuar o ensaio de tração de um corpo de prova com solda, tensiona-se simultaneamente dois materiais de propriedades diferentes (metal de base e metal de solda). Os valo- res obtidos no ensaio não representam as propriedades nem de um nem de outro material, pois umas são afetadas pelas outras. O limite de resistência à tração também é afetado por esta interação, mas é determinado mesmo assim para finalidades práticas.

Ensaios Tecnológicos 3o Ciclo de Técnico em Mecânica

Preparação do corpo de prova para o ensaio de tração

O primeiro procedimento consiste em identificar o material do corpo de prova. Corpos de prova podem ser obtidos a partir da matéria-prima ou de partes específicas do produto acabado.

Depois, deve-se medir o diâmetro do corpo de prova em dois pontos no comprimento da parte útil, utilizando um micrômetro, e calcular a média.

Por fim, deve-se riscar o corpo de prova, isto é, traçar as divisões no comprimento útil. Num corpo de prova de 50mm de comprimento, as marcações devem ser feitas de 5 em 5 milímetros.

Assim preparado, o corpo de prova estará pronto para ser fixado à máquina de ensaio. E você deve estar igualmente preparado para resolver os exercícios apresentados a seguir.

Exercícios

() O formato do corpo de prova e o método adotado

1. EscrevaV se a frase for verdadeira ouF se for falsa: afetam os resultados do ensaio de tração.

2. Analise o desenho a seguir e assinale com umX a letra que identifica a parte útil do corpo de prova.

d) ()

a) ( ) b) ( ) c) ( )

3. Assinale com umX a alternativa que completa a frase corretamente: Segundo a ABNT, o comprimento da parte útil dos corpos de prova utilizados nos ensaios de tração deve ser: a) ( ) 5 vezes maior que o diâmetro; b) ( ) 6 vezes maior que o diâmetro; c) ( ) 8 vezes maior que o diâmetro; d) ( ) o dobro do diâmetro.

4. Assinale com umX aúnica frasefalsa sobre ensai- os de corpos de prova com solda. a) ( ) É possível retirar corpos de prova de mate- riais soldados para ensaios de tração; b) ( ) Nos ensaios de corpos de prova de materiais soldados são tensionados, ao mesmo tempo, dois materi- ais com propriedades diferentes; c) ( ) Os valores obtidos nos ensaios de tração de materiais soldados são válidos apenas para o metal de base; d) ( ) O limite de resistência à tração, nos ensaios de tração de materiais soldados, é afetado pela interação do metal de base e do metal de solda.

Como calcular o alongamento

Imagine que você vá produzir uma peça por estamparia ou dobramento, por exemplo. Você precisará obter uma deformação maior que a desejada, porque após aliviar a força aplicada o material sofrerá uma recuperação nas suas dimensões, igual ao alongamento elástico.

Se o alongamento elástico for conhecido, isto será fácil. Se não, só na tentativa e aí imagine o prejuízo em retrabalhar as ferramentas.

O alongamento elástico pode ser medido de forma direta por meio de um aparelho chamado extensômetro, que é acoplado ao corpo de prova.

Você já viu que o alongamento plástico define a ductilidade do material: quanto maior o alongamento plástico, maior a facilidade de deformar o material. Pelo alongamento, podemos saber para que tipo de processo de produção um material é indicado (forja a frio, laminação, estamparia profunda, etc.).

A fórmula para calcular o alongamento você já aprendeu na Aula 2 deste módulo:

Lo Lo-Lf=A

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O comprimento inicial (Lo) foi medido antes de se submeter o corpo de prova ao ensaio. Portanto, para calcular o alongamento, resta saber qual o comprimento final (Lf).

Você está lembrado daqueles riscos transversais que foram feitos na preparação do corpo de prova? Pois é! A parte útil do corpo de prova ficou dividida em certo número (n) de partes iguais. Agora você vai saber para que serve essa marcação.

A primeira coisa a fazer é juntar, da melhor forma possível, as duas partes do corpo de prova.

Depois, procura-se o risco mais próximo da ruptura e contase a metade das divisões (n/2) para cada lado. Mede-se então o comprimento final, que corresponde à distância entre os dois extremos dessa contagem.

Este é o método para determinar o comprimento final quando a ruptura ocorre no centro da parte útil do corpo de prova.

Mas, se a ruptura ocorrer fora do centro, de modo a não permitir a contagem de n/2 divisões de cada lado, deve-se adotar o seguinte procedimento normalizado:

· Toma-se o risco mais próximo da ruptura.

• Conta-se n/2 divisões de um dos lados. • Acrescentam-se ao comprimento do lado oposto quantas divisões forem necessárias para completar as n/2 divisões.

A medida de Lf será a somatória de L’+ L”, conforme mostra a figura a seguir.

Determinação do limite elástico ou de proporcionalidade

Para sentir a importância desta propriedade, imagine-se dentro de um elevador, que funciona preso por um cabo de aço.

O que aconteceria se o cabo se alongasse um pouquinho toda vez que o elevador subisse ou descesse?

O cabo de aço iria ficar cada vez mais fino, até que a sua espessura se tornasse tal que não suportaria mais o peso da cabine (e com você lá dentro!).

Não seria nada agradável uma queda do vigésimo andar. É, mas isto aconteceria se a solicitação ultrapassasse o limite elástico, porque qualquer solicitação acima do limite elástico causa deformação permanente.

Portanto, o limite elástico é a máxima tensão a que uma peça pode ser submetida. Por isso, o conhecimento de seu valor é fundamental para qualquer aplicação.

A rigor, a determinação do limite elástico deveria ser feita por carregamentos e descarregamentos sucessivos, até que se alcançasse uma tensão que mostrasse, com precisão, uma deformação permanente.

Este processo é muito trabalhoso e não faz parte dos ensaios de rotina. Porém, devido à importância de se conhecer o limite elástico, em 1939 um cientista chamado Johnson propôs um método para determinar umlimite elástico aparente, que ficou conhecido comolimite Johnson.

O limite Johnson corresponde à tensão na qual a velocidade de deformação é 50% maior que na origem.

Veja como determinar o limite Johnson na prática, acompanhando os passos explicados a seguir.

1. Trace uma reta perpendicular ao eixo das tensões, fora da região da curva tensão-deformação (F-D).

2. Prolongue a reta da zona elástica, a partir do ponto O, até que ela corte a reta FD no ponto E.

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3. Remarque o ponto D de modo que a medida do segmento FD seja igual a uma vez e meia o segmento FE.

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